汇编学习1

汇编器：汇编语言 –>机器语言

连接器：把汇编器创建的多个单独文件连接成可执行程序

汇编语言和机器语言一一对应

1.数位进制

二进制

左高右低。

整数存储

字节Byte：8位

字word：2字节，2Byte。16位

双字doubleword：4字节。32位

八字节：8字节。64位

补码

一个数的补码就是它的相反数（一个数与它的补码相加和为0），

求补码：取反加一

字符存储

ASCII, 用低7位，最高位创建私有字符

ANSI字符集，256字符，后128特殊字符

Unicode标准，：UTF-8， UTF-16, UTF-32

ASCII字符串

2.处理器

1. IA-32：始于80386

2. 微机结构：



clock：时钟用于CPU的内部操作和其他系统部件的同步

Cu：控制单元协调执行机器指令时各个步骤的次序

ALU：算术逻辑单元执行算术运算和逻辑运算

mem stor unit：内存存储单元存放指令和数据

总线：传送数据，并行线

数据总线：CPU内存间传送指令和数据

控制总线：用二进制信号同步连接到系统总线上的所有设备的动作

地址总线：如果当前指令要在CPU和内存间传送数据，地址总线上保持着指令和数据的地址

时钟：固定废品率产生脉冲，一个完整时间脉冲（两个下降沿间间隔）所需要的时间是 机器周期 （机器指令使用的最基本的时间单位

3. 指令周期

单条机器指令的执行可以被分解为一系列的独立操作，这些操作构成指令执行的一个周期

程序开始执行前必须首先装入 内存，指令指针 包含要执行的下一条指令的地址， 指令队列 存放若干条将要执行的指令，

三个步骤：

1.取指，控制单元从 指令队列 中取得指令并递增指令指针(EIP)的值，指令指针也称为程序计数器

2.解码，控制单元对指令解码，把输入操作数传递给ALU，并向算术逻辑单元发送信号指明要执行的操作

*取操作数（额外步骤），控制单元从内存中读操作数，复制到内部寄存器中

3.执行，算术逻辑单元执行指令，送出运算输出结果，更新反应处理器状态的状态标志

*存储输出操作数（额外），存储数据到内存中。



4. 流水线

指令执行 每一步 占用 一个 时钟周期, 但处理器可以并行执行其他步骤。

Intel 486 6级流水线：

总线接口单元BIU：访问存储器提供输入输出

代码预取单元：从BIU接收机器指令并将其插入称为指令队列的存储区域

指令解码单元：对预取队列中的机器指令进行解码，将他们翻译为微代码

执行单元：执行指令解码单元产生的微代码

分段部件：把逻辑地址转换为线性地址并进行保护检查

分页部件：把线性地址转换为物理地址，进行页保护检查

n*k模型：



k+(n-1)模型：



k + n 模型：超标量流水线



5. 内存读取

步骤由cpu内部时钟控制

周期1：内存操作数的地址被放到地址总线ADDR上

周期2：读取线（RD）设为低（0），通知存储器要读取一个值

周期3：cpu等待一个周期，给存储器时间响应。这个时钟周期内，内存控制器把数据放在数据线

(DATA) 上。

周期4：读取线（RD）变为一，通知cpu在数据总线（DATA）上读取数据

3.IA-32体系结构

1. 操作模式

保护模式

程序被赋予了独立的内存区域（称为段），处理器阻止程序访问分配段之外的其他内存

虚拟8086模式

（保护模式的特例）在保护模式下，执行多个虚拟8086任务，即在 安全的多任务环境下运行实地址模式的软件 ，即使一个如 MS-DOS 程序崩溃或试图向系统内存写入数据，也不会影响同时运行的其他程序

实地址模式

实地址模式实现了 Intel 8086 处理器的程序设计环境，可用于运行那些需要直接访问系统内存和硬件设备的MS-DOS 程序。* 实地址模式下运行的程序可能导致操纵系统挂起 *

系统管理模式

2. 基本执行环境

1. 地址空间

保护模式下，IA-32最高可访问4GB内存，32位无符号整数寻址上限。(32-bit address)

实地址程序只能访问1MB内存(20-bit address)

保护模式下虚拟8086模式运行多个程序，每个程序都能访问独立 1MB内存区域(20-bit address)

2. 寄存器



还有更多的寄存器之后会学习到

3. 历史

Intel 8086：16位寄存器16位数据总线 1MB内存

Intel 8088 ：8位数据总线，其余同上

Intel 80286： 24位地址，16MB内存

IA-32系列：

Intel 386 : 32位寄存器，32位地址总线，32位外部数据通道， 每个程序4GB线性地址空间

Intel 486：流水线技术，同时处理多条指令

奔腾：32位地址，64位内部数据通道

奔腾4，Xeon

4. CISC RISC



CISC:

高级运算，微代码解释器，复杂指令

RISC：

精简指令，少，硬件直接解码执行

4.IA-32内存管理

实模式

20位地址线，访问1MB内存，

如何用8086的16位寄存器存放20位的地址

分段内存方案：

所有内存被分为多个64kb区域，这些区域称为段

所以，实际地址等于 16位段的基地址加上16位的偏移地址



注意：每个段在被表示时省略了最后一个0，C000实际上是从C0000开始的段

如：80250h = 8000：0250

08F1：0100 = 08F1h * 10h + 0100h = 09010h

保护模式

每个程序可寻址4GB内存，0~FFFFFFFF

平坦分段模式

基址，界限，段描述符，全局描述符表GDT, 0040*1000=00040000

10000*1000=10000000

多段模式

局部描述符表LDT，基址，界限计算同上

分页 （IA-32）

段分割为多页，

一页：4096字节

分页机制允许同时运行的程序使用的总内存 远大于计算机的物理内存，

所有页的集合合称虚拟内存

分页机制（使用后备磁盘存储)

一个程序越依赖分页机制，运行也可能越慢

补：

1.EFLAGS扩展标志，

2.FPU浮点单元：高速浮点算数运算

3.视频适配器：视频控制器+视频显示存储器（显存）

4.存储器：