【汇编语言】1. 基础知识
1. 计算机系统的硬件组成
- 运算器：算数运算和逻辑运算核心
- 控制器：发出控制信号，协调工作秩序
- 存储器：存放程序和数据
- I/O设备：负责输入输出，接受和表示信息
2. Intel 8086 微处理器寄存器组
学习汇编语言，其实就是学习寄存器的运用！Intel 8086 共 14 个 16 位可编程寄存器。
graph LR;
寄存器-->通用寄存器组
寄存器-->控制寄存器组
寄存器-->段寄存器组
通用寄存器组-->数据寄存器组
通用寄存器组-->指针和变址寄存器组
数据寄存器组-->累加器
数据寄存器组-->基址寄存器
数据寄存器组-->计数寄存器
数据寄存器组-->数据寄存器
累加器-->AH,AL
基址寄存器-->BH,BL
计数寄存器-->CH,CL
数据寄存器-->DH,DL
指针和变址寄存器组-->堆栈指针寄存器
指针和变址寄存器组-->基址指针寄存器
指针和变址寄存器组-->源变址寄存器
指针和变址寄存器组-->目的变址寄存器
堆栈指针寄存器-->SP
基址指针寄存器-->BP
源变址寄存器-->SI
目的变址寄存器-->DI
控制寄存器组-->指令指针寄存器
控制寄存器组-->标志寄存器
指令指针寄存器-->IP
标志寄存器-->FLAGS
段寄存器组-->代码段寄存器
段寄存器组-->数据段寄存器
段寄存器组-->堆栈段寄存器
段寄存器组-->附加段寄存器
代码段寄存器-->CS
数据段寄存器-->DS
堆栈段寄存器-->SS
附加段寄存器-->ES
数据寄存器组
既可以作为16位寄存器使用，也可以分为两个8位寄存器使用。这些寄存器既可以作为算数逻辑运算的源操作数，向ALU（算数逻辑单元）提供参与运算的原始数据；也可以作为目标操作数，保存运算的中间结果或最后结果。
指针和变址寄存器组
- 指针寄存器：(1)SP 用于在堆栈操作过程中指示堆栈栈顶的偏移地址，称为 堆栈指针 。（2）BP 用来存放位于堆栈段中的一个数据区的“基址”的偏移量，称为 基址指针。
- 变址寄存器：在串操作指令中，SI 用来存放源操作数地址的偏移量，DI 用来存放目标操作数地址的偏移量
段寄存器组
这些寄存器指明了一个特定的现行段，用来存放各段的段基址。
- CS：存放当前使用的代码段的段基址，用户编写的程序必须存放在代码段中，CPU将会依次从代码段中取出指令代码并执行。
- DS：存放当前使用的数据段的段基址，程序运行所需的原始数据以及运算的结果应存放在数据段中。
- ES：存放当前使用的附加段的段基址，它通常也用来存放数据。
- SS：存放当前使用的 堆栈段 的段基址，所有堆栈操作的数据均存放在这个段中。
指令指针寄存器 IP
其内容总是指向BIU将要取的下一条指令代码的16位偏移地址。
标志寄存器
这是最重要的寄存器！它有16位，但只使用了9位。
- 6位：状态标志位，用来反映算术运算或逻辑运算的结果的状态，CPU自动决定。（OF，SF，ZF，CF，AF，PF）
- 3位：控制位，用来控制CPU的操作，由人主动决定。（DF，IF，TF）
\[\begin{matrix}
15&14&13&12&11&10&9&8&7&6&5&4&3&2&1&0\\
×&×&×&×&OF&DF&IF&TF&SF&ZF&×&AF&3&PF&×&CF\\
\end{matrix}
\]
- 控制位
- DF (方向标志，Direction Flag)：设定和控制字符串操作指令的步进方向。\(DF=1\) 时串操作过程中的地址自动递减 1，\(DF=0\) 时自动递增 1。
- IF (中断允许标志，Interrupt Enable Flag)：用来控制可屏蔽的中断的标志位。\(IF=1\) ,开中断，CPU可以接收可屏蔽中断请求；\(IF=0\) ，关中断，CPU不能接收可屏蔽中断请求。
- TF (单步标志，Trap Flag)：用来控制CPU进入单步工作方式。\(TF=1\) 时，8086 CPU 处于单步工作方式，每执行完一条指令就自动产生一次内部中断；\(TF=0\) 时，CPU不能以单步工作方式工作。主要用于程序调试。
- 状态标志位
- OF (溢出标志，OverFlow Flag)：表示运算中的溢出情况。\(OF=1\) 表示当前正在进行的补码运算有溢出；\(OF=0\) 则无溢出。
- SF (符号标志，Sign Flag)：表示运算结果的正负情况。\(SF=1\) 为负；\(SF=0\) 为正。
- ZF (零标志，Zero Flag)：表示当前的运算结果是否为零。\(ZF=1\) 为零；\(ZF=0\) 则为非零。
- AF (辅助进位标志，Auxiliary Carry Flag)：表示加法或减法中运算结果中 3位 向 4位 产生进位或借位的情况。\(AF=1\) 表示有进位借位；\(AF=0\) 表示无进位借位。
- PF (奇偶校验标志，Patity Flag)：表示本次运算结果中包含“1”的个数。\(PF=1\) 则表示有偶数个“1”；\(PF=0\) 则表示有奇数个“1”。
- CF (进位标志，Carry Flag)：表示本次加法或减法运算中 最高位 产生进位或借位的情况。\(CF=1\) 表示有进位或借位；\(CF=0\) 表示无进位或借位。
3. 存储方式
8086 CPU 的地址总线有20根，可以直接寻址 \(2^{20}=1\ MB\) 的存储器空间。然而它的寄存器只有 16位 ，只能直接寻址 $ 2{16}=26×2^{10}=64\ KB $ 的空间。为了以小寻大，采用 存储器地址分段的方法。
这个方法的核心是间存储器的地址分段，段基址用16位表示，然后用两个寄存器指明在哪一段和段内的哪一部分，即可完成寻址，逻辑地址={段基址：段偏移地址}：
\[物理地址=段基址×10H+段内偏移地址
\]
\[\begin{align}
段基址 & = 0000\ 0000\ 0000\ 0000 \\
段基址×10H& = 0000\ 0000\ 0000\ 0000\ 0000 \\
\end{align}
\]
\[\begin{align}
段基址×10H+段内偏移地址=&0000\ 0000\ 0000\ 0000\ 0000 \\
+&\ \ \ \ \ \ \ \ \ 0000\ 0000 \ 0000\ 0000\\
& ——————————
\end{align}
\]
举个例子，现已知一个逻辑地址为 {B21H : 4567 H}，现在将其转换为物理地址：
\[\begin{align}
段基址 =B21H& = 0000\ 1011\ 0010\ 0001 \\
段基址×10H& = 0000\ 1011\ 0010\ 0001\ 0000 =B210H\\
段内偏移地址=4567H&=0100\ 0101\ 0110\ 0111 \\
\end{align}
\]
\[\begin{align}
段基址×10H+段内偏移地址=&\ 0000\ 1011\ 0010\ 0001\ 0000 \\
+&\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 0100\ 0101\ 0110\ 0111 \\
& ——————————\\
=&\ 0000\ 1111\ 0111\ 0111\ 0111 \\
=&\ F777H
\end{align}
\]
4. 进制转换
计算机只认识二进制的语言，但要人类去读二进制则显得冗长，故而一般将二进制转换为十六进制来进行阅读。转换的一般途径如下：
graph LR;
十进制-->二进制
二进制-->十六进制
十六进制-->二进制
二进制-->八进制
八进制-->二进制
二进制-->十进制
4.1. 十进制——>二进制
十进制转换为二进制主要使用取余法。比如求十进制数125的二进制数：
\[\begin{matrix}
整&125&62&31&15&7&3&1&0\\
余& &1 &0 &1&1&1&1&1\\
\end{matrix}\\
（125）_{dec}=(111 \ 1101)_{bin}
\]
再比如求十进制数837的二进制数：
\[\begin{matrix}
整&837&418&209&104&52&26&13&6&3&1&0\\
余& &1 &0 &1 &0 &0 &0 &1&0&1&1\\
\end{matrix}\\
（837）_{dec}=(11\ 0100\ 0101)_{bin}
\]
4.2. 二进制——>十进制
二进制转十进制就是一个加权求和的过程，比如将 \((111 \ 1101)_{bin}\) 转为十进制：
\[\begin{matrix}
权&2^6&2^5&2^4&2^3&2^2&2^1&2^0\\
位&1&1&1&1&1&0&1\\
\end{matrix}\\
\begin{align}
DEC& = 1 ×2^6+1 ×2^5+1 ×2^4+1 ×2^3+1 ×2^2+0 ×2^1+1 ×2^0\\
& = 1 ×64+1 ×32+1 ×16+1 ×8\ +1 ×4\ \ +0 ×2\ \ +1 ×1 \\
&=(125)_{dec}
\end{align}
\]
4.3. 二进制与八进制和十六进制的互相转换
二进制与八进制和十六进制的转换非常简单，4位二进制对应1位十六进制，3位二进制对应1位八进制。
\[\begin{matrix}
二进制&十六进制&|&八进制&二进制\\
0000&0&|&0&000\\
0001&1&|&1&001\\
0010&2&|&2&010\\
0011&3&|&3&011\\
0100&4&|&4&100\\
0101&5&|&5&101\\
0110&6&|&6&110\\
0111&7&|&7&111\\
1000&8&|\\
1001&9&|\\
1010&A&|\\
1011&B&|\\
1100&C&|\\
1101&D&|\\
1110&E&|\\
1111&F&|\\
\end{matrix}\\
\]
比如将 \((111 \ 1101)_{bin}\) 转换为 十六进制 则为 \((7D)_{HEX}\),转换为八进制则为 \((175)_{oct}\)。