汇编入门基础

article/2025/10/11 21:06:05

1.什么是汇编语言？

汇编语言就是低级语言，直接描述/控制 CPU 的运行，我们知道，CPU 只负责计算，本身不具备智能。你输入一条指令（instruction），它就运行一次，然后停下来，等待下一条指令。

这些指令都是二进制的，称为操作码（opcode），比如加法指令就是00000011。编译器的作用，就是将高级语言写好的程序，翻译成一条条操作码。对于人类来说，二进制程序是不可读的，根本看不出来机器干了什么。为了解决可读性的问题，以及偶尔的编辑需求，就诞生了汇编语言。「汇编语言是二进制指令的文本形式」，与指令是一一对应的关系。

2.什么是寄存器？

汇编语言使用的寄存器实际上并不是物理寄存器，而是在通过一定的操作映射CPU内部特定的物理寄存器，CPU 本身只负责运算，不负责储存数据。

数据一般都储存在内存之中，CPU 要用的时候就去内存读写数据。但是，CPU 的运算速度远高于内存的读写速度，为了避免被拖慢，CPU 都自带一级缓存和二级缓存。基本上，CPU 缓存可以看作是读写速度较快的内存。

但是，CPU 缓存还是不够快，另外数据在缓存里面的地址是不固定的，CPU 每次读写都要寻址也会拖慢速度。因此，除了缓存之外，CPU 还自带了寄存器（register），用来储存最常用的数据。也就是说，那些最频繁读写的数据（比如循环变量），都会放在寄存器里面，CPU 优先读写寄存器，再由寄存器跟内存交换数据。

寄存器不依靠地址区分数据，而依靠名称。每一个寄存器都有自己的名称，我们告诉 CPU 去具体的哪一个寄存器拿数据，这样的速度是最快的。有人比喻寄存器是 CPU 的零级缓存。


累加寄存器(EAX)	存储运行的数据和运算后的数据
标志寄存器(EDX)	用于反应处理器的状态和运算结果的某些特征以及控制指令的执行
程序计数器(ECX)	存放下一条指令所在单元的地址
指令寄存器(EBP)	存储正在执行的指令，CPU内部使用，对程序员透明
基址寄存器(EBX)	存储数据内存的起始位置
变址寄存器(ESI,EDI)	存储基址寄存器的相对位置
通用寄存器	存储任意数据
栈寄存器(ESP)	存储栈区域的起始位置

CPU是计算机的核心部件，它控制整个计算机的运作并进行运算，要想让一个CPU工作，就必须向它提供指令和数据。指令和数据都在存储器中存放，也就是内存。要想灵活利用汇编语言编程，就要先了解CPU如何从内存中读取信息，以及如何向内存写入信息。

3.什么是存储单元？

寄存器只能存放很少量的数据，大多数时候，CPU 要指挥寄存器，直接跟内存交换数据。所以，除了寄存器，还必须了解内存怎么储存数据。存储器被划分为若干存储单元。每个存储单元从0开始顺序编号。一个存储单元可以存储一个字节，即8个二进制位。

程序运行的时候，操作系统会给它分配一段内存，用来储存程序和运行产生的数据。这段内存有起始地址和结束地址，比如从0x1000到0x8000，起始地址是较小的那个地址，结束地址是较大的那个地址。

程序运行过程中，对于动态的内存占用请求（比如新建对象，或者使用malloc命令），系统就会从预先分配好的那段内存之中，划出一部分给用户，具体规则是从起始地址开始划分（实际上，起始地址会有一段静态数据，这里忽略）。

举例来说，用户要求得到10个字节内存，那么从起始地址0x1000开始给他分配，一直分配到地址0x100A，如果再要求得到22个字节，那么就分配到0x1020。

这种因为用户主动请求而划分出来的内存区域，叫做 Heap（堆）。它由起始地址开始，从低位（地址）向高位（地址）增长。Heap 的一个重要特点就是不会自动消失，必须手动释放，或者由垃圾回收机制来回收。

除了 Heap 以外，其他的内存占用叫做 Stack（栈）。简单说，Stack 是由于函数运行而临时占用的内存区域。

int main() { int a = 2; int b = 3;}上面代码中，系统开始执行main函数时，会为它在内存里面建立一个帧（frame），所有main的内部变量（比如a和b）都保存在这个帧里面。main函数执行结束后，该帧就会被回收，释放所有的内部变量，不再占用空间。

如果函数内部调用了其他函数，会发生什么情况？

int main() { int a = 2; int b = 3; return add_a_and_b(a, b);}上面代码中，main函数内部调用了add_a_and_b函数。执行到这一行的时候，系统也会为add_a_and_b新建一个帧，用来储存它的内部变量。也就是说，此时同时存在两个帧：main和add_a_and_b。一般来说，调用栈有多少层，就有多少帧。