【汇编语言】寄存器（CPU工作原理）（六）—— 修改CS，IP的指令以及代码段

news2024/10/9 11:48:37

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文章目录

前言
1. 修改CS、IP的指令
2. 问题分析:CPU运行的流程
3. 代码段
小结
结语

前言

📌

汇编语言是很多相关课程（如数据结构、操作系统、微机原理）的重要基础。但仅仅从课程的角度出发就太片面了，其实学习汇编语言可以深入理解计算机底层工作原理，提升代码效率，尤其在嵌入式系统和性能优化方面有重要作用。此外，它在逆向工程和安全领域不可或缺，帮助分析软件运行机制并增强漏洞修复能力。

本专栏的汇编语言学习章节主要是依据王爽老师的《汇编语言》来写的，和书中一样为了使学习的过程容易展开，我们采用以8086CPU为中央处理器的PC机来进行学习。

文章主要内容：修改CS、IP的指令以及代码段的学习

1. 修改CS、IP的指令

在CPU中，程序员能够用指令读写的部件只有寄存器，程序员可以通过改变寄存器中的内容实现对CPU的控制。

CPU从何处执行指令是由CS、IP中的内容决定的，程序员可以通过改变CS、IP中的内容来控制CPU执行目标指令。

我们如何改变CS、IP的值呢？

显然，8086CPU必须提供相应的指令。我们如何修改AX中的值?可以用mov指令，如mov ax, 123将ax中的值设为 123，显然，我们也可以用同样的方法设置其他寄存器的值，如mov bx, 123，mov cx, 123，mov dx, 123等。其实，8086CPU大部分寄存器的值，都可以用mov指令来改变，mov指令被称为传送指令。

但是，mov指令不能用于设置CS、IP的值，原因很简单，因为8086CPU没有提供这样的功能。8086CPU为CS、IP提供了另外的指令来改变它们的值。能够改变CS、IP的内容的指令被统称为转移指令(我们以后会深入研究)。我们现在介绍一个最简单的可以修改CS、IP的指令：jmp指令。

✍若想同时修改 CS、IP的内容，可用形如“jmp段地址:偏移地址”的指令完成，如

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“ imp段地址:偏移地址”指令的功能为：用指令中给出的段地址修改CS，偏移地址修改IP。

✍若想仅修改IP的内容，可用形如“jmp 某一合法寄存器”的指令完成，如

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“jmp 某一合法寄存器”指令的功能为:用寄存器中的值修改IP。

jmp ax，在含义上好似：mov IP,ax。

❗❗❗注意，我们在适当的时候，会用已知的汇编指令的语法来描述新学的汇编指令的功能。采用一种“用汇编解释汇编”的方法来使读者更好地理解汇编指令的功能，这样做有助于读者进行知识的相互融会。要强调的是，我们是用“已知的汇编指令的语法”进行描述，并不是用“已知的汇编指令”来描述，比如，我们用mov IP,ax来描述jmp ax，并不是说真有 mov IP,ax这样的指令，而是用 mov指令的语法来说明jmp指令的功能。我们可以用同样的方法描述jmp 3:01B6的功能：jmp 3:01B6在含义上好似mov CS,3 mov IP，01B6。

2. 问题分析:CPU运行的流程

内存中存放的机器码和对应的汇编指令情况如下图所示，设CPU初始状态：CS=2000H，IP=0000H，请写出指令执行序列。思考后看分析。

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分析如下：

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3. 代码段

前面讲过，对于8086PC机，在编程时，可以根据需要，将一组内存单元定义为一个段。我们可以将长度为N（N≤64KB）的一组代码，存在一组地址连续、起始地址为16的倍数的内存单元中，我们可以认为，这段内存是用来存放代码的，从而定义了一个代码段。比如，将:

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这段长度为10个字节的指令，存放在123B0H-123B9H的一组内存单元中，我们就可以认为，123B0H-123B9H这段内存是用来存放代码的，是一个代码段，它的段地址为123BH，长度为10个字节。

如何使得代码段中的指令被执行呢?

将一段内存当作代码段，仅仅是我们在编程时的一种安排，CPU并不会由于这种安排，就自动地将我们定义的代码段中的指令当作指令来执行。CPU 只认被CS:IP指向的内存单元中的内容为指令。所以，要让CPU执行我们放在代码段中的指令，必须要将CS:IP指向所定义的代码段中的第一条指令的首地址。对于上面的例子，我们将一段代码存放在123B0H~123B9H内存单元中，将其定义为代码段，如果要让这段代码得到执行，可设CS=123BH、IP=0000H。