80X86汇编语言：指令执行与微处理器结构解析

"80X86汇编语言程序设计，胡福林教授课程资料" 本文将详细探讨80X86汇编语言程序设计的相关知识点，包括指令执行过程、微处理器结构以及预备知识中的核心概念。 首先，我们来看指令执行的过程。在80X86体系中，这个过程分为三个主要步骤： 1. **指令预取部件和指令译码部件**：EIP（执行指针）寄存器保存了当前指令的偏移地址。执行完一条指令后，EIP会自动增加，形成下一条指令的地址。这一过程使得CPU能够连续地读取和执行内存中的指令序列。 2. **分段部件和分页部件**：CS（代码段选择符）寄存器与EIP结合，通过分段机制计算出指令的实际物理地址。在80X86中，为了扩大寻址范围，采用了段地址与偏移地址相结合的方式，形成最终的20位或32位物理地址。 3. **总线接口部件**：负责从主存中获取指令，并将其放入预取指令队列，准备执行。这是CPU与主存交互的关键环节，确保指令的连续流畅执行。 接着，我们讨论80X86微处理器的结构。80X86系列微处理器具有多个寄存器，它们在程序执行中起着关键作用，例如EIP和CS寄存器在指令执行流程中的应用。此外，还有其他如AX、BX、CX、DX等通用寄存器，以及用于特定功能的控制寄存器和标志寄存器，如标志寄存器（FLAGS），包含CF（进位标志）、OF（溢出标志）、ZF（零标志）和SF（符号标志）等，这些标志记录了算术和逻辑运算的结果状态。 预备知识部分强调了学习的重点和难点： 1. **汇编语言**：是一种低级编程语言，直接对应机器指令，但比机器语言更易读写。它提供了助记符来代替二进制指令码，简化了程序开发。 2. **80X86寄存器组**：包括数据寄存器、地址寄存器、段寄存器和控制寄存器，它们在程序执行时存储数据和控制信息。 3. **堆栈**：是一种特殊的存储区域，遵循后进先出（LIFO）原则。PUSH和POP指令分别用于数据入栈和出栈，堆栈指示器（如ESP或SP）跟踪栈顶位置。 4. **物理地址的形成**：在实模式下，通过段地址乘以16加上偏移地址得到；在保护模式下，涉及到更复杂的页表机制，通过段选择符、段基址、偏移地址和页表计算。 5. **数和符号的表示**：包括二进制、八进制、十六进制表示，以及有符号数和无符号数的运算对标志寄存器的影响。 6. **汇编源程序的基本结构**：通常包括指令、伪指令、注释等部分，通过汇编器转换成机器码。 本章的难点在于理解和应用这些概念，如各个寄存器的具体功能、堆栈操作的细节以及在保护模式下物理地址的计算。通过深入学习和实践，可以掌握80X86汇编语言编程的基础，为后续的系统级编程和底层开发打下坚实基础。