x86組合語言學習記錄

0x00 前置知識

​ 有一定程式設計基礎（會點C，java，C++，python等）。理解資訊在不同地方，意義可能不同(同一段資訊，我們可能將其看成資料，也有可能看成指令)。

0x01 學習教材及其他資源推薦

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​ 《組合語言》王爽著，清華大學出版社出版書籍。該書通俗易懂，理論和實踐緊密結合，編者也十分幽默風趣。

​ 現在win10已把debug除錯程式移除了，因此我們需要自己安裝debug，在此推薦部落格園的一篇教程[win10環境下如何執行debug](win10環境下如何執行debug - wuliMax - 部落格園 (cnblogs.com))。

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0x02 正式學習

1 基礎知識

機器語言

​ 機器語言是機器指令的集合。電子計算機的機器指令是一串串的二進位制數碼，計算機可以通過讀入機器指令，將其轉化為高低電平，從而實現基本運算，儲存等操作。

​ 現在PC機通過CPU（central processing unit，簡稱CPU）晶片，來實現以上功能。不同CPU，因為設計和結構的不同，所以控制指令就有所不同，即不同CPU都有自己的機器語言。

​ 早期程式設計師為了解決機器語言的使用困難，從而開發了組合語言。

組合語言組成

1. 彙編指令（機器碼的助記符）【核心】如mov。
2. 偽指令（由編譯器執行）如結束符end。
3. 其他符號（由編譯器識別）如+、-、*、/。

儲存器

​ 電腦中的儲存器大致可劃分為兩大類：一類是主存，即記憶體；一類是輔存，即外存。二者的重要區別之一，就在於他們與CPU之間的物理連線方法不同。與CPU地址線直接相連的儲存器就是記憶體，而通過介面與CPU間接相連的儲存器就是外存。

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​ PC機中的記憶體條

​ PC機中的硬碟（外存）

​ CPU、記憶體和硬碟關係

​ 因為CPU直接連線記憶體，因此如果我們想讓CPU工作，就需要將資料和指令存放在記憶體中。

儲存器計量單位

​ 計算機儲存資訊的最小單位，稱之為位（bit，又稱位元）。

​ 儲存器中所包含儲存單元的數量稱為儲存容量，其計量基本單位是位元組（Byte，簡稱B），8個二進位制位稱為1個位元組，此外還有KB、MB、GB、TB等，它們之間的換算關係是1Byte＝8bit，1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。

​ 在Intel 8086這一16位CPU中，我們常用位元組、字（兩個位元組）為計量單位。

CPU與記憶體通訊

​ CPU和記憶體通訊

​ 上圖中，MAR和MDR是暫存器。前者是地址暫存器（用來儲存地址），後者是資料暫存器（用來儲存資料）。CPU將記憶體中的資料讀出後，先要放入到CPU流水線的暫存器中，再對資料進行運算處理。

​ 同時，從上圖我們可以得知CPU和記憶體之間有三條匯流排（抽象），即資料匯流排、控制匯流排、地址匯流排。

​ CPU和記憶體通訊可以簡單分成三步：

	1. CPU通過地址匯流排將地址資訊傳出給儲存器晶片，明確操作的儲存單元。
	2. CPU通過控制匯流排發出控制命令（讀 、寫等）。
	3. 儲存器和CPU通過資料匯流排傳輸資料。

匯流排

​ 三種匯流排都有自己的寬度（物理層面可以簡單理解成每一種匯流排都由很多根電線組成）。一根線，可以傳輸一個高/低電平，因此可以代表一位元。例如，8086CPU資料匯流排有16根資料線，則8086CPU的資料匯流排寬度為16位，一次性可以傳輸1個字（兩個位元組）的資料量。

​ 如上所述，資料匯流排的寬度決定了資料傳輸速度。而以此類推，地址匯流排寬度決定了CPU的定址能力（CPU最大能控制的記憶體大小），控制匯流排決定了CPU的控制能力（如讀、寫等）。

2 暫存器

暫存器簡介

​ 暫存器是CPU的主要部件。可以用於暫時存放參與運算的資料和運算結果。同時，我們也可以通過改變暫存器的內容實現對CPU的控制。

​ 8086CPU有14個暫存器，每個暫存器都有自己的名稱。這14個暫存器為：AX(accumulator)、BX(base)、CX(count)、DX(data)、SP（Stack Pointer）、BP（Base Pointer）、SI（Source Index）、DI（Destination Index）、IP(Instruction Pointer)、CS（Code Segment）、DS（Data Segment）、SS（Stack Segment）、ES（Extra Segment）、FLAG

通用暫存器

​ 8086CPU的暫存器均為16位。AX、BX、CX、DX這四個暫存器通常用來儲存一般性的資料，被稱為通用暫存器。（注意是通常，因為它們還有其他功能）

​ 而這些16位通用暫存器又可分為兩個獨立的8位的暫存器。

• AX可分為AH和AL；

• BX可分為BH和BL；

• CX可分為CH和CL；

• DX可分為DH和DL；

未完待續。。。

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