汇编语言:基于x86处理器-学习笔记-第三章

《汇编语言：基于x86处理器（原书第7版）》
第三章学习笔记

汇编语言部分基本语言元素

《汇编语言：基于x86处理器（原书第7版）》 Page 42

整数常量

以字母开头的十六进制数必须加个前置0，以防汇编器将其解释为标识符。

字符串常量

和字符常量以整数形式存放一样，字符串常量在内存中的保存形式为整数字节数值序列。

例如，字符串常量 “ABCD” 就包含四个字节 41h、42h、43h、44h。

伪指令

伪指令 (directive) 是嵌入源代码中的命令，由汇编器识别和执行。

伪指令不在运行时执行，但是它们可以定义变量、宏和子程序；为内存段分配名称，执行许多其他与汇编器相关的日常任务。

默认情况下，伪指令不区分大小写。例如，.data，.DATA 和 .Data 是相同的。

定义段

汇编器伪指令的一个重要功能是定义程序区段，也称为段 (segment)。程序中的段具有不同的作用。

  • 数据段：.DATA 伪指令表示的数据段可以用于定义变量。

  • 代码段：.CODE 伪指令标识的程序区段包含了可执行的指令。

  • 堆栈段：.STACK 伪指令标识的程序区段定义了运行时堆栈，并设置了其大小。

指令

指令 (instruction) 是一种语句，它在程序汇编编译时变得可执行。汇编器将指令翻译为机器语言字节，并且在运行时由 CPU 加载和执行。一条指令有四个组成部分：

  1. 标号（可选）：是一种标识符，是指令和数据的位置标记。标号有两种类型：数据标号和代码标号。
  2. 指令助记符（必需）
  3. 操作数（通常是必需的）
  4. 注释（可选）

习题整理

计算机的 CPU 每执行一个 ( )，就完成一步基本运算。 （D）
A. 软件
B. 算法
C. 程序
D. 指令

解析见上文整理内容。

在 x86 汇编语言中，汇编程序常用的三个段，分别是（代码段）、（数据段）和（堆栈段）；
对于 32位 CPU，用于在循环中控制循环次数的寄存器是（$ECX$），包含下一跳将要执行指令的地址的寄存器是（$EIP$）。

解析见上文整理内容。

一条指令有四个组成部分，分别是标号、（指令助记符）、（操作数）和（注释）。其中，标号可分为（数据标号）和（代码标号）。

解析见上文整理内容。

程序模板

《汇编语言：基于x86处理器（原书第7版）》 Page 47, 52, 67

汇编语言程序有一个简单的结构，并且变化很小。当开始编写一个新程序时，可以从一个空 shell 程序开始，里面有所有基本的元素。通过填写缺省部分，并在新名字下保存该文件就可以避免键入多余的内容。关键字大小写均可：

image

汇编、连接和运行程序

《汇编语言：基于x86处理器（原书第7版）》 Page 53

用汇编语言编写的源程序不能直接在其目标计算机上执行，必须通过翻译或汇编将其转换为可执行代码。汇编器生成包含机器语言的文件，称为目标文件 (object file)。

这个文件还没有准备好执行，它还需传递给一个被称为链接器 (linker) 的程序，从而生成可执行文件 (executable file)。

这个文件就准备好在操作系统命令提示符下执行。

汇编-连接-执行周期

汇编-连接-执行周期

对上图每一个步骤进行说明：

  1. 编程者用文本编辑器 (text editor) 创建一个 ASCII 文本文件，称之为源文件。
  2. 汇编器读取源文件，并生成目标文件，即对程序的机器语言翻译。或者，它也会生成列表文件。只要出现任何错误，编程者就必须返回步骤1，修改程序。
  3. 链接器读取并检查目标文件，以便发现该程序是否包含了任何对链接库中过程的调用。链接器从链接库中复制任何被请求的过程，将它们与目标文件组合，以生成可执行文件。
  4. 操作系统加载程序将可执行文件读入内存，并使 CPU 分支到该程序起始地址，然后程序开始执行。

习题整理

在汇编语言中，能将目标文件生成可执行文件的程序是： （C）
A. 调试程序
B. 汇编程序
C. 链接程序
D. 编译程序

链接器从链接库中复制任何被请求的过程，将它们与目标文件组合，以生成可执行文件。

定义数据

《汇编语言：基于x86处理器（原书第7版）》 Page 55

数据定义语句形如：count DWORD 12345。

内部数据类型

内部数据类型
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初始值

定义整数类型

初始值数据定义中至少要有一个初始值，即使该值为 0。

其他初始值，如果有的话，用逗号分隔（例如初始化数组：list BYTE 10, 20, 30）。对整数数据类型而言，初始值 (initializer) 是整数常量或是与变量类型，如 BTYE 或 WORD 相匹配的整数表达式。

如果程序员希望不对变量进行初始化（随机分配数值)，可以用符号 ? 作为初始值。使用 ? 初始值使得变量未初始化，这意味着在运行时分配数值到该变量。

所有初始值，不论其格式，都由汇编器转换为二进制数据。初始值 00110010b、32h 和 50d 都具有相同的二进制数值。

定义字符串

定义一个字符串，要用单引号或双引号将其括起来。

最常见的字符串类型是用一个空字节(值为 0)作为结束标记，称为以空字节结束的字符串。

1
2
greeting1 BYTE "Good Afternoon", 0
greeting2 BYTE 'Good Night', 0

十六进制代码 ODh 和 0Ah 也被称为 CR/LF (回车换行符) 或行结束字符。在编写标准输出时，它们将光标移动到当前行的下一行的左侧。

DUP 操作符

DUP 操作符使用一个整数表达式作为计数器，为多个数据项分配存储空间。在为字符串或数组分配存储空间时，这个操作符非常有用，它可以使用初始化或非初始化数据：

1
2
3
BYTE 20 DUP(O)       ; 20个字节，值都为0
BYTE 20 DUP(?)       ; 20个字节，非初始化
BYTE  4 DUP("STACK") ; 20个字节

定义浮点类型

  • REAL4 定义 4 字节单精度浮点变量。

  • REAL8 定义 8 字节双精度数值。

  • REAL10 定义 10 字节扩展精度数值。

每个伪指令都需要一个或多个实常数初始值：

1
2
3
4
rVal1 	    REAL4   -1.2
rVal2 	    REAL8   3.2E-260
rVal3 	    REAL10  4.6E+4096
shortArray  REAL4   20 DUP(0.0)

下图描述了标准实数类型的最少有效数字个数和近似范围：

标准实数类型

习题整理

语句“array WORD 6 DUP (4)”分配主存的存储单元个数是：（B）
A. 6
B. 12
C. 24
D. 48

参考文章：吐血整理！这篇带你彻底理解主存中存储单元地址的分配 - 知乎 (zhihu.com)

通常都是以8位二进制为一个存储单元，也就是一个字节。一个 WORD 拥有2个字节，DUP 前面的数字为6，表示共创建6个 WORD，即共12个字节。

语句“array WORD 10 DUP (?)”分配主存的存储单元个数是：（20）

解析无

语句“array DWORD 10,20,30,40”分配主存的存储单元个数是：（16）

解析无

语句“array WORD 10,20,30,40”分配主存的存储单元个数是：（8）

解析无

语句“array DWORD 10,20,30,40,50”分配主存的存储单元个数是：（20）

解析无

语句“array word 5 dup(1, 2)”分配主存的存储单元个数是：（10）

待添加注释

下列哪个数据伪指令定义32位无符号整数变量：（D）
A. WORD
B. SWORD
C. BYTE
D. DWORD

WORD 16位无符号整数；SWORD 16位有符号整数；BYTE 8位无符号整数；DWORD 32位无符号整数。

下列哪个数据伪指令定义16位有符号整数变量：（B）
A. WORD
B. SWORD
C. BYTE
D. SBYTE

WORD 16位无符号整数；SWORD 16位有符号整数；BYTE 8位无符号整数；SBYTE 8位有符号整数。

下列哪个数据伪指令定义16位无符号整数变量？（C）
A. DWORD
B. SWORD
C. WORD
D. SDWORD

解析无

下列哪个数据伪指令定义32位有符号整数变量？（D）
A. DWORD
B. SWORD
C. FWORD
D. SDWORD

解析无

下列哪个数据伪指令定义8位有符号整数变量？（SBYTE）

解析无

小端顺序

《汇编语言：基于x86处理器（原书第7版）》 Page 62

x86 处理器在内存中按小端顺序 (低到高) 存放和检索数据。

最低有效字节存放在分配给该数据的第一个内存地址中，剩余字节存放在随后的连续内存位置中。

image-20221231191909818

其他有些计算机系统采用的是大端顺序(高到低)。下图展示了 12345678h 从偏移量 0000 开始的大端顺序存放。

image-20221231192011363

习题整理

变量保存于字节编址的内存存储器中，每个存储单元保存一个8位、字节量数据。多个字节数据顺序逐个存放在主存相邻单元。
一般采用小端方式存储，即高字节数据保存在（高地址）存储单元，低字节数据保存在（低地址）存储单元。

解析见上文整理内容。

符号常量

《汇编语言：基于x86处理器（原书第7版）》 Page 63

等号伪指令

1
name = expression

通常，表达式是一个32位的整数值。当程序进行汇编时，在汇编器预处理阶段，所有出现的 name 都会被替换为 expression。类比 C 语言的 #define name expression。

计算数组大小

$ 运算符（当前地址计数器）返回当前程序语句的偏移量。在下例中，从当前地址计数器（$）中减去list的偏移量，计算得到 ListSize。ListSize 必须紧跟在 list 的后面。

1
2
list BYTE 10, 20, 30, 40
ListSize = ($ - list)

字数组和双字数组

当要计算元素数量的数组中包含的不是字节时，就应该用数组总的大小（按字节计）除以单个元素的大小。

比如，在下例中，由于数组中的每个字要占2个字节（16位)，因此，地址范围应该除以2：

1
2
list WORD 1000h, 2000h, 3000h, 4000h
ListSize = ($ - list) / 2

同样，双字数组中每个元素长4个字节，因此，其总长度除以4才能产生数组元素的个数：

1
2
list DOWRD 10000000h, 20000000h, 30000000h, 40000000h
ListSize = ($ - list) / 4
汇编语言:基于x86处理器
#汇编语言
汇编语言:基于x86处理器-学习笔记-第三章
https://luoyuy.top/posts/ae5782ad0d6f/
作者
LuoYu-Ying
发布于
2022年12月31日
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