汇编语言汇编语言基础教程、实战案例和实战项目讲解

汇编 - 简介 什么是汇编语言? 每台个人计算机都有一个微处理器，用于管理计算机的算术、逻辑和控制活动。 每个处理器系列都有自己的一组指令，用于处理各种操作，例如从键盘获取输入、在屏幕上显示信息以及执行各种其他作业。 这些指令集称为"机器语言指令"。 处理器只能理解机器语言指令，即由 1 和 0 组成的字符串。 然而，机器语言对于软件开发来说过于晦涩和复杂。 因此，低级汇编语言是为特定的处理器系列而设计的，它以符号代码和更易于理解的形式表示各种指令。 汇编语言的优点 了解汇编语言可以使人意识到 − 程序如何与操作系统、处理器和 BIOS 连接； 数据在内存和其他外部设备中的呈现方式； 处理器如何访问和执行指令； 指令如何访问和处理数据； 程序如何访问外部设备。 使用汇编语言的其他优点是 − 需要较少的内存和执行时间； 它以更简单的方式允许特定于硬件的复杂作业； 适合时间紧迫的工作； 最适合编写中断服务程序和其他内存驻留程序。 PC硬件的基本特征 PC的主要内部硬件由处理器、存储器和寄存器组成。 寄存器是保存数据和地址的处理器组件。 为了执行程序，系统将其从外部设备复制到内部存储器中。 处理器执行程序指令。 计算机存储的基本单位是位； 它可以是 ON (1) 或 OFF (0)，在大多数现代计算机上，一组 8 个相关位构成一个字节。 因此，奇偶校验位用于使一个字节中的位数为奇数。 如果奇偶校验为偶数，则系统假定存在奇偶校验错误（尽管很少见），这可能是由于硬件故障或电气干扰引起的。 处理器支持以下数据大小 − 单词：2 字节数据项 双字：4 字节（32 位）数据项 四字：8 字节（64 位）数据项 段落：16 字节（128 位）区域 千字节：1024 字节 兆字节：1,048,576 字节 二进制数系统 每个数字系统都使用位置表示法，即写入数字的每个位置都有不同的位置值。 每个位置都是底数的幂，对于二进制数系统来说是2，这些幂从0开始并以1递增。 下表显示了 8 位二进制数的位置值，其中所有位均设置为 ON。 Bit 值 1 1 1 1 1 1 1 1 以 2 为底的幂的位置值 128 64 32 16 8 4 2 1 Bit 数 7 6 5 4 3 2 1 0 二进制数的值基于 1 位的存在及其位置值。 所以，给定的二进制数的值为 − 1 + 2 + 4 + 8 +16 + 32 + 64 + 128 = 255 与以下内容相同 28 - 1. 十六进制数字系统 十六进制数字系统使用基数 16。该系统中的数字范围为 0 到 15。按照惯例，字母 A 到 F 用于表示与十进制值 10 到 15 对应的十六进制数字。 计算中的十六进制数用于缩写冗长的二进制表示形式。 基本上，十六进制数字系统通过将每个字节分成两半并表达每个半字节的值来表示二进制数据。 下表提供了十进制、二进制和十六进制等效值 − 十进制数 二进制表示 十六进制表示 0 0 0 1 1 1 2 10 2 3 11 3 4 100 4 5 101 5 6 110 6 7 111 7 8 1000 8 9 1001 9 10 1010 A 11 1011 B 12 1100 C 13 1101 D 14 1110 E 15 1111 F 要将二进制数转换为其等效的十六进制数，请将其分成一组，每组从右侧开始，每组连续 4 个组，并将这些组写在十六进制数的相应数字上。 示例 − 二进制数 1000 1100 1101 0001 相当于十六进制 - 8CD1 要将十六进制数转换为二进制数，只需将每个十六进制数字写入其 4 位二进制数即可。 示例 − 十六进制数 FAD8 相当于二进制 - 1111 1010 1101 1000 二进制算术 下表说明了二进制加法的四个简单规则 − (i) (ii) (iii) (iv) 1 0 1 1 1 +0 +0 +1 +1 =0 =1 =10 =11 规则 (iii) 和 (iv) 显示将 1 位进位到下一个左侧位置。 示例 十进制 二进制 60 00111100 +42 00101010 102 01100110 负二进制值以二进制补码表示法表示。 根据这个规则，将二进制数转换为负值就是将其位值反转并加1。 示例 数字 53 00110101 反转位 11001010 加 1 00000001 数字 -53 11001011 要从一个值中减去另一个值，将要减去的数字转换为二进制补码格式，然后将数字相加。 示例 53 减 42 数字 53 00110101 数字 42 00101010 反转 42 的位 11010101 加 1 00000001 数字 -42 11010110 53 - 42 = 11 00001011 最后 1 位溢出丢失。 寻址内存中的数据 处理器控制指令执行的过程称为取指-解码-执行周期或执行周期。 它由三个连续的步骤组成 − 从内存中获取指令 解码或识别指令 执行指令 处理器一次可以访问一个或多个字节的内存。 让我们考虑一个十六进制数 0725H。 这个数字需要两个字节的内存。 高位字节或最高有效字节为 07，低位字节为 25。 处理器以相反的字节顺序存储数据，即低位字节存储在低内存地址中，高位字节存储在高内存地址中。 因此，如果处理器将值 0725H 从寄存器传输到内存，它将首先将 25 传输到较低的内存地址，然后将 07 传输到下一个内存地址。 简介 x：内存地址 当处理器从内存获取数字数据到寄存器时，它会再次反转字节。 内存地址有两种 − 绝对地址 - 具体位置的直接引用。 段地址（或偏移量）- 具有偏移值的内存段的起始地址。 汇编 - 安装和环境设置 本地环境设置 汇编语言取决于指令集和处理器的体系结构。 在本教程中，我们重点关注 Intel-32 处理器，例如 Pentium。 要遵循本教程，您将需要 − 一台 IBM PC 或任何同等的兼容计算机 Linux 操作系统的副本 NASM 汇编程序的副本 有很多好的汇编程序，例如 − 微软汇编程序 (MASM) Borland Turbo Assembler (TASM) GNU 汇编程序 (GAS) 我们将使用 NASM 汇编器，因为它是 − 免费。 您可以从各种网络资源下载它。 有据可查，您将在网上获得大量信息。 可在 Linux 和 Windows 上使用。 安装 NASM 如果您在安装Linux时选择"开发工具"，则NASM可能会与Linux操作系统一起安装，无需单独下载和安装。 要检查您是否已安装 NASM，请执行以下步骤 − 打开 Linux 终端。 输入 whereis nasm 并按 Enter。 如果已安装，则会出现类似 nasm: /usr/bin/nasm 的行。 否则，您将只看到 nasm:，那么您需要安装 NASM。 要安装 NASM，请执行以下步骤− 检查The netwide assembler (NASM) 网站以获取最新版本。 下载 Linux 源存档 nasm-X.XX.ta.gz，其中 X.XX 是存档中的 NASM 版本号。 将存档解压到创建子目录 nasm-X. XX 的目录中。 cd 到 nasm-X.XX 并输入 ./configure。 这个 shell 脚本将找到最好的 C 编译器来使用并相应地设置 Makefiles。 输入make来构建nasm和ndisasm二进制文件。 键入 make install 以在 /usr/local/bin 中安装 nasm 和 ndisasm 并安装手册页。 这应该在您的系统上安装 NASM。 或者，您可以使用 Fedora Linux 的 RPM 发行版。 该版本安装比较简单，只需双击RPM文件即可。 汇编 - 基本语法 汇编程序可以分为三个部分 − data 部分, bss 部分, and text 部分. data部分 data部分用于声明初始化数据或常量。 该数据在运行时不会改变。 您可以在本节中声明各种常量值、文件名或缓冲区大小等。 声明数据部分的语法是 − section.data bss部分 bss部分用于声明变量。 声明 bss 部分的语法是 − section.bss text部分 text部分用于保存实际代码。 此部分必须以声明 global _start 开头，它告诉内核程�