概述

本文來介紹最基礎(chǔ)的8086匯編，將通過關(guān)鍵點(diǎn)的突出以及個(gè)人理解，而不會(huì)將原理做重點(diǎn)介紹,爭(zhēng)取最快的速度來學(xué)會(huì)匯編并且使用,我們平時(shí)接觸的C/C++/JAVA等語言都是高級(jí)語言，而計(jì)算機(jī)只能運(yùn)行機(jī)器語言也就是0和1，高級(jí)語言通過編譯成匯編語言再編譯成機(jī)器語言運(yùn)行到計(jì)算機(jī)上。高級(jí)語言、匯編語言、機(jī)器語言特性如下:

• 匯編語言不區(qū)分大小寫
• 匯編語言與機(jī)器語言一一對(duì)應(yīng)，每一條機(jī)器語言都有一條匯編語言對(duì)應(yīng)
• 匯編語言可以通過編譯得到機(jī)器語言，機(jī)器語言可以通過反匯編得到匯編語言
• 高級(jí)語言可以通過編譯得到匯編語言或者機(jī)器語言，但匯編語言或者機(jī)器語言幾乎不可能還原成高級(jí)語言
  程序執(zhí)行流程:程序被裝載進(jìn)內(nèi)存，CPU會(huì)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行讀和寫,根據(jù)讀取到的指令也會(huì)控制硬件設(shè)備比如顯示器，音響，話筒等。我們?cè)趯W(xué)習(xí)匯編過程中絕大部分指令都是跟CPU和內(nèi)存相關(guān)的。

總線

總線（Bus）是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束， 按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類，計(jì)算機(jī)的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號(hào)。總線是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是CPU、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個(gè)部件通過總線相連接，外部設(shè)備通過相應(yīng)的接口電路再與總線相連接，從而形成了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各個(gè)部件之間傳送信息的公共通路叫總線，微型計(jì)算機(jī)是以總線結(jié)構(gòu)來連接各個(gè)功能部件的。

• 地址總線：它的寬度決定了CPU的尋址能力，8086的地址總線寬度是20，它的尋址能力是2^20 =1M,32位CPU尋址能力則是2^32=4G, 64位CPU尋址能力是2^64 = 4G * 4G,64位CPU提供足夠大的內(nèi)存地址，目前實(shí)際沒有用到那么大的地址。
• 數(shù)據(jù)總線:它的寬度決定了CPU的單次數(shù)據(jù)傳送量，也就是數(shù)據(jù)傳送速度,8086的數(shù)據(jù)總線寬度是16，所以單次最大傳遞2個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù),比如8086需要傳送數(shù)據(jù)89D8H,89D8H占兩個(gè)字節(jié)第一次傳送DB,第二次傳送89。
• 控制總線:它的寬度決定了CPU對(duì)其他器件的控制能力、能有多少種控制。

內(nèi)存

所有的內(nèi)存單元都有唯一的地址，叫做物理地址，各類存儲(chǔ)器的物理地址情況，內(nèi)存地址空間的大小受CPU地址總線寬度的限制。8086的地址總線寬度為20，可以定位2^20個(gè)不同的內(nèi)存單元（內(nèi)存地址范圍0x00000~0xFFFFF)所以8086的內(nèi)存空間大小為1MB

• 0x00000~0x9FFFF：主存儲(chǔ)器。可讀可寫
• 0xA0000~0xBFFFF：向顯存中寫入數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)會(huì)被顯卡輸出到顯示器,可讀可寫
• 0xC0000~0xFFFFF：存儲(chǔ)各種硬件、系統(tǒng)信息。只讀

尋址方式

8086CPU是16位的，但是地址總線是20位的，按理說CPU尋址能力只有2^16=64KB,那如何輸送地址20位呢，這是8086的特殊性，它內(nèi)部采用了地址加法器2個(gè)16位地址合成的方法生成1個(gè)20位的地址，一個(gè)地址稱為段地址，一個(gè)稱為偏移地址,地址加法器采用物理地址=段地址x16+偏移地址，比如8086要訪問123C8H的內(nèi)存單元，此時(shí)8086地址加法器進(jìn)行合成，其步驟如下:
1.相關(guān)部件提供段地址1230和偏移地址00C8給地址加法器。
2.段地址1230和偏移地址00C8送入地址加法器。
3.地址加法器合成屋里地址:1230x16+00C8 = 123C8H。
4.輸出物理地址。
在8086中，一般段地址又稱為這個(gè)段的起始地址，偏移地址決定了這個(gè)段的最大長(zhǎng)度：2^16=64KB。

CPU

CPU典型構(gòu)成:寄存器，運(yùn)算器，控制器。寄存器負(fù)責(zé)信息存儲(chǔ)，運(yùn)算器負(fù)責(zé)信息處理，控制器負(fù)責(zé)控制其它器件的工作。對(duì)我們目前學(xué)到的匯編主要是跟寄存器打交道，8086有14個(gè)16位寄存器，可以存放2個(gè)字節(jié)，8086寄存器如下所示:

register.png

段寄存器

我們這里再重點(diǎn)介紹下段寄存器，前面我們說了相關(guān)部件提供段地址和偏移地址給地址加法器進(jìn)行合成地址，到底是什么提供的的呢，就是段寄存器，包括:代碼段寄存器(CS)、數(shù)據(jù)段寄存器(DS)、堆棧寄存器(SS)、附加段寄存器(ES)。

• CS和IP
  CS為代碼段寄存器，IP為指令寄存器，它們指示了CPU當(dāng)前要讀取指令的地址，任意時(shí)刻8086都會(huì)將CS:IP指向的指令作為下一條要需要取出執(zhí)行的指令，也就是說將要被執(zhí)行的指令都是從CS:IP取出地址合成的。指令執(zhí)行流程總結(jié)如下:
  1.從CS:IP指向的內(nèi)存單元讀取指令，讀取的指令進(jìn)入指令緩沖器
  2.IP=IP+所讀取指令的長(zhǎng)度，從而指向下一條指令
  3.執(zhí)行步驟1，重復(fù)這個(gè)過程
  CPU從何處執(zhí)行指令是由CS、IP中的內(nèi)容決定的，我們可以通過改變CS、IP的內(nèi)容來控制CPU執(zhí)行目標(biāo)指令，MOV能修改大部分寄存器中的值，但是不能用于修改CS:IP的值，JMP等轉(zhuǎn)移指令能修改CS:IP中的值。比如:
  jmp 2AE3:3,執(zhí)行后:CS=2AE3H,IP=0003H,CPU將從2AE33H處讀取指令。
  jmp 3:0B16,執(zhí)行后:CS=003H,IP=0B16H,CPU將從00B46H處讀取指令。
  綜合上述，“jmp 段地址:偏移地址”指令的功能為:用指令中給出的段地址修改CS，偏移地址修改IP。jmp 也可以直接jmp寄存器來修改IP的值，比如：jmp ax,就是設(shè)置IP的值為寄存器里面的值。
• DS和[address]
  CPU要讀寫一個(gè)內(nèi)存單元時(shí)，必須要先給出這個(gè)內(nèi)存單元的地址，在8086中，內(nèi)存地址由段地址和偏移地址組成,8086中有一個(gè)DS段寄存器，通常用來存放要訪問數(shù)據(jù)的段地址,比如:
  mov bx,1000h //將地址放到bx中
  mov ds,bx //將bx中的值賦值到ds數(shù)據(jù)段寄存器，段地址就是1000h
  mov al,[0] //將10000H（1000:0）中的內(nèi)存數(shù)據(jù)賦值到al寄存器中
  mov al,[address]的意思將DS:address中的內(nèi)存數(shù)據(jù)賦值到al寄存器中,由于al是8位寄存器，所以是將一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)賦值給al寄存器,8086不支持將數(shù)據(jù)直接送入段寄存器中，mov ds,1000H是錯(cuò)誤的。這里在補(bǔ)充一個(gè)知識(shí)點(diǎn)大小端，大段模式:數(shù)據(jù)的高字節(jié)存保存在內(nèi)存的低地址中，而數(shù)據(jù)的低字節(jié)保存在內(nèi)存的高字節(jié)中，小段模式剛好相反。

基礎(chǔ)指令

mov指令

mov 寄存器, 數(shù)據(jù)       比如：mov ax,8 ;將十進(jìn)制8傳送到ax
mov 寄存器, 寄存器     比如: mov ax,bx ;將bx寄存器中的數(shù)據(jù)傳送到ax
mov 寄存器，內(nèi)存單元    比如：mov ax,[2000h] ;將地址2000H單元的內(nèi)容傳送到AL寄存器
mov 內(nèi)存單元，寄存器    比如：mov[2000h],ax ;將ax傳送到地址2000h中
mov 段寄存器，寄存器    比如：mov ds,ax ；將ax中的數(shù)據(jù)傳入到ds中
mov 寄存器，段寄存器    比如  mov ax ,ds ；將ds中的數(shù)據(jù)傳入到ax中

注意事項(xiàng)如下:

• 兩個(gè)存儲(chǔ)單元之間不能直接傳送數(shù)據(jù)，即：MOV指令只允許一個(gè)操作數(shù)在存儲(chǔ)器中。MOV [SI]，[2000H]；這是錯(cuò)誤的
• MOV指令中立即數(shù)不能直接傳送給段寄存器（CS、DS、SS、ES）和IP；段寄存器之間不能直接傳送。MOV IP，2000H ；這是錯(cuò)誤的
• CS和IP不能作為目的操作數(shù)。MOV CS，AX ；這是錯(cuò)誤的
• MOV指令中立即數(shù)不能作目標(biāo)操作數(shù)。MOV 2000H，[SI] ；這是錯(cuò)誤的
• MOV指令中的源操作數(shù)絕對(duì)不能是立即數(shù)和代碼段CS寄存器
• MOV指令中絕對(duì)不允許在兩個(gè)存儲(chǔ)單元之間直接傳送數(shù)據(jù)
• MOV指令中絕對(duì)不允許在兩個(gè)段寄存器之間直接傳送數(shù)據(jù)
• MOV指令不會(huì)影響標(biāo)志位
  add指令和sub指令都跟mov一樣，都有兩個(gè)操作對(duì)象，注意事項(xiàng)也是一樣,這里就不列舉,詳細(xì)了解請(qǐng)自行查看官方文檔。

棧

函數(shù)、方法，我們平時(shí)開發(fā)是使用非常頻繁，我們看看函數(shù)最簡(jiǎn)單的的結(jié)構(gòu):函數(shù)名，函數(shù)參數(shù)，返回值，平時(shí)也在說函數(shù)調(diào)用棧，其實(shí)函數(shù)調(diào)用其底層就是對(duì)棧的操作，我們想徹底搞懂函數(shù)調(diào)用，我們必須先來認(rèn)識(shí)棧，棧：是一種具有特殊的訪問方式的存儲(chǔ)空間(后進(jìn)先出,Last In Out First,LIFO)。

stack.png

1. 8086會(huì)將CS作為代碼段的段地址，將CS:IP指向的指令作為下一條需要取出執(zhí)行的指令
2. 8086會(huì)將DS作為數(shù)據(jù)段的段地址，mov ax,[address]就是取出DS:address的內(nèi)存數(shù)據(jù)放到ax寄存器中
3. 8086會(huì)將SS作為棧段的段地址，任意時(shí)刻，SS:SP指向棧頂元素
4. 8086提供了PUSH（入棧）和POP (出棧）指令來操作棧段的數(shù)據(jù)。

比如push ax是將ax的數(shù)據(jù)入棧,如下所示:

push.png

pop.png

總結(jié)下,本篇文章介紹了編程語言的發(fā)展，以及匯編與高級(jí)語言的關(guān)系，通過對(duì)CPU、內(nèi)存、寄存器、指令以及棧的學(xué)習(xí)，希望你能抓住關(guān)鍵點(diǎn)快速入門，下一篇將正式搭建環(huán)境編寫匯編代碼。敬請(qǐng)期待，祝學(xué)習(xí)快樂！