寫這個系列文章的主要目的是記錄書中重要的知識點，並和大家分享一些個人理解與實踐。由於筆記中的知識點比較零散，而書中系統的介紹了一個 x86-16 處理器在實模式下的工作原理以及如何使用匯編語言與其進行“溝通”，所以推薦想要系統學習的朋友們去學習這本書。當我們掌握了實模式的工作原理之後，就可以進一步研究後來出現的其他運行模式（如保護模式）。除此之外，熟悉彙編語言有助於我們掌握上層語言（如 C）的執行原理，因為它們都要對彙編（機器碼）進行抽象，而彙編程序就是基於 CPU 的執行機理寫出來的。

第九章

轉移行為分類

• 段內轉移（只修改 IP, 根據轉移的範圍不同又分為：短轉移 和 近轉移）
• 段間轉移（同時修改 CS 和 IP）

jmp 指令的兩種實現差異

在一般的彙編指令中，立即數不論表示一個數據還是內存單元的偏移地址，都會在對應的機器指令中出現。

1. 基於轉移的距離——指令中不包含目的地址，而包含的是位移量（向前或向後移動的距離）

   • 優點，可浮動裝配，即位移量不變的情況下，這段程序可在任何地方執行
2. 基於要轉移的目的地址

以上兩個維度的彙總

• jmp short Label: 翻譯成的機器碼為 EB??H , ?? 代表 8 位的位移量（這種方式是短轉移）

  本質為：IP = IP + 8位的位移量 【重點（容易被忽略）：CPU 在執行該指令時，是使用這個位移量來計算 IP 的】
  - short 指明此處的位移為 8 位位移，範圍是 -128~127, 用【補碼】表示
  - 8位的位移量 = 標號處的地址 - jmp指令後的第一個字節的地址，編譯器在【編譯時】算出

  • 為什麼是 jmp 指令後的第一個字節的地址aj？為什麼這麼設計呢？因為取址之後（執行之前）IP寄存器中的地址會被設置為該地址aj，這樣在執行轉移指令時，可以直接參與目的偏移地址的計算！

    • 編譯時：disp=as-aj, 執行指令時：IP(as) = IP(aj) + disp(位移量) 即直接完成該指令的功能
• jmp near ptr Label（近轉移，本質與短轉移相同，區別僅僅是它支持16位的位移量）

• jmp far ptr Label（遠轉移）

  CS 設置為 標號所在段的【段地址】
  IP 設置為 標號在該段中的【偏移地址】

masm 對 jmp 內部轉移的編譯實現

【條件轉移】和【循環指令】是對【短轉移】的功能擴展

• jcxz 指令的偽代碼：

     ......
  
     if ((cx) == 0) {
       jmp short s
     }
  
  s: ......

• loop 指令的偽代碼

  s: ......
  
     (cx)--;
     if ((cx) != 0) {
       jmp short s
     }
  
     ......

實驗八：分析一個奇怪的程序

注意：是將 jmp short s1 的機器碼 EBF6 拷貝至 076C:0008~076C:0009 兩個存儲單元中，F6 是 -10 的補碼，表示位移量

其實補碼 F6 表示什麼有符號數，可以不用圖片中的方法計算，而使用以下方法計算更為簡單：

• 因為補碼 1111 1111 表示十進制有符號數 -1, 這個 -1 的計算方式是：

  $$ -1 = -1*2^7 + 1*2^6 + 1*2^5 + 1*2^4 + 1*2^3 + 1*2^2 + 1*2^1 + 1*2^0 $$

  $$ = -128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 $$

• 那麼補碼 1111 0110(0xF6) 就等於：

  $$ -1*2^7 + 1*2^6 + 1*2^5 + 1*2^4 + 0*2^3 + 1*2^2 + 1*2^1 + 0*2^0 $$

  $$ (-1*2^7+1*2^6+1*2^5+1*2^4+1*2^3+1*2^2+1*2^1+1*2^0) - 1*2^3 - 1*2^0 = -1 - 8 - 1 = -10 $$

實驗九：80x25 彩色字符模式緩衝區輸出程序

• 顯示緩衝區：B8000H~BFFFFH（共32KB, 8頁，每頁4KB）
• 80x25——每頁由 25 行組成，每行由 80 個字符（160byte）組成
• 注：dosbox 中執行完可執行文件，輸出結果會被向上頂一行（彈出輸入提示符導致），所以以下程序的輸出就顯示在 11,12,13 行了

; 在屏幕中間分別顯示黑底綠色、綠底紅色、白底藍色的字符串'welcome to masm!'
; 題目要求屏幕中間顯示？那就 12,13,14 行顯示
assume cs:codesg, ds:datasg, ss:stacksg

datasg segment
    db 'welcome to masm!'
    db 02H, 24H, 71H ; 三種屬性：黑底綠色、綠底紅色、白底藍色
datasg ends

stacksg segment
    dd 0,0,0,0
stacksg ends

codesg segment
  start: mov ax, datasg
         mov ds, ax

         mov ax, stacksg
         mov ss, ax
         mov sp, 10H

         mov ax, 0B800H ; masm 彙編器要求立即數不能以字母開頭
         mov es, ax

         mov bx, 0
         mov bp, 16

         mov cx, 3       ; 共寫入3行
    s0:  mov si, 0
         mov di, 1824    ; di=1760+64, 1760是12行第一字節的offset, 每行中間位置的offset=64
         add di, bx      ; 計算每一行開始寫入的偏移地址
         mov ah, ds:[bp] ; 該行要顯示的屬性值

         push cx         ; 保存
         mov cx, 16
     s:  mov al, [si]
         mov es:[di], al ; 顯存區域：字符低字節表示 ASCII
         inc di
         mov es:[di], ah ; 字符高字節對應顏色屬性
         inc si
         inc di
         loop s

         add bx, 160 ; 0-160-320 (控制寫入下一行)
         inc bp      ; 16-17-18(控制獲取下一行的屬性值)
         pop cx      ; 恢復
         loop s0

         mov ax, 4c00H
         int 21H
codesg ends

end start

第十章

模塊化程序設計

1. call 和 ret 指令配合使用（近轉移）

   • call 等價於：push IP + jmp ...
   • ret等價於：pop IP

2. call和retf指令配合使用（遠轉移）

   • call等價於：push CS + push IP + jmp ...
   • retf等價於：pop IP + pop CS（注意這個順序）

call指令

相當於將call指令之後的那一個指令的IP或CS+IP壓棧之後，進行jmp轉移。
支持近轉移或遠轉移，不支持短轉移。

• call Label

  • push IP
  • jmp near ptr Label

• call far ptr Label

  • push CS
  • push IP
  • jmp far ptr Label

• call 16位寄存器

  • push IP
  • jmp 16位寄存器

• call word ptr 內存地址

  • push IP
  • jmp word ptr 內存地址

• call dword ptr 內存地址

  • push CS
  • push IP
  • jmp dword ptr 內存地址

總結——【目前已經介紹的】轉移指令對應的機器碼

8086 中乘法的計算規則

彙編指令：mul 乘數(在內存或某個寄存器中)，【被乘數和乘數】要麼都是 8 位，要麼都是 16 位

實驗十：編寫子程序

(1)指定位置打印字符串

exp10_1.asm

(2)解決除法溢出的問題

exp10_2.asm

(3)二進制轉十進制，打印

exp10_3.asm