16asm - 汇编介绍 和 debug使用

前言

• 各位师傅大家好，我是qmx_07，今天给大家讲解 十六位汇编 和 debug调试器的使用
  

硬件运行机制

• 为什么计算机的数据操作单位是二进制呢?
  

• 通过电子二极管，正向加电则通，反向加电则不通，得到 0 和 1

• 根据电子二极管的特性，得到以下门电路:
  
  在计算机底层，加减乘除的运算就是由 与 或 非 三种运算构成

• 更高级的数学运算也可以通过简单的位运算计算，将常用运算封装成一个器件，称之为单元。
  

• 机器码：类似111111000010101010B，可以用来控制硬件的二进制数据，叫做机器码。

• 助记符（Mnemonic）：二进制值难记，每种功能的二进制控制码取一个容易记住的名字，叫做助记符，也称之为指令 例如，00B - add 01B - sub
  

• 汇编:将助记符 通过汇编器 转成机器码

微机系统硬件组成

• 一个系统不可能由一个硬件单独完成，所以划分出多个硬件模块，然后由一个硬件模块居中调度，称作cpu
  
• 单片机:
  
• I/0桥:所有的硬件模块连接到I/O桥，由I/O桥负责辅助cpu与哪一个硬件模块连接
  
• 总线:cpu有8位数据/地址线，ram是个256byte的存储器
  

计算机系统组成

计算机分层:

计算机编译过程:

• 执行
  -

8086cpu组织架构

• 8086架构图
  
  EU部件：1. 执行部件（excution unit） 2. 译码 3. 执行指令
  BIU部件：1. 总线接口部件（bus interface unit） 2. 取指令 3. 读取数据 4. 写入数据
  寄存器:
  
  流水线处理:
• 8086cpu将指令的执行分成多个模块，有什么好处？
  可以多个部件同时工作,提高硬件的利用率,从而提高效率
  
  在8086 CPU架构下，串行处理和流水线处理是两种不同的指令处理方式:

1. 串行处理： 串行处理是指在执行指令时，逐条顺序地执行指令。当一条指令执行完成后，才能开始执行下一条指令。这种处理方式的特点是简单直观，易于理解和调试，但效率相对较低。因为在串行处理中，指令之间存在时钟周期的间隔，导致CPU的运行效率受限。8086 CPU在早期的时候主要采用串行处理方式
2. 流水线处理： 流水线处理是指将指令处理过程划分为多个阶段，并在不同阶段同时执行不同的指令。每个阶段负责完成指定的任务，然后将结果传递给下一个阶段。这样可以实现多个指令的并行处理，提高CPU的执行效率。流水线处理利用了指令的部分并行性，有效地利用了CPU资源。8086 CPU在后期引入了流水线处理的技术，提高了指令的执行速度

在8086 CPU中，流水线处理主要包括以下几个阶段：

• 取指令阶段（Instruction Fetch）：从内存中读取指令，并将其存储在指令缓存中。
• 译码阶段（Instruction Decode）：对取得的指令进行解码，确定指令的操作类型和操作数。
• 执行阶段（Execution）：根据指令的类型执行相应的操作，比如算术运算、逻辑运算等。
• 存储阶段（Memory Access）：若指令需要访问内存或外设，则在此阶段进行数据的读取或写入。
• 写回阶段（Write Back）：将执行结果写回寄存器或内存。
  效率：流水线处理 > 串行处理
  弊端:当跳转到总线使用的时候，此时已经取得一部分指令，并且已经译码了.那么此时这部分将清空，从头操作,类似于goto语句

dosbox安装

• 介绍：模拟DOS环境，执行旧的dos程序

链接：https://pan.baidu.com/s/141agLfQWdAnmK24WTdtOfw?pwd=sds3
提取码：sds3

• 选择合适的下载路径，安装dosbox环境

配置debug

1.mount c f:\dosbox\

• 将f:\dosbox\ 这个路径，挂载为虚拟c盘

2.c:

• 切换为c盘使用
  
• 将debug程序 放进f:\dosbox\路径下
  
• 通过 options.bat程序，就可以自动挂载磁盘

dos基础命令:

#cd\ ——首先要用cd\ 退回到根目录C>下
#dir ——显示文件列表
#md hb ——建立hb子目录
#cd hb ——进入hb子目录
#copy d:\dos\masm.exe c:\hb ——将D盘dos目录下的masm.exe拷贝到C盘hb目录下
#copy d:\dos\link.exe c:\hb ——将D盘dos目录下的link.exe拷贝到C盘hb目录下
#cd .. ——退回到上一级目录
#del \hb\masm.exe ——删除hb子目录中的某文件
#rd hb ——删除hb子目录（子目录中的所有文件必须先删除）
#e：——进入e盘
#cls ——清屏
#type——显示文本文件内容（如type c:\hb\abc.asm）

debug使用

• 介绍:debug是微软公司出品的调试工具,可以调试0环和3环
• 作用:深入机器内部观察，修改观察寄存器等值的内容
• 基本功能介绍:

R命令：查看、改变CPU寄存器的内容
D命令：查看内存中的内容
E命令：改写内存中的内容
U命令：将内存中的机器指令翻译成汇编指令
T命令：执行一条机器指令
A命令：以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令
Q命令：退出

R命令

• 查看CPU寄存器的内容[R]
• 修改寄存器中的值[R 寄存器]

D命令

• 查看内存中的内容【D 段地址：偏移地址】
• 指定范围查看内存中的内容【D 段地址：起始偏移地址 结尾偏移地址】
  
  左侧为每行的内存单元起始地址
  中间为128个内存单元的内容，用十六进制的格式输出
  右侧为每个内存单元中的数据对应的可显示的ASCII码字符

E命令

• 修改内存中的内容【E 段地址：偏移地址】
  
• 一次性修改多个内存中的内容【E 段地址：偏移地址 值1 值2 …】

U命令

• 将内存中的机器指令翻译成汇编指令【U 段地址：偏移地址】
  U命令的显示输出分为三部分：

左侧为机器指令的地址
中间为机器指令
右侧为机器指令所对应的汇编指令

T命令

• 执行一条或多条指令【T】，类似于VS调试中的F11
• 执行的命令为CS：IP指向的指令

A命令

• 以汇编指令的形式在内存写入机器指令【A 段地址：偏移地址】
• Debug会将这些汇编指令翻译成对应的机器指令，将它们的机器码写入内存，在给出的起始地址后面直接按Enter键表示操作结束

标志寄存器

条件标志：

• CF 进位标志：用于反映运算是否产生进位或借位。如果运算结果的最高位产生一个进位或借位，则CF置1，否则置0。运算结果的最高位包括字操作的第15位和字节操作的第7位。移位指令也会将操作数的最高位或最低位移入CF。
• PF 奇偶标志：用于反映运算结果低8位中“1”的个数。“1”的个数为偶数，则PF置1，否则置0。
• AF 辅助进位标志：算数操作结果的第三位（从0开始计数）如果产生了进位或者借位则将其置为1，否则置为0，常在BCD(binary-codedecimal)算术运算中被使用。
• ZF 零标志：用于判断结果是否为0。运算结果0，ZF置1，否则置0。
• SF 符号标志：用于反映运算结果的符号，运算结果为负，SF置1，否则置0。因为有符号数采用补码的形式表示，所以SF与运算结果的最高位相同。
• OF 溢出标志：反映有符号数加减运算是否溢出。如果运算结果超过了8位或者16位有符号数的表示范围，则OF置1，否则置0。

控制标志：

TF 跟踪标志：当TF被设置为1时，CPU进入单步模式，所谓单步模式就是CPU在每执行一步指令后都产生一个单步中断。主要用于程序的调试。8086/8088中没有专门用来置位和清零TF的命令，需要用其他办法。
IF 中断标志：决定CPU是否响应外部可屏蔽中断请求。IF为1时，CPU允许响应外部的可屏蔽中断请求。
DF 方向标志：决定串操作指令执行时有关指针寄存器调整方向。当DF为1时，串操作指令按递减方式改变有关存储器指针值，每次操作后使SI、DI递减。

进位针对的是无符号数运算，溢出针对的是有符号数运算。
当看成无符号数，则关注CF标志，看成有符号数，则关注OF标志。

总结

• 介绍了计算机中硬件的运行原理，计算机系统组成，8086cpu的组织架构，debug的基础使用，以及标志寄存器的讲解