学习汇编随手记

学习汇编随手记

前言

本笔记是关于王爽汇编的笔记，覆盖不全，到了内中断就完结了，听从学长建议，我跑去学xv6了，x86告辞。

1. 寄存器

1.1 寄存器初步

(A,B,C,D)X是通用寄存器，通常存放一般性数据，而形似A(H,L)则是为了向下兼容，而由AX分裂的八位寄存器。

这里值得注意的是，dosbox不支持debug模式直接用r直接修改AH或者AL，但是可以通过a来直接进入汇编指令模式，这种情况下是支持的。

字的概念：一个字由两个字节组成，一个字节由8bit组成，而在ax中，分为高位字节和低位字节，对应了我们的兼容性的考虑。

debug模式下，通过输入a可以直接进入汇编代码模式，我们可以输入mov ah, 15来改变ax的高八位，这里的15是16进制，无论你输入什么，都会默认是16进制的数字，而你如果在debug模式下，直接在后面加上H，是会报错的，位数多了会报错，但是如果位数少了不会。

如果加法出现溢出，懂得都懂，会无视溢出，该进位进位，如果对AL和BL进行加减，进位不会波及到AH或者BH，因为此时采取的是八位运算。

8086：他的cpu是16位的，而有20位的地址总线，这就产生了木桶效应，而计算机总是神奇的，他给出了两个16位地址合成的方法形成了20位的物理地址，采用的是物理地址=段地址×16(二进制左移四位) + 偏移地址，这是我们在计组中学过的概念，这就使得，即便cpu只能提供16位的地址，但是cpu可以通过提供两个相关的部件来提供两个16位的地址，从而在地址加法器中计算出物理地址，提高寻址能力。ps：原书这里对于段地址+偏移地址的解释非常好，强烈推荐去看看！

段地址：之前有了解过os的同学可能会搞混地址分段和段地址的概念，但是他们是不一样的东西，段地址是具体地址的表示方式，而地址分段我还没深入学，这里就不介绍了，

段寄存器：这里不得不提到段寄存器的概念，我们在dosbox里面输入r，然后输入a，可以清晰的发现，汇编代码模式下的左侧num:num的数字和两个寄存器的数值一模一样！他们就是CS(代码段寄存器)和IP(指令指针寄存器)，而我们输入t的时候，我们可以很轻易的发现，我们的IP会发生偏移，这也就意味着，随着我们IP的一次次偏移，我们输入的指令也会一步一步执行！！读到这里，一直困惑我的一些内容也得到了解决，比如，程序的代码是如何运行？答案显而易见。

一个实例，清晰了解：

1. CS和IP通过加法器计算出当前应当执行的指令的地址，通过地址总线，发出读命令。
2. 指令通过数据总线被送入CPU。
3. 输入输出控制电路将指令送入指令缓冲器。
4. 读取一条指令后，IP自增，使得可以读取下一条命令。
5. 而在送入指令缓冲器之后，会送入执行控制器，执行这条指令。
6. 此处省略一些步骤，最终ax变成了我们相应的数值。

这样，我们的一条指令就执行完毕了。

那么我们回过头来，我们在编程中可以轻易地改变这些寄存器的数值，从而掌控全局。

但是，事实上，我们的mov指令并不能直接操作CS:IP这两个寄存器，除此之外，我们可以通过jmp CS:IP这个指令来移动CS:IP的位置，另外，像jmp ax，就相当于是mov ip, ax但是实际上这个指令是不存在的，这里仅仅是比喻，另外我们在debug模式中，通过r命令也可以修改CS:IP的数值。

在debug模式中，有这些命令：

• r命令，查看cpu相关寄存器，可以修改寄存器值

• d命令，查看指定CS:IP的机器码

• e命令，修改执行CS:IP的机器码

• t命令，执行一条指令

• u命令，查看机器码对应的汇编命令

• a命令，进入汇编模式，通过这样以汇编的形式讲机器码写入内存

• q命令，退出debug模式

1.2 内存访问

字单元：存放一个16位字节的字型数据的内存单元，分高位内存单元和低位内存单元，分别存放数据，以N位起始地址的字单元称为N地址字单元。

我们提过mov和add指令，但是实际上，我们的数据是存储在那里的？这就需要引入DS这个寄存器，存放要访问的段地址，而偏移地址通过[偏移地址]的格式来表示，但是我们的dosbox不支持直接mov ds, 1000来修改段寄存器，所以我们需要一个中转的寄存器，比如说

mov bx, 1000
mov ds, bx
mov al, [0]

这样，可以讲2000:0000位置的值赋给al，也就是说[…]表示一个偏移地址！而ds寄存器则是我们的段地址。

我们也可以通过mov [0], al将寄存器的值送入内存，这里还有另一个知识点，就是1000:[1]存储的是字型数据的高八位，而[0]存储的是低八位

sub，add，mov：mov可以通过中间寄存器去操作段寄存器等，但是sub和add均不能操作段寄存器/指令指针寄存器

stack栈：在汇编中也有栈的概念，我们通过pop [to]和push [from]来完成栈的操作，他们是通过SS:SP这两个寄存器来管理的，SS是段寄存器，而SP是偏移量，任意时刻指向栈顶元素，甚至，我们可以通过改变栈指针，来实现改变这个栈本身，太恐怖了，同时，在dosbox里面并不能自己检测栈顶是否越界，需要我们手动管理，本质上，pop和push是一种内存传送指令。

此处需要注意，栈是向下增长的，所以弹出元素，SP会增加，推入元素，SP会减少。

2.编写程序

2.1 概述

首先看汇编代码：

assume cs:ciallo 	;将cs段寄存器和ciallo关联

ciallo segment  ;ciallo是段名，表示段的开始
	mov ax, 1155
	add bx, ax
	
	mov ax, 4c00H 	;实现函数的返回
	int 21H
	
ciallo ends ; 一个段的结束

end ;整个程序的结束

虽然我们可以在在dosbox里面使用edit模式来进行写代码，但是感觉不太好用。

步骤：

1. masm xxx.asm
2. link xxx.obj
3. xxx执行

3. [bx]和loop

3.1 概述

[bx]和[0]有些类似，都表示内存单元，而[0]作为偏移地址可以随便指定，而[bx]也表示偏移地址，但是他的偏移地址就是寄存器bx中的数值，他们的段地址都是ds。

loop，就是循环

如下所示，cx代表循环的次数，每执行一次循环，cx–，直到为0，停止循环。

assume cs:ciallo

ciallo segment

	mov ax, 2
	mov cx, 11
s:
	add ax, ax
	loop s
	
	mov ax, 4c00H
	int 21H
	
ciallo ends

end

另外，虽然我们在debug模式下，可以直接使用[num]表示偏移地址，但是在源代码中，我们需要使用段寄存器：[num]来表示，否则，你的[num]就会被解释成为num，当然，如果直接将num传送到bx寄存器上，然后直接通过[bx]访问也是可行的。

段前缀(包括cs:[]/ss:[]/ds:[]/es:[])咋用？我们可以通过段地址来实现内存复制，比方说：

code segment
    mov ax, 0FFFFh   ; 设置 DS = 0FFFFh
    mov ds, ax       

    mov ax, 0020h    ; 设置 ES = 0020h
    mov es, ax       

    mov bx, 0        ; BX = 0（偏移地址）
    mov cx, 12       ; CX = 12（循环次数）

s:
    mov dl, [bx]     ; 从 DS:BX 读取字节到 DL
    mov es:[bx], dl  ; 将 DL 写入 ES:BX
    inc bx           ; BX +1（移动到下一个字节）
    loop s           ; CX - 1，若不为 0 则跳转到 s 继续执行

    mov ax, 4C00h    ; 退出程序
    int 21h          ; DOS 终止程序中断

code ends
end

我们可以通过额外段地址来存放需要复制的另一块区域，从而便利的实现内存的复制！

4. 包含多个段(segment)的程序

当我们希望能够同时相加多个数字，同时希望能够使用循环的方式，这和我们使用的数组很相似，我们可以通过这样来实现：

assume cs:ciallo

ciallo segment

	dw 0123h, 0456h, 0789h, 0abch, 0defh	;定义字型数据，由于在代码段中，并且定义与最开始所以能够从cs:[0]开始找到他们
	
	start:		;start表示程序的入口
		mov bx, 0
		mov ax, 0
		
		mov cx, 5
		
	s:
		add ax, cs:[bx]
		add bx,2
		loop s
	
	mov ax, 4c00h
	int 21h
	
ciallo ends

end start		;表示程序的结束！

根据新引入的start标志，我们可以将程序设计为以下结构

assume cs:ciallo

ciallo segment

	数据
	...
	
	start:
	
	我们要执行的程序
	...
	
ciallo ends

end start 		;程序的结束

那么，回到我们的主题，如何将代码分段管理？

assume cs:ciallo, ds:data, ss:stack   ; 假设代码段 (cs) 为 ciallo，数据段 (ds) 为 data，堆栈段 (ss) 为 stack

data segment                      ; 数据段开始
    dw 0123h, 0456h, 0789h, 0abch, 0defh, 0fedh, 0cbah, 0987h  ; 定义了 8 个 16 位数据
data ends                         ; 数据段结束

stack segment                     ; 堆栈段开始
    dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0   ; 为堆栈分配 16 个 16 位单元，并初始化为 0
stack ends                        ; 堆栈段结束

ciallo segment                    ; 代码段开始

start:                             ; 代码段入口
    mov ax, stack                  ; 将堆栈段的地址加载到 AX 寄存器
    mov ss, ax                     ; 将 AX 的值赋给堆栈段寄存器 SS，设置堆栈段
    mov sp, 20h                    ; 设置堆栈指针 SP 为 20h，堆栈从 20h 开始

    mov ax, data                   ; 将数据段的地址加载到 AX 寄存器
    mov ds, ax                     ; 将 AX 的值赋给数据段寄存器 DS，设置数据段

    mov bx, 0                      ; 将 BX 寄存器清零，用作数据索引
    mov cx, 8                      ; 将 CX 寄存器设置为 8，用作循环计数
    s:
        push [bx]                       ; 将数据段中 BX 地址指向的值压入堆栈
        add bx, 2                       ; 增加 BX，指向下一个数据项（每个数据项是 2 字节）
        loop s                          ; 循环执行，直到 CX 变为 0

    s0:
        pop [bx]                        ; 将堆栈顶的值弹出并存储到数据段中，BX 指向的位置
        add bx, 2                        ; 增加 BX，指向下一个数据项
        loop s0                         ; 循环执行，直到 CX 变为 0

    mov ax, 4c00h                   ; 设置结束程序的返回代码
    int 21h                         ; 调用 DOS 中断，终止程序并返回代码 4C00h

ciallo ends                        ; 代码段结束

end start                          ; 程序结束

总体来看，这段代码还是比较简单的，就是将data数据段中的数据压入栈中，然后再弹出来，同时尽管我们设置了堆栈段，但是我们还需要再start中根据段地址来初始化我们的ss和ds寄存器，以实现栈段和数据段匹配！

事实上，某一个段是栈段还是数据段，并不是在创建这个段时决定的，事实上，和他的名字没啥关系，而是和管理这个段的寄存器有关系，我们可以在代码段中将栈段寄存器的指针指向这个段，这样，才算成为一个完整的段。

5. 地址定位

5.1 技巧类

and，都为1才为1，否则为0

or，有一个为1，那么结果就是1

根据这两个，我们可以用已经学过的指令和ASCII码的性质实现字符大小写转换：

codesg segment

datasg segment
	db 'BaSic'
	db 'iNfoRmAtion'

start:
    mov ax, datasg  ; 加载数据段地址到 AX
    mov ds, ax      ; 设置 DS 指向数据段

    mov bx, 0       ; 初始化 BX = 0，作为地址偏移
    mov cx, 5       ; 计数器 CX = 5

s:  
    mov al, [bx]    ; 读取数据段中偏移 BX 处的字节
    and al, 11011111B  ; 将 AL 转换为大写（清除第 5 位）
    mov [bx], al    ; 存回修改后的数据
    inc bx          ; BX 递增
    loop s          ; 继续循环，直到 CX 变为 0

    mov bx, 5       ; 继续处理剩余部分，从偏移 5 开始
    mov cx, 11      ; 计数器 CX = 11

    s0:
        mov al, [bx]    ; 读取数据段中偏移 BX 处的字节
        or al, 00100000B  ; 将 AL 转换为小写（设置第 5 位，因为ASCII码小写字符的第五位总是1，所以根据这个可以实现大小写转换）
        mov [bx], al    ; 存回修改后的数据
        inc bx          ; BX 递增
        loop s0         ; 继续循环，直到 CX 变为 0

    mov ax, 4C00h   ; 终止程序
    int 21h         ; 调用 DOS 中断

codesg ends
end start

同时，为了更灵活的定位，我们的[bx]甚至可以采取[bx + idata]的形式，来实现更灵活的寻址。

另外，si(source index)和di(destination index)寄存器和bx的功能类似，完全可以相互替换使用

在我们需要往字符串后面追加字符串的时候，就可以将这几个寄存器搭配使用，使得效率更高。

我们也可以利用这几个寄存器执行更灵活的寻址操作，这里可以看原书，比如[bx + si + idata]的形式，这里有很多种写法

mov ax, [bx+200+si]
mov ax, [200+bx+si]
mov ax,200 [bx] [si]
mov ax, [bx].200[si]
mov ax,[bx][si].200

当我们遇到使用这种寻址方式的时候，也难免会遇见要使用多重循环的情况，但是我们实际上只有一个cx，咋办？我们可以通过dx将这个cx保存起来，比如说：

datasg segment
    ; 数据段的定义可以在此处进行，例如：
    ; c db 10   ; 例如，如果 c 是一个常量或数据

datasg ends

code segment

    start:
        mov ax, datasg   ; 加载数据段的地址到 AX
        mov ds, ax       ; 设置 DS 寄存器指向数据段

        mov bx, 0        ; BX = 0，初始化偏移
        mov cx, 4        ; CX = 4，循环计数器

        s0:
            mov dx, c        ; 将 c 的值加载到 DX（假设 c 是数据段中的一个变量）

            s:
                ..... 				;你的逻辑

                inc bx            ; BX 增加，指向下一个数据位置
                loop s            ; 循环，直到 CX 为 0


            mov cx, dx       ; 将 DX 的值复制到 CX（恢复 CX 的计数）
            loop s0           ; 循环 s0，直到 CX 为 0

        mov ax, 4C00h     ; DOS 中断 4C00h 结束程序
        int 21h           ; 调用 DOS 中断退出程序
    
code ends

end start

当然，这种方法并不是通用的，我们可以将其保存到内存之中，需要使用的时候，再从内存中恢复，像这种保存状态，恢复状态，我们肯定会使用栈！

比如：

mov cx, 4
s0:
    push cx  ; 先保存外层循环计数器 CX
    ....     ; 执行某些操作

    mov cx, 5
    s1:
        push cx  ; 先保存内层循环计数器 CX
        ...
        loop s1  ; 依靠 CX 自动递减

    pop cx  ; 恢复 CX（内层循环完成后恢复外层循环的 CX）
    ....   
    loop s0 ; 依靠 CX 自动递减

这里有几个计组的概念：直接寻址/寄存器间接寻址/寄存器相对寻址/基址变址寻址/相对基址变址寻址，他们都是基于之前说的多个索引类寄存器来寻找地址，而事实上，在面对更多维度的数组的时候，寄存器的数量是有限的，我们可以通过计算之前几个维度的长度的乘积来获取索引，也就是说，多维数组实际上是连续的！这也就解释了go语言里面的切片等等的扩容机制为什么会重新开辟新的空间，而不是原地扩容了。

5.2 指令类

有时候，我们需要针对于访问的内存做一些标准，比如mov数字1的时候，我们可能不知道希望mov1个字节单元还是一个字单元，这时候就需要用到：

mov byte ptr [1000H], 1 ;修改一个字节单元。

mov word ptr [1000H], 1 ;修改一个字单元，也就是两个字节单元

div：情况有点多…这里看8位和16位就行了

操作数位数	被除数寄存器	除数	商存储寄存器	余数存储寄存器
8 位	AX (高8位AH，低8位AL)	8位寄存器/内存	AL	AH
16 位	DX:AX (高16位DX，低16位AX)	16位寄存器/内存	AX	DX
32 位	EDX:EAX (高32位EDX，低32位EAX)	32位寄存器/内存	EAX	EDX
64 位（仅64位模式）	RDX:RAX (高64位RDX，低64位RAX)	64位寄存器/内存	RAX	RDX

事实上，在我们的div中，被除数是由ax和dx联合起来用的

语法为div [寄存器/内存]但是不能直接给出数字！被除数默认已经确定了。

定义数据的时候，有以下三种：

• db，占一个字节
• dw，占一个字，两个字节
• dd，占两个字，四个字节

但是像之前那样，一次定义很多空间的时候，非要去一个一个输入吗？而且数起来也很麻烦，这个时候，有一个操作符dup，可以实现批量重复数据，开辟空间：db 7 dup (0)就相当于开辟了7个字节的长度，数据均为0，同时也可以这样定义：db 3 dup ('abc', 'ABC')来实现重复开辟多个abcABC的空间。

在这里，推荐一下lab7，巩固一下还是很有帮助的。

6. 转移指令

offset是啥？一段代码看懂！

assume cs:code

code segment
	s:
		mov ax, bx
		mov si, offset s
		mov di, offset s0
		mov ax, cs:[si]
		mov cs:[di], ax
	s0:
		nop
		nop
code end
ends

这里主要是讲我们的s中的第一段代码拷贝到了s0中，这就是offset的作用了！

jmp，是一个无条件转移指令，可以修改CS:IP，也可以只修改IP

值得注意的是，jmp short指令转换成机器码，竟然是不包含目标地址的！但是CPU不是神仙，他是如何找到需要跳转的地址的？答案就是jmp short转换成机器码，虽然没有直接包含目标地址，但是却包含了目标地址的偏移量，从而节省空间，也就是说——jmp short的功能是IP ± 偏移量

• jmp short：短跳转，后跟标签等，范围128，超出会报错。
• jmp near ptr：段内跳转，跟段内地址。
• jmp far ptr：长跳转，后跟详细地址
• jmp word ptr：类似near，后接字，实现的是段内跳转
• jmp dword ptr：类似far，后接两个字，实现的是段间跳转。

jcxz：当cx为0的时候执行跳转，否则不执行

loop：和上面相反，当cx!=0的时候执行跳转，并且cx–，否则不执行任何操作，与此同时，这俩都是实施的短跳转，转换成机器码的时候，后跟的是偏移量。

dec，inc：自增自减，不必多说。

这里书上有一个lab8，奇怪的程序可以分析一下，就是我们之前讲过的jmp的应用。

lab9：

assume ds:data, cs:code   ; 声明数据段和代码段

data segment
	db 'welcome to masm! ciallo!'  ; 要显示的字符串
	db 01000010B, 00000111B, 01110001B  ; 颜色属性字节
data ends

stack segment
	dw 0,0,0  ; 定义 3 个字节的栈空间
stack ends

code segment
	start:
		; 设置显存段
		mov ax, 0B800H   ; 文本模式下，显存起始地址是 0xB8000
		mov es, ax       ; ES 指向显存段

		; 设置数据段
		mov ax, data     ; 让 DS 指向数据段
		mov ds, ax      

		; 初始化寄存器
		mov bx, 0000H    ; BX 指向字符串的起始位置
		mov si, 07C0H    ; SI 指向显存目标位置
		mov di, 0018H    ; DI 指向颜色数据的起始位置
		mov cx, 0003H    ; CX = 3，控制外层循环

        ; 外层循环（控制行数）
        s:
            push cx          ; 备份 CX，因为内层循环会修改它
            mov cx, 0018H    ; 内层循环次数（显示 24 个字符）

            ; 内层循环（控制列数）
            s0:
                mov al, ds:[bx]  ; 读取字符串中的一个字符
                mov es:[si], al  ; 存入显存中（字符数据）
                inc si           ; SI 递增，指向显存的下一个位置（颜色字节）

                mov al, ds:[di]  ; 读取颜色数据
                mov es:[si], al  ; 存入显存（颜色数据）
                inc bx           ; BX 递增，读取下一个字符
                inc si           ; SI 递增，指向显存的下一个字符位置
                loop s0          ; 内层循环继续执行，直到 CX=0

            pop cx           ; 恢复 CX
            mov bx, 0000H    ; 重置 BX 指向字符串起始位置
            inc di           ; DI 递增，切换颜色数据
			  add si, 70h		; 类似换行操作
            

            loop s           ; 继续外层循环，直到 CX=0（3 行）

		mov ax, 4c00H
		int 21H
code ends

end start

有点意思，做到这里让我想到一句话，计算机的世界里没有魔法。

7. call and ret

ret：利用栈中数据，修改IP的内容，实现近跳转

retf：利用栈中数据实现far跳转，修改CS:IP

可以等价于对CS和IP进行pop

call：call，相信很多人对这个指令很熟悉，但是，call是跳转指令，也是修改CS:IP的，并且需要将相对应的CS:IP压入栈中，call也有几种不同的类型：

• call near ptr：将IP压入栈中
• call far ptr：CS:IP压入栈中

这里值得注意的是，call并不能实现短转移，并且其转移的原理和jmp相同，但是加了一个把地址压入栈中

这两个指令常用来形成函数，书上叫做子程序，这也是模块化程序设计的基础。

mul：八位乘法，放在ax中，16位乘法，高位DX，低位AX，同时，其中一个乘数固定是ax，只需要给定一个数字即可

当我们需要传入过多数据，寄存器不够用时，我们可以传递一个存放这一堆数据的指针，在传递一个长度，比方说，需要将一串字符串的所有字符转换成大写，传递一个指针，然后loop执行，或者说，在传入的数据末尾，加上一个0，使用jcxz判断数据最后是否为0即可。

但如果想要将一个字符串数组全部转换成大写的，就会使用到两层循环，这个时候如何函数体内使用cx的话，就会导致错误，解决方法就是在进入函数之前，将子程序用到的所有寄存器压入栈中，子程序返回后再恢复状态！

比如：

capital:            ; 函数入口标签
    push cx          ; 保存 CX 寄存器的值到栈中，避免后续修改
    push si          ; 保存 SI 寄存器的值到栈中，避免后续修改

change:              ; 变更标签，开始转换过程
    mov cl, [si]     ; 将 SI 指向的内存中的字节（字符）加载到 CL 寄存器
    mov ch, 0        ; 清空 CH 寄存器，保证高位为 0
    
    and byte ptr [si], 11011111B   ; 对 SI 指向的字节执行按位与操作，将字符的第 5 位清零
                                    ; 这样可以将大写字母转换为小写字母（ASCII 中大写和小写字母的差异就在第 5 位）
    
    inc si           ; SI 寄存器加 1，指向下一个字节（字符）
    jmp short change ; 跳转到 change 标签，继续处理下一个字符

ok:                  ; 结束标签
    pop si           ; 恢复之前保存的 SI 寄存器的值
    pop cx           ; 恢复之前保存的 CX 寄存器的值
    ret              ; 返回，结束当前的过程

lab10-1：

assume ds:data, cs:code  ; 假设数据段使用 DS，代码段使用 CS

;--------------------------
; 数据段 (data segment)
;--------------------------
data segment
	db 'Welcome to masm!', 0  ; 定义一个字符串 "Welcome to masm!"，以 0 结尾（字符串结束符）
data ends

;--------------------------
; 栈段 (stack segment)
;--------------------------
stack segment
	dw 8 dup(0)  ; 定义一个栈空间，包含 8 个字（16 字节），初始化为 0
stack ends

;--------------------------
; 代码段 (code segment)
;--------------------------
code segment
	start:

		mov dh, 8        ; 设置显示文本的行号为 8
		mov dl, 3        ; 设置显示文本的列号为 3
		mov cl, 2        ; 设置字符颜色为 2（绿色），但在此代码中没有使用该值
		
		mov ax, data     ; 将数据段的地址加载到 AX 寄存器
		mov ds, ax       ; 将 AX 中的地址加载到 DS 寄存器，设置数据段指针

		mov si, 0        ; 将 SI 设置为 0，指向字符串的起始位置（即 "Welcome to masm!"）

		mov ax, stack    ; 将栈段的地址加载到 AX
		mov ss, ax       ; 将 AX 中的值（即栈段地址）加载到 SS 寄存器，设置栈段指针
		mov sp, 10H      ; 设置栈指针 SP 为 0x10，即栈的顶部位置

		call show_str    ; 调用 show_str 子程序，显示字符串到屏幕

		mov ax, 4c00h    ; 设置退出程序的 DOS 中断代码（int 21h）
		int 21h          ; 调用 DOS 中断 21h 退出程序

;--------------------------
; show_str 子程序: 用于显示字符串
;--------------------------
	show_str:
		push dx          ; 保存 DX 寄存器
		push si          ; 保存 SI 寄存器（字符串指针）
		push ax          ; 保存 AX 寄存器
		push bx          ; 保存 BX 寄存器（显存偏移地址）
		push es          ; 保存 ES 寄存器（显存段）

		mov ax, 0b800h   ; 将 0xB800h 加载到 AX，B800h 是显示器的显存段地址
		mov es, ax       ; 将显存段地址加载到 ES 寄存器，ES 指向显存

		mov ax, 00a0h    ; 每行 160 字节（80 列，每个字符占 2 字节）
		mul dh           ; AX = 160 * 行号（dh），计算该行的偏移
		mov dh, 0        ; 清空 DH（行号）
		add ax, dx       ; 将列号（dx）加到 AX 中，得到最终的偏移地址
		add ax, dx       ; 再次加上列号，进一步调整偏移，因为每个字符实际上是由字符+颜色组成的
		mov bx, ax       ; 将最终的显存偏移地址存储在 BX 寄存器中

		mov al, cl       ; 将颜色值（cl）加载到 AL 寄存器中（此处未使用）
		mov ch, 0        ; 清空 CH
		mov si, 0        ; 将 SI 设置为 0，指向字符串的起始位置
		
		s:
			mov cl, ds:[si]    ; 从 DS 段的 [SI] 位置读取字符到 CL
			jcxz ok            ; 如果 CL 为 0（字符串结束符），跳转到 ok 结束
			mov es:[bx], cl    ; 将字符 CL 存储到显存 [BX] 位置
			inc bx             ; 移动 BX 到下一个显存位置
			mov es:[bx], al    ; 将颜色值 AL 存储到显存的下一个字节（给字符添加颜色）
			inc bx             ; 移动 BX 到下一个显存位置
			inc si             ; 移动 SI 到下一个字符
			jmp short s        ; 继续循环处理下一个字符
		
		ok:
			pop es            ; 恢复 ES 寄存器
			pop bx            ; 恢复 BX 寄存器
			pop ax            ; 恢复 AX 寄存器
			pop si            ; 恢复 SI 寄存器
			pop dx            ; 恢复 DX 寄存器

			ret               ; 返回调用位置
code ends

end start  ; 程序的结束，指定程序入口

剩下两个lab真懒得写了，next

8. 标志寄存器

这是我们将要学习的最后一个寄存器了

作用：

1. 用来存储相关指令的某些执行结果。
2. 用来为CPU 执行相关指令提供行为依据。
3. 用来控制 CPU的相关工作方式。

ZF标志(zero)：记录相关指令执行后的结果是否为0，如果是0，那么zf=1，否则zf=1，一般来说，像add，sub，mul等逻辑运算，是会影响zf的，但是mov，push等传送指令不会

PF标志(parity)：记录奇偶性，偶1积0

SF标志(sign)：符号标志位正0负1.

CF标志(carry)：无符号运算的进位或者借位标志位，即便是在两个比较大的数字相加，产生进位导致溢出，这个进位也会存储在CD中，减法当然也一样。

OF标志(overflow)：记录有符号运算中中产生的溢出

abc指令：abc是带进位的加法指令，功能为ax = ax + bx + cf。

sbb指令：带借位的减法指令，实现的是ax = ax - bx - cf。

cmp指令：相当于减法，但是不保存结果，仅仅根据计算结果对标志位进行设置，通过这样，可以实现各种比较运算，很多人第一直觉是只通过sf来进行比较大小，但是真的假的？如果计算发生溢出，那么就会产生错误，所以还需要判断of溢出位来进行判断。

当然，通过比较之后，我们可以通过条件转移指令来修改IP，除了jcxz，常见的有：

• je(jump equal)：相等则跳转(检测zf=1)
• jne(jump not equal)：不相等则跳转(检测zf=0)
• jb(jump below)：低于则跳转(检测cf=1)
• jnb(jump not below)：大于等于，即不低于跳转(检测cf=0)
• ja(jump above)：大于则跳转(cf=0以及zf=0)
• jna(jump not above)：不大于，小于等于则跳转(cf=1且zf=1)

这样，就比较好记忆了。

DF标志位：在串处理指令中，如果df为1，每次操作后，si和di递减，否则递增。

串传送指令movsb，相当于将源地址(ds:si)指向的字节复制到目标地址(es:di)，并且根据df的标志位，让di和si自增或自减，还可以通过movsw来传送一个字，也就是byte和word。

而一般来说，这两个指令都和rep配合进行使用，如rep movsb相当于

	s:
		movsb
		loop s

这样就可以快速的实现cx个字符的传送，而我们可以通过cld将df置为0，通过std将df置为1

另外，还有一种指令可以实现快速的保存寄存器，就是popf和pushf他们可以实现快速的将标志寄存器压入栈中，并且一次性弹出。

9. 内中断

cpu内部有什么事情发生的时候，就会产生需要处理的终端信息，有以下几种：

• 除法错误：0

• 单步执行：1

• 执行into指令：4

• 执行int指令：指令格式为int n，n就是提供给cpu的终端类型码

通过不同的类型码，我们cpu可以定位到不同的处理位置，来进行不同的处理，如何根据类型码来定位到相应的CS:IP地址？事实上，cpu是通过中断向量表来定位的，通过这样的方式来找到不同中断类型的不同的处理位置，而中断向量表则存放在内存中。

终端过程是咋样的？

1. 收到中断信息，拿到中断类型码
2. 将标志寄存器的值入栈
3. 设置标志寄存器的第八位的TF和第九位的IF为0
4. CS内容入栈
5. IP内容入栈
6. 从内存地址中相应位置的两个字单元读取程序的入口地址，设置CS:IP

可以简单表示为：

;拿到了中断类型码N
pushf
TF=0, IF=0
push CS
push IP
(IP)=(N*4), (CS)=(N*4+2)

随后，便会执行由我们自己编写的中断程序。(我去，真的是执行自己写的中断程序啊，看到这里，总感觉莫名的兴奋，真的是掌控全局！ps:虽然感觉有点麻烦)

这里还需要引入一个iret指令，它通常和硬件自动完成的中断过程配合使用，用于中断返回，用汇编可以描述成下面的样子：

pop IP
pop CS
popf

可以发现，出栈入栈顺序相互对应，计算机的世界里没有魔法！！！，iret执行之后，就会回到中断程序前的执行点继续执行程序。

以除法溢出为例，当发生除法溢出时，我们通过在debug模式下编写：

mov ax, 1000
mov bh, 1
div bh

通过不断执行代码，我们会发现最终CS:IP会跳转到另一个位置，我这里是dosbox环境，并没有产生对应的divide overflow的信息，但是此时确确实实时跳转了，我觉得此时应该是还没有放任何中断程序，而需要我们自己去编写。

下面我们将进行伟大的一步——编写自定义中断程序

我们将我们需要编写的这段程序成为do0，毫无疑问，他需要被放在内存中，但是放在哪个位置成为了我们需要考虑的点，尽管我们能够去向操作系统申请内存，但是我们毕竟是汇编er，操作系统?大可不必理会。

书中说，我们将程序放在向量表中就可以了，这样能够简化布局，虽然感觉有点怪怪的，但是还是实践一下吧。

我们需要做的事情：

1. 编写中断程序
2. 将do0送入0000:0200
3. 将do0入口地址存储在中断向量表的0号表项中

大体的代码框架如下，接下来，由我们去完善它！

assume cs:code

code segment

start:
	; do0的安装程序
	; 设置中断向量表
	
	mov ax, 4c00h
	inr 21h

do0:
	; 显示字符串’overflow‘
	mov ax 4c00h
	int 21h

code ends

end start

现在先说一下，之前为什么要把TF位设置为0，因为我们每执行一条指令，我们的cpu如果检测到TF值为1，那么就会产生单步中断，中断类型码为1，也就是我们之前提过的单步执行。

知道了这个，先回想一下，为什么我们在使用Debug命令的时候，输入t命令，能够使得我们的代码一步一步执行，事实上，是不会由任何程序能够让cpu在执行一条指令后停止的，这里Debug是利用了cpu提供的这一中断功能从而实现的t命令展现出来的功能。

而如果我们在进入中断的时候，如果此时的TF=1，那么就会出现无限循环地去中断，那么我们就需要在进入中断的程序之前将TF置为0。而事实上，我们在输入t命令的时候，就会将TF置为1，然后会引发单步中断，但是事实上会在进入中断之前将TF置为0，以此来避免在执行中断处理程序的时候发生单步中断。

这里我其实思考了一下，为什么中断能够暂停程序？为什么有的中断不需要暂停，这个t到底是如何实现的直接把程序暂停了？我觉得，这跟输入输出有关，如果一个中断程序只需要输出，而不需要用户的交互，直接一步一步执行即可，在这种情况下，这个中断实际上也是一个子程序，但是如果需要用户的交互，比如说等待输入字符，那么此时就会产生中断就是在等待的错觉，事实上，他是在等待用户的操作，使得程序能够进一步执行。

---

risc-v

1. 环境搭建

半路去学risc-v了，准备去学xv6

索性就一次性把环境搭建起来了！我看网上的环境搭建版本大多是2020年，或者ubuntu20版本的，我也跟着很久没有搭建好，在下载工具链之前，我最开始直接用git去拉取哪个工具链，但是好多东西都拉不下来，后面我直接把压缩包下载下来用finalshell传上去了，后面有用sudo apt去安装，如果不行就直接下那个压缩包吧

下载工具链

sudo apt install git build-essential gdb-multiarch qemu-system-misc gcc-riscv64-linux-gnu binutils-riscv64-linux-gnu libglib2.0-dev libpixman-1-dev gcc-riscv64-unknown-elf

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下载qemu

wget https://download.qemu.org/qemu-5.1.0.tar.xz
tar -xf qemu-5.1.0.tar.xz
cd qemu-5.1.0
./configure --disable-kvm --disable-werror --prefix=/usr/local --target-list=riscv64-softmmu
make
sudo make install

拉取xv6源码

git clone git://g.csail.mit.edu/xv6-labs-2024
cd xv6-labs-2024
git checkout util 
## 拉取特定分支到本地
git clone -b pgtbl  git://g.csail.mit.edu/xv6-labs-2024

然后：

make
make qemu

此时如果出现

xv6 kernel is booting

hart 1 starting
hart 2 starting
init: starting sh

则说明成功了。

那么还需要进一步验证

检查工具链：

riscv64-unknown-elf-gcc --version

检查调试工具(xv6源码目录下)：

一个终端输入：

make qemu-gdb
sed "s/:1234/:26000/" < .gdbinit.tmpl-riscv > .gdbinit
*** Now run 'gdb' in another window.
qemu-system-riscv64 -machine virt -bios none -kernel kernel/kernel -m 128M -smp 3 -nographic -drive file=fs.img,if=none,format=raw,id=x0 -device virtio-blk-device,drive=x0,bus=virtio-mmio-bus.0 -S -gdb tcp::26000

另一个终端：

gdb-multiarch -q kernel/kernel

此时如果进入了gdb，这便是没有问题了！

softmmu
make
sudo make install

拉取xv6源码

```bash
git clone git://g.csail.mit.edu/xv6-labs-2024
cd xv6-labs-2024
git checkout util 
## 拉取特定分支到本地
git clone -b pgtbl  git://g.csail.mit.edu/xv6-labs-2024

然后：

make
make qemu

此时如果出现

xv6 kernel is booting

hart 1 starting
hart 2 starting
init: starting sh

则说明成功了。

那么还需要进一步验证

检查工具链：

riscv64-unknown-elf-gcc --version

检查调试工具(xv6源码目录下)：

一个终端输入：

make qemu-gdb
sed "s/:1234/:26000/" < .gdbinit.tmpl-riscv > .gdbinit
*** Now run 'gdb' in another window.
qemu-system-riscv64 -machine virt -bios none -kernel kernel/kernel -m 128M -smp 3 -nographic -drive file=fs.img,if=none,format=raw,id=x0 -device virtio-blk-device,drive=x0,bus=virtio-mmio-bus.0 -S -gdb tcp::26000

另一个终端：

gdb-multiarch -q kernel/kernel

此时如果进入了gdb，这便是没有问题了！

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说点想说的，本来自己寒假开始很想学os的，但是由于对汇编不够重视，就只看了速成课，导致哈工大一点没看懂，包括寒假去看jyy的os课，也是云里雾里的，近期看了看ostep，然后重新把汇编捡起来，然后被建议去学mit的6.S081，虽然让我大受打击，但是从汇编里面也能学到不少的思想，也不算0收获，然后昨天早上午配完了环境，看了看课的文档和相关介绍，倒是感觉质量很不错，就是这样，希望自己不要放弃，我先润了~