基本信息

书名：x86汇编语言：从实模式到保护模式

定价：56.00元

作者：李忠, 王晓波, 余洁著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2013-01-01

ISBN：9787121187995

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.622kg

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内容提要

每一种处理器都有它自己的机器指令集，而汇编语言的发明则是为了方便这些机器指令的记忆和书写。尽管汇编语言已经较少用于大型软件程序的开发，但从学习者的角度来看，要想真正理解计算机的工作原理，掌握它内部的运行机制，学习汇编语言是必不可少的。本书采用开源的NASM汇编语言编译器和VirtualBox虚拟机软件，以个人计算机广泛采用的Intel处理器为基础，详细讲解了Intel处理器的指令系统和工作模式，以大量的代码演示了16／32／64位软件的开发方法，介绍了处理器的16位实模式和32位保护模式，以及基本的指令系统。这是一本有趣的书，它没有把篇幅花在计算一些枯燥的数学题上。相反，它教你如何直接控制硬件，在不借助于BIOS、DOS、Windows、Linux或者任何其他软件支持的情况下来显示字符、读取硬盘数据、控制其他硬件等。本书可作为大专院校相关专业学生和计算机编程爱好者的教程。

目录

目 录
部分 预备知识
章 十六进制计数法 3
1.1 二进制计数法回顾 3
1.1.1 关于二进制计数法 3
1.1.2 二进制到十进制的转换 3
1.1.3 十进制到二进制的转换 4
1.2 十六进制计数法 4
1.2.1 十六进制计数法的原理 4
1.2.2 十六进制到十进制的转换 5
1.2.3 十进制到十六进制的转换 6
1.3 为什么需要十六进制 6
本章习题 7
2章 处理器、内存和指令 8
2.1 早的处理器 8
2.2 寄存器和算术逻辑部件 8
2.3 内存储器 10
2.4 指令和指令集 11
2.5 古老的Intel 8086处理器 13
2.5.1 8086的通用寄存器 13
2.5.2 程序的重定位难题 14
2.5.3 内存分段机制 17
2.5.4 8086的内存分段机制 18
本章习题 21
3章 汇编语言和汇编软件 22
3.1 汇编语言简介 22
3.2 NASM编译器 24
3.2.1 从网上下载NASM安装程序 24
3.2.2 安装NASM编译器 25
3.2.3 下载配书源码和工具 26
3.2.4 用Nasmide体验代码的书写和编译过程 28
3.2.5 用HexView观察编译后的机器代码 29
本章习题 30

4章 虚拟机的安装和使用 31
4.1 计算机的启动过程 31
4.1.1 如何将编译好的程序提交给处理器 31
4.1.2 计算机的加电和复位 31
4.1.3 基本输入输出系统 32
4.1.4 硬盘及其工作原理 33
4.1.5 一切从主引导扇区开始 35
4.2 创建和使用虚拟机 35
4.2.1 别害怕，虚拟机是软件 35
4.2.2 下载Oracle VM VirtualBox 36
4.2.3 安装Oracle VM VirtualBox 36
4.2.4 创建一台虚拟PC 37
4.2.5 虚拟硬盘简介 42
4.2.6 练习使用FixVhdWr工具向虚拟硬盘写数据 43
2部分 16位处理器下的实模式
5章 编写主引导扇区代码 49
5.1 欢迎来到主引导扇区 49
5.2 注释 49
5.3 在屏幕上显示文字 50
5.3.1 显卡和显存 50
5.3.2 初始化段寄存器 52
5.3.3 显存的访问和ASCII代码 53
5.3.4 显示字符 55
5.4 显示标号的汇编地址 56
5.4.1 标号 56
5.4.2 如何显示十进制数字 60
5.4.3 在程序中声明并初始化数据 61
5.4.4 分解数的各个数位 61
5.4.5 显示分解出来的各个数位 65
5.5 使程序进入无限循环状态 66
5.6 完成并编译主引导扇区代码 67
5.6.1 主引导扇区有效标志 67
5.6.2 代码的保存和编译 68
5.7 加载和运行主引导扇区代码 68
5.7.1 把编译后的指令写入主引导扇区 68
5.7.2 启动虚拟机观察运行结果 70
5.7.3 程序的调试 70
本章习题 71
6章 相同的功能，不同的代码 72
6.1 代码清单6-1 72
6.2 跳过非指令的数据区 72
6.3 在数据声明中使用字面值 72
6.4 段地址的初始化 73
6.5 段之间的批量数据传送 74
6.6 使用循环分解数位 75
6.7 计算机中的负数 77
6.7.1 无符号数和有符号数 77
6.7.2 处理器视角中的数据类型 80
6.8 数位的显示 82
6.9 其他标志位和条件转移指令 83
6.9.1 奇偶标志位PF 83
6.9.2 进位标志CF 83
6.9.3 溢出标志OF 84
6.9.4 现有指令对标志位的影响 84
6.9.5 条件转移指令 85
6.10 NASM编译器的$和$$标记 87
6.11 观察运行结果 87
本章习题 88
7章 比高斯更快的计算 89
7.1 从1加到100的故事 89
7.2 代码清单7-1 89
7.3 显示字符串 89
7.4 计算1到100的累加和 90
7.5 累加和各个数位的分解与显示 90
7.5.1 堆栈和堆栈段的初始化 90
7.5.2 分解各个数位并压栈 92
7.5.3 出栈并显示各个数位 94
7.5.4 进一步认识堆栈 95
7.6 程序的编译和运行 96
7.7 8086处理器的寻址方式 96
7.7.1 寄存器寻址 96
7.7.2 立即寻址 97
7.7.3 内存寻址 97
本章习题 101
8章 硬盘和显卡的访问与控制 102
8.1 本章代码清单 102
8.1.1 本章意图 102
8.1.2 代码清单8-1 103
8.2 用户程序的结构 103
8.2.1 分段、段的汇编地址和段内汇编地址 103
8.2.2 用户程序头部 106
8.3 加载程序（器）的工作流程 109
8.3.1 初始化和决定加载位置 109
8.3.2 准备加载用户程序 110
8.3.3 外围设备及其接 111
8.3.4 I/O端和端访问 112
8.3.5 通过硬盘控制器端读扇区数据 114
8.3.6 过程调用 116
8.3.7 加载用户程序 121
8.3.8 用户程序重定位 122
8.3.9 将控制权交给用户程序 126
8.3.10 8086处理器的无条件转移指令 126
8.4 用户程序的工作流程 128
8.4.1 初始化段寄存器和堆栈切换 128
8.4.2 调用字符串显示例程 129
8.4.3 过程的嵌套 130
8.4.4 屏幕光标控制 131
8.4.5 取当前光标位置 131
8.4.6 处理回车和换行字符 132
8.4.7 显示可打印字符 133
8.4.8 滚动屏幕内容 134
8.4.9 重置光标 134
8.4.10 切换到另一个代码段中执行 135
8.4.11 访问另一个数据段 135
8.5 编译和运行程序并观察结果 135
本章习题 136
9章 中断和动态时钟显示 137
9.1 外部硬件中断 137
9.1.1 非屏蔽中断 138
9.1.2 可屏蔽中断 138
9.1.3 实模式下的中断向量表 140
9.1.4 实时时钟、CMOS RAM和BCD编码 141
9.1.5 代码清单9-1 145
9.1.6 初始化8259、RTC和中断向量表 145
9.1.7 使处理器进入低功耗状态 147
9.1.8 实时时钟中断的处理过程 148
9.1.9 代码清单9-1的编译和运行 150
9.2 内部中断 150
9.3 软中断 151
9.3.1 常用的BIOS中断 151
9.3.2 代码清单9-2 155
9.3.3 从键盘读字符并显示 155
9.3.4 代码清单9-2的编译和运行 155
本章习题 156
3部分 32位保护模式
0章 32位Intel微处理器编程架构 159
10.1 IA-32架构的基本执行环境 164
10.1.1 寄存器的扩展 162
10.1.2 基本的工作模式 162
10.1.3 线性地址 163
10.2 现代处理器的结构和特点 164
10.2.1 流水线 164
10.2.2 高速缓存 165
10.2.3 乱序执行 165
10.2.4 寄存器重命名 166
10.2.5 分支目标预测 167
10.3 32位模式的指令系统 168
10.3.1 32位处理器的寻址方式 168
10.3.2 作数大小的指令前缀 169
10.3.3 一般指令的扩展 171
本章习题 174
1章 进入保护模式 175
11.1 代码清单11-1 175
11.2 全局描述符表 175
11.3 存储器的段描述符 177
11.4 安装存储器的段描述符并加载GDTR 180
11.5 关于21条地址线A20的问题 182
11.6 保护模式下的内存访问 184
11.7 清空流水线并串行化处理器 188
11.8 保护模式下的堆栈 189
11.8.1 关于堆栈段描述符中的界限值 189
11.8.2 检验32位下的堆栈作 190
11.9 程序的编译和运行 191
本章习题 191

2章 存储器的保护 192
12.1 代码清单12-1 192
12.2 进入32位保护模式 192
12.2.1 话说mov ds,ax和mov ds,eax 192
12.2.2 创建GDT并安装段描述符 193
12.3 修改段寄存器时的保护 195
12.4 地址变换时的保护 197
12.4.1 代码段执行时的保护 197
12.4.2 堆栈作时的保护 198
12.4.3 数据访问时的保护 200
12.5 使用别名访问代码段对字符排序 201
12.6 程序的编译和运行 203
本章习题 203
3章 程序的动态加载和执行 204
13.1 本章代码清单 204
13.2 内核的结构、功能和加载 205
13.2.1 内核的结构 205
13.2.2 内核的加载 206
13.2.3 安装内核的段描述符 208
13.3 在内核中执行 211
13.4 用户程序的加载和重定位 213
13.4.1 用户程序的结构 213
13.4.2 计算用户程序占用的扇区数 215
13.4.3 简单的动态内存分配 216
13.4.4 段的重定位和描述符的创建 217
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