重新整理汇编—————汇编的基础理论前置篇

前言

什么是汇编呢? 就是说0 1 太难记了。

比如000100100101 到底是什么呢? 很难去人类去理解。

但是呢,cpu 对0、1 理解的很透彻了。 这个时候呢,人和cpu 之间的交流就出现了障碍了。

然后呢,人是高等生物,有思想的,但是cpu没有,那么就只能人迁就cpu了,迁就的一方往往就有点不幸福了。

那么人这个时候就很痛苦,但是又离不开cpu。那么这个时候人就想啊,要是自己说的话要是有人翻译,cpu 能够理解就完事了。

好在cpu很简单,会做的事情不多,要是能把其固定的套路用自己的语言翻译成cpu语言就很好了。 这个搞翻译的就是汇编,汇编语言通过编译器然后转换成二进制,然后cpu就懂了。

cpu 比较简单,会的东西不多,那么汇编如果单从语言上讲非常简单。 但是为什么很多人对汇编不感冒呢?那个不是汇编难,是用汇编做工程难。

怎么说呢? 比如说要搭建一个房子,汇编一个语句执行一条命令。先把15243514的砖放在第一块,然后把15243614放在第二块。

那这样啥时候能搞定啊? 工程能力差啊。然后高级语言,比如s += 20, 这个就是要翻译成很多汇编语言的,如果去手敲估计得发脾气的。

那么高级语言干了什么事呢?高级语言,就是把人经常用到的东西,做成一个汇编包呗。比如上面的s+=20,那么是加法有对应的汇编去转换。

当然了,转换没有这么简单,这又是一门学问,如何开发一门语言。扯得很远了,进入正文吧。

正文

汇编语言由3类组成:

  1. 汇编指令(机器码的助记符)

  2. 伪指令(由编译器执行)

  3. 其他符号(有编译器识别)

汇编语言的核心是汇编指令,它决定了汇编语言的特性。

一个一个举例哈。

比如: mov ax bx,这还就是汇编指定,最终就是会转换成机器码

什么是伪指令呢? 这个就是编译器认识,但是机器不认识。这里不直接说汇编,比如c 语言的include,这个就只有编译器认识了,编译器把include 的包引用进来,但是机器肯定不认识的。

第三个是其他符号哈, 我们指定cpu 只能做加法的,如果是其他减、乘、除怎么处理呢? 得编译器从加法的角度翻译了。

然后这个汇编还得去了解一个东西,那就是存储器,准确的来说就是内存。

因为cpu 做的事情从那么来,到哪里去,都存在内存中,所以这个还得去瞄一眼。

这里就有一个问题,那就是cpu 只能从内存中读取数据,然后将数据计算完毕又给了内存。

那么有一个问题,那就是cpu 是如何从磁盘上读取东西的呢? 这个真的不是cpu 去直接操作的,它哪有这么聪明,只不过任何操作内存的都需要cpu,这个计算机原理篇会解释。

指令和数据都是应用概念。

在内存或者磁盘上,指令和数据没有任何区别,都是二进制信息,这是值得是对于内存来说,而不是对于cpu来说哈。

然后存储有一个概念,那就是存储单元。比如byte 字节, kB 千字节等。

那么cpu是如何操作内存的呢?

cpu 要想进行数据的读写,必须和外部器件,进行3类数据的交互。

  1. 存储单元的地址(地址信息)

  2. 器件选择,读或写命令(控制信息)

  3. 读或写的数据(数据信息)

那么有个问题,cpu 如何对内存进行读和写哈。

《重新整理汇编—————汇编的基础理论前置篇》

上面就是说有3根线一个是地址线、一个是数据线、一个是控制线。

显示地址线把地址传给内存、然后控制线把数控制命令传给内存,然后内存就把数据通过数据线传给了cpu。

这里的内存不只是包括内存条、还包括显卡内存、网卡内存,这些硬件都是有内存的哈。

写也是一样,比如地址线发出写的指令、然后地址线发出地址,然后数据线发出数据,然后就存到了内存中。

这里有一个问题哈,那就是这些都是cpu 主动去执行的,那么其他器件怎么主动和cpu 进行交互呢?

这里网卡举例,然后网卡收到数据后,那么会对cpu 发送中断指令, cpu 中断指令收到中断指令后,人家也不知道怎么出区里,说白了就是一个信号。

然后cpu 会将这个发送给操作系统,操作系统知道怎么去处理,cpu 怎么会去通知操作系统呢? 那是因为操作系统给cpu 启动的时候注入了一些信号的执行操作。

这就要从操作系统如何启动的说起了,计算机原理篇整理下。这里只是说明一下,cpu 只能去操作内存,单身不局限与内存条的内存,其他硬件也有内存。

然后说一下这个地址总线,这个地址总线是怎么样的呢? 上面提及到这个地址总线是传输内存的地址的,这个地址总线不是单根线。

有些人可能接触到网络,网络是定义比如说ip协议,前20个字节干什么的,然后前20字节里面的前4个字节干什么的,比如发送地址就是前4个字节。

实际的是这样的。

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我这上面画了8个箭头哈,也就是地址是8位的,假如这里画了32根箭头那么这个就是32位的,如果是64,那么就是64位的。

现在大多数cpu 都是64位了,也就是说地址是一次性传过去的,不是说传过去然后内存存储器做切割,然后判断哈,没有这么聪明的,如果是这样效率也很低。

然后就是这个数据总线,cpu 与内存或者其他器件之间的数据传输,是通过数据总线来进行的。

数据总线的宽度决定了cpu 和 外接的数据传输速度。

历史: 8088cpu 的数据总线的线是8条,8086 cpu 的数据总线是16条。

为什么都是8的倍数呢,是因为8位为一个字节这个时候就很流行了,计算机存储的基本单位就位。

控制总线: cpu对外部器件的控制是通过控制总线来进行的。在这里控制总线是个总称,控制总线是一些不同控制线的集合。

有多少根控制总线,就意味着cpu 提供了对外部器件的多少种控制。

所以控制总线的宽度决定了cpu 为外部器件的控制能力。

下面是控制总线的定义:

控制总线(ControlBus)简称CB。控制总线主要用来传送控制信号和时序信号。

控制信号中,有的是微处理器送往存储器和输入输出设备接口电路的,比如:读/写信号、片选信号、中断响应信号等;也有是其它部件反馈给CPU的,比如:中断申请信号、复位信号、总线请求信号、设备就绪信号等。

小结:

  1. 汇编指令是对机器指令的助记符,同机器指令一一对应。

  2. 每一种cpu 都有自己的汇编指令集。

  3. cpu 可以使用的信息在存储器中存放。

  4. 在存储器中指令和数据没有任何区别,都是二进制。

  5. 存储单元从0开始顺序编号

  6. 每一个cpi芯片都有很多管脚,这些管脚和总线相连。也可以说,这些管脚引出了总线。

一个cpu可以引出三种总线的宽度标志,这个cpu的不同方面的性能。

  1. 地址总线宽度决定了cpu的寻址能力。

  2. 数据总线的宽度决定了cpu与其他器件进行数据传送一次数据传送量。

  3. 控制总线宽度决定了cpu对系统中其他器件的控制能力。

可能有人还是对控制总线不理解,这里控制总线是什么被?

微型计算机中控制总线提供的完整信息是所有存储器和I/O设备的时序信号和控制信号、来自I/O设备和存储器的响应信号。

控制总线,英文名称:ControlBus,简称:CB。控制总线主要用来传送控制信号和时序信号。控制信号中,有的是微处理器送往存储器和输入输出设备接口电路的,比如:读/写信号、片选信号、中断响应信号等;也有是其它部件反馈给CPU的,比如:中断申请信号、复位信号、总线请求信号、设备就绪信号等。因此,控制总线的传送方向由具体控制信号而定,一般是双向的,控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。实际上控制总线的具体情况主要取决于CPU。

控制总线,连接在一起并完成和实现它们之间的通讯与数据传送的,因此总线的概念是理解PC和主板的组成结构、工作原理及部件之间相互关系统的基础。是用来传送控制信息的信号线,这些控制信息包括CPU对内存和输入输出接口的读写信号,输入输出接口对CPU提出的中断请求或DMA请求信号,CPU对这些输入输出接口回答与响应信号,输入输出接口的各种工作状态信号以及其他各种功能控制信号。控制总线来往于CPU、内存和输入输出设备之间,其特点是:在单向、双向、双态等种形态,是总线中最复杂、最灵活、功能最强的,其数量、种类、定义随机型不同而不同。

再硬件一点理解,要从ISA插槽插槽理解了。

cpu 不是有很多针脚吗?

如下:

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下面是插槽位置对应的总线关系:

1、地址总线:SA0~SA19(I/O)和LA17~LA23(I/O)
LⅪ测试总线技术
LⅪ测试总线技术
2、数据总线:SD0~SD7(I/O)和SD8~SD15(I/O)3、控制总线:BALE(0)---USAddresslatchenable:系统地址锁存允许
4、SYSCLK(0)---SYSTEMCLOCK系统时钟信号
5、IR23~7,9~12,15(Z)---这是用于I/O设备通过中断控制器向CPU发送的中断请求(interruptrequest)信号
6、SMEMR#和SMEMW#(0)---这是命令内存将数据送至数据总线的信号
7、MEMR#和MEMW#(I/O)---内存读(MEMR)或内存写(MEMW#)信号
8、DRQ0~3,5~7⑵---这是DMA请求(DMARequesc)信号
9、DACK0#~3,5~7(0)---(DMAAcknowledge,DMA响应)这是对DRQ0~3,5~7的响应信号
10、AEN(0)---地址允许(Addressenable)信号
11、REFRESH#(I/O)---内存刷新(DRAMrefresh)信号
12、SBHE(I/O)---系统总线字节允许(systembushighenable)信号
13、MASTER⑵---主控信号
14、MEMCS16#⑵---存储器16位片选(Memory16bitchipselect)信号
15、ZOCS16#⑵---I/O16位片选(I/O16bitchipselect)信号
16、OWS⑵---零等待状态(ZeroWaitState)信号

这里就可以发现不同的针脚对应着不同的功能了。之所以这么设计,是因为cpu 能做的事情很简单,不可能比如说几个针脚不同组合就完成控制总线的功能。

cpu 不需要复杂组合的组合,特定的针脚不同的电信号就是不同的不同的功能。

然后这里就会发现一个问题哈,那就是cpu 怎么知道把地址传给谁?去哪里取呢?

其实在cpu 的视角和软件视角不一样,cpu的视角是将整个内存看做一整块的内存,而不是几个不同硬件的内存,操作不同位置的内存,就是操控不同的硬件设备。

这个就要从主板说起。

在每一台pc机中,都有一个主板,主板有核心器件和一些主要主要器件。

这些器件通过总线(地址总线、数据总线、控制总线)相连。

接口卡: 计算机系统中,所有可用程序控制其工作的设备,必须收到cpu控制。

cpu 对外部不能直接控制,如显示器、音响、打印机等。 直接控制这些设备进行工作的是插在扩展插槽上的接口卡。

各类存储器芯片: 从读写属性上分为两类。

随机存储器(RAM) 和只读存储器。

内存条这种就是随机存储器,特点就是断电之后会没掉。

只读存储器,比如装有rom的bios。 这个rom 的全称那就是read only memory。

bios:bisic input/output system,基本输入输出系统。

bios 是由主板和各类接口卡(如:显卡、网卡等)厂商提供的软件系统,可以通过它利用该硬件设备进行最基本的输入输出。

在主板和某些接口卡上插有存储相应的bios的rom。

这里很多人都以为只有主板有bios? 显卡、网卡都有的。

为什么显卡和网卡会有bios?想这样一个问题,那就是cpu将数据传给显卡,显卡如果没有bios,那么怎么处理?GPU没有程序它能知道怎么运行?对吧。

他们有自己的程序,去操作硬件的。cpu 擅长做的还是central processsing unit,重要处理器,相当于人类的大脑了。

其他部件相当于手脚,手脚里面有自己的处理哈。

从功能和连接分类:

  1. 随机存储ram
  2. 装有bios的rom
  3. 接口卡上的ram(显存)

ram 全称, random access memory。

什么叫access哈,因为write 和 read,所以叫做access哈。

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上述的那些存储器在物理上是独立的器件。

但是他们在以下两点相同:

  1. 都和cpu的总线相接。
  2. cpu对它们进行读或者写的时候都通过控制总线发出内存读写命令。

对于cpu 来说并不知道那个内存是哪个的。

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对于cpu来说他们是一个整体的概念。

他们在启动的时候会告诉cpu他们的大小是多少,cpu也只是知道,但也不知道怎么处理,知道发给哪个的是操作系统的事。

比如操作系统要刷新显卡,那么会发送到显卡的地址。操作系统怎么知道位置的? cpu 告诉的。

所以我们想加一个内存的时候,开机的时候插进去没有反应,这个要重启才会生效。

假设,上图中的内存空间地址段分配如下:

地址0~7FFFH空间为主随机存储器的地址空间。

地址8000H_9FFFH的8kb 空间为显存地址空间。

地址A000H~FFFFH 的24kb 空间为各个rom的空间地址值。

8086pc的内存地址空间分配:

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以上为个人整理,如有错误望请指出。该系列为ce(游戏辅助)的前置系列。

    原文作者:敖毛毛
    原文地址: https://www.cnblogs.com/aoximin/p/16287148.html
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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