寄存器
寄存器基础
寄存器(Register)是 CPU 内部的高速存储器，用于临时存储指令、数据和地址。
与内存不同，寄存器就嵌在 CPU 内部，CPU 访问寄存器几乎零延迟，而访问内存则需要几十到几百个时钟周期。
在汇编语言中，绝大多数运算都是围绕寄存器展开的——数据从内存加载到寄存器，在寄存器中完成运算，再将结果存回内存。
一个典型的 CPU 由运算器、控制器、寄存器等器件构成，通过内部总线相连。
| 部件 | 作用 |
|---|---|
| 运算器 | 进行信息处理（加减乘除、逻辑运算） |
| 寄存器 | 临时存储信息 |
| 控制器 | 协调各器件工作 |
CPU 的五阶段流水线（理解 CPU 工作原理）：
- 取指令（Fetch）— 从内存取出指令
- 指令译码（Decode）— 解析操作码
- 执行指令（Execute）— 运算
- 访存取数（Memory Access）— 读写内存
- 结果写回（Write Back）— 写入寄存器
8086 CPU 共有 14 个寄存器，全部为 16 位：
- 通用寄存器：AX、BX、CX、DX
- 变址寄存器：SI、DI
- 指针寄存器：SP、BP
- 指令指针寄存器：IP
- 段寄存器：CS、DS、SS、ES
- 标志寄存器：PSW（FLAGS）
通用寄存器
AX / BX / CX / DX 这 4 个寄存器可以分拆成两个独立的 8 位寄存器：
| 16 位 | 高 8 位 | 低 8 位 |
|---|---|---|
| AX | AH | AL |
| BX | BH | BL |
| CX | CH | CL |
| DX | DH | DL |
8086 可处理两种数据宽度：
| 名称 | 大小 | 存放位置 |
|---|---|---|
| 字节（byte） | 8 位 | 8 位寄存器，如 AL |
| 字（word） | 16 位 = 2 字节 | 16 位寄存器，如 AX |
小端模式（Little Endian）： 8086 采用小端存储——低地址存放低字节，高地址存放高字节。
类比 Rust：x86 平台上
u16::to_le_bytes()就是小端顺序。
AX — 累加寄存器
乘法/除法的结果存入 AX（以及 DX）；函数调用的返回值通常存入 AX。
; 乘法后结果在 AX（16位结果）或 DX:AX（32位结果）
mov ax, 10
mov bx, 20
mul bx ; AX = 10 * 20 = 200（无符号乘法）
; 除法
mov ax, 200
mov bl, 10
div bl ; AL = 商(20)，AH = 余数(0)BX — 寻址寄存器
BX 可用于内存寻址：[bx] 以 BX 作为偏移地址访问内存（DS 提供段地址）。
mov bx, 2
add bx, bx ; bx = 4
mov ax, bx
; 用 bx 寻址
mov bx, 0
mov ax, [bx] ; 读取 DS:0 处的字CX — 计数寄存器
CX 专用于 loop 循环计数：
; 计算 1+2+...+10
mov cx, 10 ; 循环 10 次
mov ax, 0
mov bx, 0
s: add bx, cx ; bx = bx + cx
loop s ; cx--，若 cx≠0 跳回 s
; 循环结束后 bx = 55DX — 高位/余数寄存器
- 乘法：高 16 位结果存入 DX（DX:AX 存放 32 位结果）
- 除法：余数存入 DX（16 位除法时）
段寄存器（CS / DS / SS / ES）
段寄存器存放段地址，配合偏移地址访问内存。
| 段寄存器 | 全称 | 用途 |
|---|---|---|
| CS | Code Segment | 代码段，与 IP 配合指向当前指令 |
| DS | Data Segment | 数据段，mov ax, [bx] 默认使用 DS |
| SS | Stack Segment | 栈段，与 SP 配合指向栈顶 |
| ES | Extra Segment | 附加段，串操作的目标地址 |
; 显式指定段寄存器前缀
mov cs:[xxx], ax
mov ds:[xxx], ax
mov ss:[xxx], ax
mov es:[xxx], axWindows 平坦模式说明： 现代 Windows 使用平坦内存模型（Flat Memory），段寄存器的值都为 0，直接用偏移地址定位内存（32/64 位偏移）。本书基于 8086 的分段模式，理解这个差异有助于读懂逆向工程中的反汇编代码。
偏移/索引寄存器
BP / SP / SI / DI 这 4 个寄存器存放段内偏移量，配合段寄存器访问内存。
| 寄存器 | 全称 | 常用场景 | 默认段 |
|---|---|---|---|
| SP | Stack Pointer | 始终指向栈顶 | SS |
| BP | Base Pointer | 访问栈帧中的局部变量和函数参数 | SS |
| SI | Source Index | 源字符串地址（串操作） | DS |
| DI | Destination Index | 目标字符串地址（串操作） | ES |
SP — 栈顶指针
SP 始终指向栈顶，push 时 SP-=2，pop 时 SP+=2（栈从高地址向低地址生长）。
类比 Rust：Rust 函数调用时，编译器生成的汇编代码会用 RSP（64 位的 SP）管理调用栈。
BP — 栈帧基址寄存器
[bp-xx] 访问局部变量，[bp+xx] 访问函数参数：
; 进入函数时的经典序言（prologue）
push bp ; 保存上一个帧的 bp
mov bp, sp ; bp 指向当前栈帧
; [bp+6] = 第一个参数，[bp-2] = 第一个局部变量SI / DI — 字符串源/目标寄存器
常配合 rep movsb 实现内存复制：
; 复制字符串（源→目标）
mov cx, 11 ; 字符串长度
rep movsb ; 重复：(ES:DI) = (DS:SI)，SI++，DI++物理地址的计算
CPU 访问内存单元时需要使用内存地址,所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间.
8086 CPU 有 20 位地址总线，但内部寄存器只有 16 位。通过地址加法器将两个 16 位地址合成 20 位物理地址：
物理地址 = 段地址*16 + 偏移地址
段地址 × 16 等同于将段地址左移 4 位（十六进制左移一位）。
同一物理地址可由不同段地址+偏移表示：
| 物理地址 | 段地址 | 偏移地址 |
|---|---|---|
| 21F60H | 2000H | 1F60H |
| 21F60H | 2100H | 0F60H |
| 21F60H | 21F0H | 0060H |
| 21F60H | 21F6H | 0000H |
最大寻址范围： 偏移地址 16 位，变化范围 0~FFFFH，即每个段最多寻址 64KB。
CS 和 IP：最关键的寄存器
CS:IP 始终指向 CPU 下一条要执行的指令：
CS（Code Segment）：代码段地址IP（Instruction Pointer）：指令偏移地址
任意时刻，CPU 把 CS:IP 指向的内容当做指令执行。
修改 CS:IP
jmp 段地址:偏移地址 ; 同时修改 CS 和 IP
; 如 jmp 2000:0 → CS=2000H，IP=0000H
jmp ax ; 只修改 IP，IP = (ax) 的值
; 执行前: ax=1000H → 执行后: IP=1000Hmov 和 add 指令
语法: 指令 目的操作数, 源操作数
- MOV 指令相当于“赋值”操作。
- ADD 指令相当于“加法并赋值”操作。
| 汇编指令 | 控制CPU完成的操作 | 用高级语言的语法描述 |
|---|---|---|
| mov ax, 18 | 将 18 送入 AX | AX = 18 |
| mov ah, 78 | 将 78 送入 AH(AX 的高 8 位) | AH = 78 |
| add ax, 8 | 将寄存器 AX 中的数值加上 8 | AX = AX + 8 |
| mov ax, bx | 将寄存器 BX 中的数据送入寄存器 AX | AX = BX |
| add ax, bx | 将 AX, BX 中的内容相加，结果存在 AX 中 | AX = AX + BX |
- AX 是 16 位寄存器，而 AH 是 AX 的高 8 位。
- 汇编指令不区分大小写。
Debug 命令详解
Debug 是 DOS/Windows 提供的调试工具，可以在机器码级别跟踪程序执行。
| 命令 | 作用 | 示例 |
|---|---|---|
-r | 查看所有寄存器 | -r |
-r 寄存器 | 修改某个寄存器的值 | -r ax → 输入新值 |
-d 段:偏移 | 查看内存（默认 128 字节） | -d 1000:0 |
-d 段:起止 | 查看指定范围内存 | -d 1000:0 1f |
-e 地址 数据... | 修改内存内容 | -e 1000:0 11 22 33 |
-u 地址 | 反汇编（机器码→汇编） | -u cs:0 |
-t | 单步执行一条指令 | -t |
-a 地址 | 以汇编格式写入指令 | -a 1000:0 |
