汇编是半开卷，可以带纸质资料。理论上，学好了以后，带本书进去就ok了，但是这次是线上，我还没书，就对着考试重点整理一点资料用于打印吧。

因为是线上，所以第4章基本不考框架了，浮点操作，伪指令之类的还考。第五章多一些，但也就那样，注意反汇编。

第一章：基础

性能指标计算

主频。CPU内部的频率，代表CPU的处理速度。
外频。CPU和外部（通常指内存）的通信频率，影响通信速度，如果通信速度太慢，会限制性能。
倍频。主频=外频×倍频

带宽=频率×位宽÷8

DDR技术下，一个周期可以有两次数据传送，所以带宽翻倍。

储存器原理

逆序储存：储存的基本单位是自己，字节内部是从高到低，但是字节之间按照低地址到高地址方式排列

最高位/最低位：在任何储存都适用。MSB,Most Significant Bit, LSB ,Least Significant Bit

字节，字，双字，四字。

数字到储存：0ED66025H在计算机中是25 60 D6 0E。注意前缀，如果第一个是数字，前缀可加可不加，如果第一个是字母，加0前缀和变量名区分。

储存到数字：先确定区间，再逐字节倒着写到纸上。

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练习题

第二章：微处理器管理模式

CPU工作模式

通过修改控制寄存器CR0的控制位PE（位0）来实现从实模式切换到保护模式。

虚拟8086
模式；特权0（最高，OS）,1,2,3
TODO

实模式

这是比较古老的模式了。1 不管实际地址线有多宽，只使用低20位地址线，即寻址空间为1M，很小。2. 内存分区，用内存段首地址+偏移访问。3. 任何区域都可以被访问，分区但不设禁区 4. 不支持并行

保护模式

现在最常用的就是保护模式了。保护模式基本是把实模式的缺点都优化了。1 使用32位地址线，支持4G内存，PentiumCPU以后扩展到36位，64G内存 2. 内存页式储存，段式储存 3. 提供基于特权级的内存保护机制4. 支持多任务并行 5. 引入虚拟内存（即用磁盘虚拟出内存来，虽然速度慢，但是可以保证很多大内存程序的运行）

虚拟8086模式（V86模式）

类似于虚拟机。实际上运行在保护模式上，只是虚拟出一个实模式。你即使把实模式搞坏了，也只是搞坏了我规定出来的区域。

寄存器

概述

通用寄存器。RAX-RDX。RBP，RDI，RSI。R8-R15
部分专用寄存器。RIP（指令指针），RSP（堆栈寄存器）
标志寄存器。0就是正常情况，1是非正常情况。0是常态，只有发生了特定变化才会变成1。具体： 1. D0：进位标志CF（Carry Flag），0代表没有进位（正常情况），1代表执行结果进位 2. D2：奇偶标志PF（Parity Flag），Intel微处理器采用奇校验。0代表执行结果的低八位中有奇数个1（正常情况）。比如11011010B有5个1，则PF=0 3. D6：零标志ZF（Zero Flag），0代表结果非0（正常情况），1代表结果为0 4. D7：符号标志SF（Signal Flag），0代表非负（正常情况），1代表结果是负数。D6和D7配合起来可以精确判断结果是正负还是0。 5. D10：方向标志DF（Direction Flag），针对字符串操作指令中地址变化方向。0代表增址（正常情况），1代表减址 6. D11：溢出标志OF（Overflow Flag），带符号数运算的时候，不溢出为0，溢出为1 7. D21：微处理器标识标志ID（Identification），相当于一个CPU指针，使用CPUID指令可以获取CPU信息，常有软件利用CPUID作为机器码，可以用于保护版权，但是虚拟机出现后这种方法就被破解了。
段寄存器。存放数据段基址，涉及到段式管理 1. CS:Code 代码段寄存器 2. DS:Data 数据段寄存器 3. SS:Stack 堆栈段寄存器 4. ES:Extra 附加数据段寄存器 5. GS: 6. FS:

GDTR（Global Descriptor Table Registr）全局描述符表寄存器

实模式下，采用两个16位表示20位地址。段寄存器存放段基址的高16位地址，然后加上第二个16位（逻辑地址）就行。
保护模式用GDTR和段寄存器寻址。
段选择子：保护模式下，16位段寄存器进化为段选择子，13位index用于选择，1位T1（区分GDT和LDT），2位RPL。
段描述符：8字节，有32位段基址，对应4G寻址空间。还有段限长，段属性字段。
GDTR：32位基址，16位限长，指向的GDT中最多存放 $2^{13}$ 个段描述符，正好与段选择符的13位index对应。
寻址过程：1. 寻找GDTR。使用LGDT（Load GDT）指令将GDT的基地址装入GDTR，前32位就是基址，同时后16位还可以确定GDT有多大，可以存多少个段描述符。注意，是后(16位+1)/8个段描述符。之所以要+1，是因为限长为0总得有意义吧，所以就统一加一，这样限长为0代表长度实际是1，最大0xFFFF实际是0x10000，还能凑个二进制整。2. 寻找段描述符。使用段选择子，生成段描述符在GDTR上的偏移量（要×8），用这个偏移量+GDTR基地址就是段描述符基地址。3. 寻找内存段。读取8字节的段描述符，用32位找到内存基地址，搭配其他32位辅助信息使用这块内存。
例题：0 E003 F000 3FFH，对应基址0E003F000H，长度为3FFH+1，容纳数量为（400H/8）=80H，算的时候转二进制算。

LDTR

LDTR中不储存LDT地址，而是存了一个段描述符。
寻址流程：1. GDTR确定了GDT的位置和大小 2. 用LDTR作为段选择符，选择GDT中的一个LDT描述符 3. 用LDT描述符确定LDT的位置和大小。 4. 用段寄存器在LDT中选择内存的描述符 5. 用LDT中的段描述符寻找物理内存

IDTR

实模式用中断向量表，地址为0H。保护模式用IDT，可移动。
IDTR有48位，同GDTR。但是最多256中断，所以浪费了很多空间。不需要搭配段选择子（段选择子本身只是用来在GDT或者LDT中选的），系统有其他机制。

TR

TSS，任务状态段。TR是一个段选择子，也是在GDT上选TSS描述符。但是TR是16位全用了，所以不需要乘8，直接和GDT基地址相加即可。

内存管理

实模式：分段，段地址*10H+offset。每一个内存段的首地址必须是16的倍数，而且段的最大长度只能是64K（因为16位偏移量的限制）
保护模式：1. 16：32位地址 2. 段选后，基址+偏移量形成32位线性地址 3. 如果分页，则经过分页部件转换为32位物理地址，不用分页则线性地址=物理地址。
段选：CS:EIP整体寻址流程（假设T1=0，默认GDT）1. CS：EIP是虚拟地址 2. GDTR锁定GDT表的位置和大小 3. CS的Index从GDT中选一个段描述符，从里面解析出内存中对应的32位区域基址与大小 4. 解析后的基址+EIP偏移量就是线性地址，如果不进行分页，那就是物理地址。
分页：（一个页描述符是4字节，所以×的时候是4）：1. 前10位为页目录索引。PDBR的全部+页目录索引×4，得到页表描述符。 2. 中间10位为页号。页表描述符前20位基址+页号×4，得到页描述符。3. 最后12位（4K页大小）为页内偏移。页描述符前20位基址+页内偏移，得到物理地址。

段描述符结构：3. 段限长+1才是真正的限长。4. S（System），S=0代表系统段描述符，用户不可用，1代表代码段、数据段、堆栈段，用户可用 5. E（Executable），在S=1的前提下，E=1代表代码段，可执行，E=0代表数据段、堆栈段，不可执行 6. DPL。特权级，格式同RPL 7. G（Granularity），粒度，为限长的单位，G=0是默认的Byte字节为单位，G=1以页为单位，一页占用 $2^{12}$ ，4KB的空间
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任务

TSS是任务状态段，GDT有TSS对应的8字节描述符。
门用于转换，比如不同任务之间的调用，比如用户程序调用系统程序，转换过程中会考虑特权级。调用门对应调用，任务门用于任务切换。

保护

数据访问的保护：DPL ≥ MAX(CPL, RPL)； CPL是当前正在运行的程序的特权级（CS）；DPL是段描述符特权级；RPL是段选择子里的请求特权级。
对程序的保护：段间调用或跳转，需要检查限长，特权级CPL和DPL。CPL=DPL，允许跳转和调用。CPL<DPL，禁止。CPL>DPL，此时要检查目标代码段描述符的C位。如果C位为1，表示这是一致代码段,允许跳转和调用。（很多系统调用的C就是1）
对输入输出的保护：略

习题

指令系统

寻址方式

默认DS：偏移。下图，比例变址是基址：偏移，其他都是仅写偏移的写法
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指令概览

注意：指令 dst，src。别搞反了。
数据传送指令：MOV（1. 常数肯定不能被赋值 2. 不可以随意用常数指定段寄存器，至少应该先送到寄存器中（段寄存器不可以给段寄存器赋值）3. CS是代码段，不可写 4. 两个内存不能传）、PUSH（至少16位）、POP、XCHG、IN（寄存器必须是累加器，如果端口号超过1字节要用DX存）、OUT、LEA、PUSHF（TODO浮点数）、POPF
二进制运算指令：ADD（CF=1的时候，代表无符号数溢出，OF=1的时候，代表有符号数溢出）、ADC（带进位（DST）＋（SRC）＋ CF → DST）、INC、SUB、SBB（(DST)－(SRC)－CF → DST）、DEC、CMP（dst-src，不影响dst）、MUL（MUL SRCreg／m，字节型乘法：(AL)×(SRC)8→AX ，字型乘法： (AX)×(SRC)16→DX:AX，双字型乘法：(EAX)×(SRC)32→EDX:EAX）、IMUL、DIV（具体操作：余数在高部分，商在低部分 1. （AX）÷（SRC）8 2. （DX：AX）÷（SRC）16 3. （EDX：EAX）÷（SRC）32）、IDIV
逻辑运算指令：AND（按位与，影响dst）、OR、NOT、XOR、TEST（不影响dst）
移位指令：SHL（SHL dst，CNT。CNT是1就直接写，不是1就存CL后再移动（286以后的可以直接写立即数））、SAL、SHR、SAR、ROL（循环）、ROR、RCL（带进位循环）、RCR（普通循环是直接把移出位弄到补充位上了，带进位的是先把这一次移出的位放到CF，然后把上一次的CF放到补充位上。是用CF做一个缓冲）
程序控制指令：JMP（直接的短转移和近转移都是相对寻址，其他的都是赋值。注意赋值顺序是从低到高。比如JMP 12 34 56 78实际上对应78 56： 34 12。），JXX（下图）、循环指令(LOOP：短转、CX，先减后判断，0比较特殊)、子程序指令：CALL、RET、RET n、中断指令：INT n、IRET（中断处理程序中的返回）
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注意有符号和无符号。对于有符号数跳转，用G和L，对应Greater和Less。
对于无符号数跳转，用A和B，对应Above和Below。

标志操作指令：STX/CLX命令。X可以是D（对应DF），C（CF）。CL是清0，ST是置1。NOP（空指令）
串操作指令：思路（先确定两个段基址，然后确定两个段起始偏移。之后确定重复次数，重复搬运。），DF（修改SI，DI指针，方向由DF决定，0就是正常，1就是反向）、指针（每次移动举例由MOVSX的X决定，如果是MOVSB使SI、DI各减1）、REP、MOVSB/W/D（内存间搬运）、STOSB/W/D（STOS配LODS，先弄到累加器，处理后再搬运到目的地）、LODSB/W/D、CMPSB/W/D、SCASB/W/D

例：把自AREA1开始的100个字数据传送到AREA2开始的区域中。
	MOV	AX,SEG AREA1）//先把段基址以AX为介质，加载到DS，ES中
	MOV	DS,AX
	MOV AX,SEG（AREA2）
	MOV ES,AX
	LEA	SI,AREA1 //将段偏移初始化
	LEA	DI,AREA2
	MOV	CX,100 //循环次数
	CLD //保证DF=0
	REP	MOVSW	//重复移动，每次移动一个word
	;100个字数据传送完毕后执行下一条指令

例：把自NUM1开始的未压缩BCD码字符串转换成ASCII码，并放到NUM2中,字符串长度为8字节。设DS、ES已按要求设置。
		LEA	  SI,NUM1
		LEA	  DI,NUM2
		MOV	  CX,8 //循环8次
		CLD //确保DF=0
   LOP:   
   		LODSB //取Byte到AL
		OR	  AL,30H 
		STOSB //把AL送到DST
		LOOP   LOP

习题

汇编程序开发

这一章线上不好考，能看懂代码就行。
注意浮点运算。访问的时候用st(i)就相当于使用索引为i的寄存器。需要注意的是，这是一个栈，而不是数组，比如你st(0)储存了1.2，此时你再push进来一个数2.3，则1.2就会被挤到st(1)的位置，而st(0)永远代表栈顶。
数据传送（1. FLD与FST。入栈用FLD（load），出栈用FST（store）。2. FSTP。FST不等同于pop，只是将数据store到内存，并没有pop操作，所以FSTP相当于FST+POP。3. FLDPI。数据传送有一种特殊的情况，就是我们要将一些特殊常数传入栈中，比如π，我们肯定不能手写，必须用特殊指令：FLDPI加载到栈中。还有一些类似的无理数，略过。）
算数运算指令。（指令看起来很复杂，其实就是加减乘除4大类二元运算，就是在整数指令前加个F，每一类有5种写法：1. FADD dst，src。这是最常用的，相加，送到dst中。2. FADD src。这是次常用的，默认将结果送到s(0)中 3. FADD和FADDP。这两个都会执行pop，将新的结果送到栈顶，也就是原来的st(1)）
超越函数指令（FSIN，可以将st(0)变成sin(st(0))，sin，cos，tan，atan写法都一样）

子程序设计

完整定义：子程序名 PROC ［C | stdcall］ :［第一个参数类型］［,:后续参数类型］

PUBLIC  名字［,…］
EXTRN  变量名:类型［,…］
子程序名  PROTO  ［C | stdcall］ :［第一个参数类型］ ［,:后续参数类型］

PUBLIC和EXTERN用法：（1. public和extrn必须在data区之前就写好。2. public可以对变量和函数使用，都不需要带类型。注意，变量必须是data区里的变量（有点像c语言中的全局变量），绝对不能是子程序里的局部变量 3. extern只能对变量使用，不能用于函数（是不能还是像C语言一样默认extrn?TODO）4. 如果想调用其他文件的函数，就是用PROTO方法声明。注意，声明用PROTO（函数原型），定义用PROC。）

栈帧构造，是先构造参数，之后压入返回地址，然后压入ebp与其他被调用者保护，最后开局部变量空间。下图代码基本展示了这一过程。图中从29开始到36，这几句是栈上的局部变量区初始化过程。其他的就都是我们上面描述的。
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最开始push ebp（被调用者保护）。需要特别注意的是那句mov ebp,esp，ebp是esp刚将ebp压入后的值，esp后面开了内存以后还会移动。我们在程序中，取参数，取局部变量都是要用ebp的，而不是esp，esp随着栈帧结构变化而变化。最后子程序结束，要恢复esp的时候会mov esp，ebp，将esp恢复到刚压入ebp的时候，之后再pop掉栈里的ebp（被调用者保护恢复）与返回。