为了使用汇编语言,必须熟悉CPU和寄存器,还需要掌握CPU的寻址方式。 为了利用NASM进行PC机的汇编语言编程,需要熟悉x86的指令集和NASM汇编程序的若干附加指令。 在使用汇编语言编写的低级代码中,所有的I/O操作(如显示字符和字符串、读入键盘按键、读写磁盘数据等)都是通过调用系统的BIOS(Basic Input Output System,基本输入输出系统)来完成的。 计算机在启动时,因为系统自动装入的引导模块太小(只有一个扇区,512个字节),一般只能包含装载操作系统启动程序的代码,而启动程序本身的代码,则必须放在磁盘的其他地方。至于操作系统的大量代码,一般用C语言和汇编语言混合编写,保存为磁盘文件后,再由启动程序装载入内存。 DOS和Windows的COM可执行文件简单小巧,可用于引导代码的运行测试。 为了调试我们编写的汇编语言程序,可以使用传统小巧的实模式调试工具debug。 这次实验,我们先介绍CPU及其寄存器和寻址方法;再给出常用的x86指令和NASM汇编程序的常用附加指令;接着列出几个常用的BIOS中断及其调用方法;然后编写一个读入按键并回显字符到屏幕的小汇编程序MY-OS,并将其作为另一个引导程序;其后,把MY-OS的代码放到第二个物理扇区,再编写装载此代码块的汇编程序放到引导扇区;接着介绍COM可执行文件的生成和使用,最后简介实模式调试工具debug的基本使用方法 在深入探讨汇编程序与代码块装载之前,我们首先需要理解CPU的工作原理和汇编语言的基础。CPU,即中央处理器,是计算机的核心组件,负责解释和执行计算机指令。x86系列CPU,由Intel和AMD制造,是目前PC机和Mac机上广泛使用的处理器类型,它们基于CISC(复杂指令集计算)架构,拥有丰富的指令集,能够处理复杂的计算任务。x64则是x86的64位扩展,由AMD率先推出,并被Intel采纳,提供了更大的地址空间和更高的性能。 汇编语言是与特定CPU架构紧密相关的低级编程语言,程序员通过汇编语言可以直接操纵CPU的寄存器和指令。在x86和x64平台上,汇编语言编程通常需要了解CPU的寻址方式,例如直接寻址、间接寻址、寄存器寻址等。同时,需要掌握NASM这样的汇编器,它提供了一种将汇编代码转换为机器码的方法。NASM支持许多附加指令,使得编写汇编程序更为便捷。 在低级编程中,I/O操作往往通过调用BIOS中断实现。BIOS是计算机启动时加载的基本输入输出系统,提供了与硬件交互的基本功能,如读取键盘输入、显示字符、读写硬盘等。例如,可以通过INT 10H中断来进行屏幕输出,INT 16H用于键盘输入。 在操作系统开发中,启动程序通常非常小,仅能加载更复杂的启动代码,这些代码可能位于磁盘的其他位置。操作系统的主体部分通常由C语言和汇编语言混合编写,保存为文件后,由引导程序加载到内存。DOS和Windows下的COM文件是一种简单的可执行格式,它们可以直接运行,适用于启动代码的测试。 为了调试汇编程序,我们可以使用像DEBUG这样的实模式调试工具。DEBUG提供了一系列命令,如D(显示内存),E(编辑内存),G(执行程序)等,帮助程序员追踪和调试程序的执行过程。 在实验中,我们可能会编写一个名为MY-OS的简单汇编程序,它能够读取键盘输入并显示回显字符。这个程序可以作为一个引导程序,其代码会被放置在磁盘的第二个物理扇区。引导扇区则包含装载MY-OS的代码,以确保在系统启动时执行。此外,还会学习如何创建和使用COM格式的可执行文件,以及DEBUG工具的基本使用方法,以进行更深入的程序分析和调试。 汇编程序与代码块装载涉及到CPU架构的理解、汇编语言的编程、BIOS中断的使用、程序加载机制以及调试工具的运用。这些知识对于操作系统开发、系统级编程以及理解计算机底层工作原理至关重要。
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