写这个系列文章的主要目的是记录书中重要的知识点，并和大家分享一些个人理解与实践。由于笔记中的知识点比较零散，而书中系统的介绍了一个 x86-16 处理器在实模式下的工作原理以及如何使用汇编语言与其进行“沟通”，所以推荐想要系统学习的朋友们去学习这本书。当我们掌握了实模式的工作原理之后，就可以进一步研究后来出现的其他运行模式（如保护模式）。除此之外，熟悉汇编语言有助于我们掌握上层语言（如 C）的执行原理，因为它们都要对汇编（机器码）进行抽象，而汇编程序就是基于 CPU 的执行机理写出来的。
前言
学习汇编的两个最根本目的
- 充分获得底层编程的体验（在一个没有操作系统的环境中面向硬件编程。所以本书中不会涉及汇编器）
- 深刻理解机器运行程序的机理
一门课程是由相互关联的知识构成的，这些知识在一本书中如何组织则是一种信息组织和加工的艺术。学习是一个循序渐进的过程（物有本末，事有终始，之所先后，则近道矣！），但并不是所有的教学都是以这种方式完成的，这并不是我们所希望的事情，因为任何不以循序渐进的方式进行的学习，都将出现盲目探索和不成系统的情况，最终学习到的也大都是相对零散的知识，并不能建立起一个系统的知识结构。非循序渐进的学习，也达不到循序渐进学习所能达到的深度，因为后者是步步深入的，每一步都以前一步为基础。
第一章
汇编语言的组成
- 汇编指令：机器码的助记符（与 ISA 中的机器码一一对应）
- 伪指令：没有对应的机器码，由编译器执行，CPU 并不执行（主要作用是引导汇编器进行编译）
- 标号(Label)：一个标号代表了一个地址
- 其他符号：如
+ - * /等，由编译器识别，没有对应的机器码
系统总线
电子计算机能处理、传输的信息都是电信号，电信号要用导线传送。所以总线从物理上来讲就是一根根导线的集合。
- 地址总线的宽度决定了寻址能力（8086 地址总线宽度为 20 位）
- 数据总线的宽度决定了 CPU 和外界的数据传送速度（传送数据需要的次数）
- 控制总线是一些不同控制线的集合。有多少根控制线，就意味着 CPU 提供了对外部器件的多少种控制。所以，它的宽度决定了 CPU 对外部器件的控制能力
存储器
存储器可以理解为由 N 个大小相同的存储单元组成，所以说存储单元是存储器最小的存储单位。
存储单元的大小取决于存储器的编址方式。在现代计算机中：每个存储单元的大小通常是 1 字节。
一个存储单元有地址和内容两个属性：
- 地址：每个存储单元的唯一编号（用于供 CPU 访存时来定位存储单元）
- 内容：存储单元存放的内容即 指令 或 数据
输入/输出设备
I/O 设备通常被划分为两个部分：外设 和 I/O 接口。
- 外设就是连接在计算机外部的设备，如：鼠标、键盘、打印机、显示器、网络等。由于外设的种类繁多，不同外设之间的差异很大（比如：接口、信号、数据传输率等差异），而 CPU 与外部器件的交互方式比较单一（CPU 的想法是：我给出一个地址，来让我操作对应的数据即可），导致它无法与外设直接连接。这时，I/O 接口就出现了。
I/O 接口就是连接在 CPU 和外设之间的“中转站”。它的出现让 CPU 和外设之间实现了“解耦”：CPU 只需像往常一样，给出一个地址与之交互；它来帮助 CPU 完成与不同外设之间的交互。
- I/O 接口主要负责信号转换（如：数字信号<->模拟信号、串行信号<->并行信号）、协调、数据缓冲（解决 CPU 和外设的速度差异）等工作。
- I/O 接口中包含许多寄存器，如：数据输入寄存器用来保存来自外设输入的数据、数据输出寄存器用来保存 CPU 向外设输出的数据、控制寄存器、状态寄存器等等，这些寄存器被称为 I/O 端口。与存储器的存储单元一样，每个 I/O 端口都会对应一个地址。
存储器和 I/O 接口的编址方式
存储器和 I/O 接口的编址方式通用有两种：
- Memory Mapped I/O——存储器和 I/O 接口统一编址（使用同一个地址空间）
- I/O Mapped I/O——存储器和 I/O 接口分开编址（使用两个独立的地址空间。常用于 RISC 中，因为 RISC 指令的特征能避免这种编址方式存在的一些弊端）
本书中介绍的是 Memory Mapped I/O 方式：
- 8086 主存的地址空间为：
0~9FFFF (640KB) - 8086 显存的地址空间为：
A0000~BFFFF (128KB) - 8086 只读存储器的地址空间为：
C0000~FFFFF (256KB)
地址空间总大小：1024KB (1MB) = 2^20 bytes, 所以 8086 对外提供了 20 根地址总线。FFFF0H单元中的指令是 8086 开机后执行的第一条指令。
第二章
N 位结构（N 位机、字长为 N 位）特性
- 运算器每次最多能支持 N 位的算数运算或逻辑运算
- 寄存器的最大位宽通常是 N 位
- 寄存器和运算器之间的内部通路支持 N 位的数据传输
- 外部数据总线的宽度通常是 N 位（8088 比较特殊，对外提供的数据总线是 8 位）
8086的段
注意：物理内存并没有分段，段的逻辑划分来自于 CPU（8086 物理地址的生成方式：基地址(段基址*16) + 偏移地址 = 物理地址”），使得可以用分段的方式来管理内存。（这种分段方式的弊端是：不同段对应的内存可能是：完全独立、部分重合、完全重合的，如 2000:0 和 1001:FFF0 物理地址完全重合）
一个段的起始地址（基地址）一定是 16 的倍数；偏移地址为 16 位，16 位地址的寻址能力为 64KB, 所以在 8086 处理器中一个段的长度最大为 64KB.
8086 中 CS:IP 表示的内存区域代表着指令。8086 中没有提供 mov 类指令来修改 IP 寄存器，只能通过特殊指令（如转移指令）改变。转移指令详见第九章内容。
实验一：查看 CPU 和内存，用机器指令和汇编指令编程
MacOS 中搭建 DOS 环境
- 下载 dosbox: https://www.dosbox.com/download.php?main=1
创建目录，作为挂载点
mkdir ~/DOS- 将下载的
DOSBox-0.74-3-3.dmg包里面的内容拷贝至~/DOS目录中 - 下载
debug.exe, 并将其拷贝至~/DOS/bin目录中 修改 dosbox 的配置文件，将挂载等操作加入到
[autoexec]中（这样每次启动 dosbox 会自动执行这些命令）# vi ~/Library/Preferences/DOSBox\ 0.74-3-3\ Preferences # 在 [autoexec] 中加入以下命令： mount c ~/DOS C: set PATH=%PATH%;C:\bin\- 启动
DOSBox.app 执行
debug, 可以进行调试了！debug
debug 的常用参数选项（可以和 GDB 进行类比）
# 寄存器
-r # 查看所有寄存器的内容
-r ax # 修改寄存器内容
# 内存
-d 1000:0 # 从指定内存单元开始，显示 128 个内存单元的内容(128字节)
-d # 继续显示“接下来的” 128 个内存单元的内容
-d 1000:0 9 # 格式————“d 段地址:偏移地址 结尾的偏移地址”
-e 1000:0 1 2 3 'a' 'b' 'c' "str" # 修改指定内存单元开始的连续字节内容
-e 1000:0 # 修改指定内存单元开始的连续字节内容(通过“回车、空格、空格……回车”进行交互)
# 指令(使用 -e 直接输入机器码的16进制进行编辑)
-u 1000:0 # 从指定内存单元开始，显示其对应的指令(机器码+汇编)
-u # 继续显示“接下来的”指令
-t # 执行一条指令
-a 1000:0 # 以汇编的形式在指定内存中写入指令
-a # 以汇编的形式在“接下来的”内存中写入指令
# 退出 debug
-quit
-q
# 补充
-d|e|u|a 段寄存器名:偏移地址（逻辑地址） # 如：-a ds:0, -e cs:0
-g 偏移地址 # 如：-g 0012 执行 [CS:IP~CS:0012) 之间的指令，相当于打【断点】
-p # 执行 `int 21H` 指令时，需要用 -p; 在循环中，使用 -p 可以完成所有循环的执行第三章
将起始地址为 N 的字单元简称为：N 地址字单元
8086 指令操作数规则（了解即可，必要时查阅《Intel 开发手册（第二卷）》来确定具体的格式）：
- 不支持将【立即数】直接送入【段寄存器】的操作
- 不支持将【立即数】直接送入【内存单元】的操作
- 不支持操作数不能同时是两个【内存单元】
- 支持的形式这里不一一列举，参见书中 3.4(第53页)
栈
处理器通过 ss(栈基址) 和 sp(栈指针) 来确定一个栈。
入栈指令 push 对 sp 的影响，比如：push ax
- sp=sp-2
- ax 内容写入栈顶
出栈指令 pop 对 sp 的影响，比如：pop ax
- 栈顶内容写入 ax
- sp=sp+2（注：刚刚栈顶的内容不会被擦除，下次使用时覆盖即可）
栈顶越界问题
书中说 8086 硬件层面没有做这种控制，在 debug 中测试了确实是。但在保护模式中，提供了“段界限检查”机制。
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