Assembly part 1.

Ref: ASM tutorial

X86 CPU Architecture

X86-Registers and Addressing Modes.pdf

Register

General Purpose Register

暫存器	累加器	計數器	資料	基址	堆疊指標	棧基址指標	源變址	目標索引
64-bit	RAX	RCX	RDX	RBX	RSP	RBP	RSI	RDI
32-bit	EAX	ECX	EDX	EBX	ESP	EBP	ESI	EDI
16-bit	AX	CX	DX	BX	SP	BP	SI	DI
8-bit	AH AL	CH CL	DH DL	BH BL

• AX：累加器(Accumulator)，用於算術和運算。
• BX：基址寄存器(Base)，通常用於指向數組或數據區域。
• CX：計數器(Counter)，通常用於迴圈計數。
• DX：數據寄存器(Data, IO)，用於 I/O 操作。

text

4 個通用暫存器（AX、BX、CX、DX）由兩個獨立的 8 位元暫存器組成，
例如如果 AX= 00110000 00111001 b，則 AH= 00110000 b 且 AL= 00111001 b。
因此，當您修改任何 8 位元暫存器時，16 位元暫存器也會更新，反之亦然。
其他3個暫存器也是如此，「H」為高位，「L」為低位。

Segment Register : 區段寄存器

暫存器別名	暫存器	Size
程式區段暫存器	CS	16-bits
資料區段暫存器	DS	16-bits
額外區段暫存器	ES	16-bits
堆疊區段暫存器	SS	16-bits

• CS：代碼段寄存器，存儲代碼段的偏移地址。

• DS：數據段寄存器，存儲數據段的偏移地址。

• SS：堆棧段寄存器，存儲堆棧段的偏移地址。

• ES：額外段寄存器，通常用於額外數據段的偏移地址。

• 邏輯位址→線性位址（實際位置），公式是：「Segment Register * 0x10 + Offset」

段寄存器的特殊用途：段寄存器不同於通用寄存器，它們有一個特殊的用途，即指向可以存取的記憶體區塊。每個段寄存器都代表了一個記憶體段（memory segment），而不是單個數值。

與通用暫存器的結合：為了存取記憶體中的數據，你需要使用段寄存器與通用寄存器一起工作。例如，如果你想要訪問記憶體中的某個位置，比如物理位址12345h（十六進位），你應該將段寄存器DS設置為1230h，並將通用寄存器SI設置為0045h。這樣的組合可以用來計算實際的記憶體地址。

計算實體位址：8086處理器通過將段寄存器的值左移四位（乘以10h，也就是16），然後加上通用寄存器的值，來計算實際的記憶體位址。在上面的例子中，DS * 10h + SI 的結果將是12345h，這是你想要訪問的物理位址。

Pointer Register : 指標暫存器

暫存器別名	暫存器	預設的區段暫存器	Size (bits)
來源索引暫存器	ESI , SI		32 , 16
目的索引暫存器	EDI , DI		32 , 16
堆疊指標暫存器	ESP , SP	SS	32 , 16
基底指標暫存器	EBP , BP		32 , 16
程式指標暫存器	EIP , IP	CS	32 , 16

Flag

Flag	Function
Zero flag 零時旗標 :zero:	set to 1 if result =0 ,set to 0 otherwise.
Sign flag 負號	set to 1 if result <0 ,set to 0 otherwise.
Carry flag	Carry out of a binary operation.
Parity flag	set to 1 if the number of 1’s in a result is odd,set to 0 otherwise.
Overflow flag	set to 1 if there’s a 2’s came overflow
Half carry flag	Contains carry from the least sig Foour bits
Direction flag	STD set to 1 , CLD set to 0

Addressing modes

暫存器定址法

• 用暫存器的位址當作指令的位址，指令的位址由暫存器的位址決定。

EX:
  MOV AX,BX

立即定址法

• 把資料放在指令中，不需要去讀取記憶體中的資料。

EX:
  MOV AX,111b

直接定址法

• 直接給定資料的記憶體實際位址(物理位置)，直接讀取記憶體中的資料。

EX:
  MOV AX,[001H]

間接定址法

• 指令的運算元欄內的值為有效位址的位址值，故需做二次的記憶體讀取，以取得所需之資料。(有點類似C++指標)

EX:
  MOV AX,[BX]

基底定址法

• 使用基底暫存器(BX)加上位址偏移量(Offset)的方式來定址。

EX:
  MOV AX,[BX+0D5H]

索引定址法

• 索引定址法是以固定的地址加上索引暫存器(SI,DI)的值，來得出位置。(通常用於陣列)

EX:
  MOV AX,[0000H+SI]

基底索引定址法

• 基底索引定址法是以基底暫存器(BX)加上索引暫存器(SI,DI)的值，來得出位置。(通常用於2維陣列)

EX:
  MOV AX,[BX+SI+2]