彙編語言1：基礎知識

　　這個假期開始系統學習彙編語言，採用跟隨視頻教程的方式，所用教程是網易雲課堂中的《彙編語言從0開始》，講者是workWork。該課程一共有167個課時，每一個課時從幾分鐘到十幾分鐘不等，時間不長，短小精悍，反饋及時，讓人有動力一直看下去。這門課程很適合零基礎的同窗，由於在正式編程前，講者用了大量時間講述基礎性的知識，包括二進制十進制十六進制、CPU執行指令的過程、寄存器的講解、棧的使用等等。我我的認爲，即便你已經不算零基礎了，認真地看完這些課程，鞏固一下基礎知識也是必要的。我以前看過一本基於Linux的教材，由於Linux採用的是AT&T風格，與DOS/Windows的Intel風格有很大差別，因此即便也寫過幾個彙編小程序，但始終以爲對於寄存器、指令/數據長度以及棧的概念懵懵懂懂，基礎並無打好。我建議你們若是是初學者，仍是先從DOS/Windows平臺的彙編開始學習比較好，尤爲是要使用Windows XP中的debug程序反覆練習，這樣能夠在編程以前打好堅實的基礎。

　　下面對編程以前的基礎知識作一個小小的總結。

1、十進制、二進制和十六進制

       二進制之因此重要，是由於整個計算機體系就是創建在二進制的基礎上的，實際上全部的指令和數據在計算機中存儲和運算的形式就是二進制。十六進制之因此重要，是由於查看內存中的指令和數據時，是以十六進制顯示的。一個十六進制數字，實際上至關於四個二進制數字的表示。這方面須要掌握如下幾個知識點：

• 十進制與二進制的相互轉換/快速轉換
• 十進制與十六進制的的相互轉換/快速轉換
• 十六進制與二進制的相互轉換/快速轉換

　　基礎的相互轉換就不說了，即便對於初學者也應該是容易掌握的。說一下快速轉換的方法。

1. 十進制快速轉換成二進制

　　首先對於二進制來講，位於最末一位的1表示加1，右數第二位表示加2，依次類推爲四、八、1六、3二、64。對於100之內的十進制數，只能是由以上幾個數字相加得成。那麼咱們就能夠開始湊了。好比98，能夠寫成64+32+2，再把對應位置爲1，即1100010。

2. 十進制快速轉換成十六進制

　　這個方法只能用在小於256的數。很簡單，先用該數除以16，獲得一個結果和一個餘數。好比81=5*16+1，則十六進制表示爲51H。

3. 十六進制和二進制的快速轉換

　　上文說過一個十六進制數字能夠由四個二進制數來表示，好比7EH，就是把7用二進制表示，E用二進制表示，即0111 1110。反之亦然，二進制轉換成十六進制時，每四個數字劃分便可。

　　最後，記住一個式子：

　　字節byte = 2個十六進制數字 = 8個二進制數字 = 8比特bit

2、CPU、寄存器和指令執行

1. 地址信息、數據信息和控制信息

　　6個小題，掌握了就能夠了。

          （1）1個CPU的尋址能力爲8KB，那麼它的地址總線寬度爲  13

          8KB = 8*1024字節，總共是2的13次方

          （2）1KB的存儲器有 1024 個存儲單元，存儲單元的編號從 0 到 1023

          （3）1KB的存儲單元能夠存儲 1024*8 bit，1024  Byte 

          （4）1GB, 1MB, 1KB 分別是        2^30    2^20   2^10    Byte

          （5）地址線有16根，尋址能力爲64KB，20根，1MB，24根，16MB，32根，4GB

          （6）數據線有8根，一次能夠傳送數據爲1Byte，16根，2Byte，32根，4Byte

2. 寄存器

          （1）通用寄存器

　　ax = ah + al

　　bx = bh + bl

　　cx = ch + cl

　　dx = dh + dl

　　通常用來存放數據，對於ax來講，能表示最大值爲FFFFH，即0-66535。ax是16位，AH是8位，ah最大可表示FFH，即0-255。對於ax存放的數據是一個字，即兩個字節。而一個地址當中只能存放一個字節，即1個字須要2個地址連續的內存單元存放，高位地址存放高位字節，低位地址存放低位字節

          （2）用於表示地址的寄存器

　　段地址：偏移地址

　　ds            si

　　es            di

　　ss            bp

　　cs            ip

　　　　　　sp

　　　　　　bx

　　物理地址 = 基礎地址 + 偏移地址

　　基礎地址 = 段地址 * 16（10H）

　　其中cs:ip表示讀取指令的地址，ds 是段寄存器，通常以ds:[0]的形式表示要使用的數據所在的地址。

3. 指令執行

　　讀取指令的地址爲cs:ip。

          （1）指令執行的過程：

　　①CPU從cs:ip所組成的地址中讀取指令，將這個指令存放在指令緩存器中；

　　②ip = ip + 所讀指令的字節數；

　　③執行指令緩存器中的內容，回到步驟1，重複這個過程。

          （2）指令執行要完成的任務：

　　①數據在什麼位置？

　　②處理數據；

　　③把處理事後的結果儲存起來。

3、debug指令

          r 顯示寄存器內容

          d 顯示內存中的內容

               段地址：偏移地址 - 偏移地址

          u 將內存中內容翻譯成彙編指令

          a 向當前內存中寫指令（彙編指令）

          e 加上段地址：偏移地址，即向當前內存中寫入內容（16進制）

4、棧

　　棧就是一段連續的內存空間，遵循後進先出的準則。棧的操做有兩個，分別是入棧和出棧。棧的地址由ss:sp表示。入棧指令是push加地址，出棧指令是pop加地址。注意push和pop指令後加的地址是待入棧數據的地址/出棧後數據存放的地址。ss:sp永遠指向棧頂數據，能夠由程序員修改決定。注意使用棧時必定要防止越界。

　　push -> SP - 2 -> SS:SP 字型數據存入

　　pop   ->  SS:SP字型數據取出 ->  SP - 2

5、基本的彙編指令

1. 移動指令

          mov 寄存器，數據

          mov 寄存器，寄存器

          mov 寄存器，內存單元

          mov 內存單元，寄存器

          mov 段寄存器，寄存器

          mov 寄存器，段寄存器

2. 運算指令

          add 寄存器，數據

          add 寄存器，寄存器

          add 寄存器，內存單元

          add 內存單元，寄存器

          sub

3. 轉移指令

          轉移指令可以修改ip或cs，例如jump 2000:0，實際上就是把cs改爲2000，ip改爲0，那麼下一條指令就是從2000:0開始執行。

6、編程前的總結

1. 關於寄存器與地址表示

          CS:IP   和指令有關

          DS:[0] [1] …  和數據有關

          SS:SP  臨時性數據（棧）

2. 關於指令執行的過程

          經過彙編指令修改CPU中寄存器中的內容。須要考慮的問題有：

          （1）數據在哪裏？

          （2）數據的長度：字節型數據 字型數據    AX BX CX DX   AH AL BH BL

          （3）數據的處理    ADD    SUB

          （4）數據存放到哪裏？

3. 關於程序員的工做

          數據是咱們程序本身安排，存放在哪裏也要本身安排，指令在哪裏也要本身安排——相比高級語言，彙編語言給程序員絕對的自由，然而自由的代價是謹慎，彙編語言比高級語言更容易出現種種問題。