认识汇编对了解内存和分析底层的一些内容非常有帮助。
一、简介
1.1. 编程语言的发展
机器语言：由0和1组成。
汇编语言（Assembly Language）：用符号代替了0和1，比机器语言便于阅读和记忆。
高级语言：C\C++\Java\Swift等，更接近人类自然语言。
如下图，将寄存器BX的内容送入寄存器AX，不同的语言所表示的方式也不同：
汇编语言与机器语言一一对应，每一条机器指令都有与之对应的汇编指令。
汇编语言可以通过编译得到机器语言，机器语言可以通过反汇编得到汇编语言。
高级语言可以通过编译得到汇编语言\机器语言，但汇编语言\机器语言几乎不可能还原成高级语言。
1.2. 汇编语言特点
- 可以直接访问、控制各种硬件设备，比如存储器、CPU等，能最大限度地发挥硬件的功能。
- 汇编指令是机器指令的助记符，同机器指令一一对应。每一种CPU都有自己的机器指令集\汇编指令集，所以汇编语言不具备可移植性。
- 不区分大小写，比如mov和MOV是一样的。
- 知识点过多，开发者需要对CPU等硬件结构有所了解，不易于编写、调试、维护。
采用高级语言C++和汇编语言编写同一个功能时，最终形成的可执行文件大小可能会相差很大（因为C++需要链接很多库）。例如，将a + b的结果赋值给c，然后在屏幕上打印c的结果：
1.3. 汇编语言的用途
为什么要学习汇编语言（它的用途是什么）？
编写驱动程序、操作系统（比如Linux内核的某些关键部分）
对性能要求极高的程序或者代码片段，可与高级语言混合使用（内联汇编）
软件安全
病毒分析与防治
逆向\加壳\脱壳\破解\外挂\免杀\加密解密\漏洞\黑客
是理解整个计算机系统的最佳起点和最有效途径
为编写高效代码打下基础（可以直接看到代码是如何操作内存的，进而反映出代码的执行效率）
弄清代码的本质（很多理论和说法是错误的），例如：
sizeof是一个函数么？++a + ++a + ++a，这行代码的执行结果是什么？switch和if的效率究竟谁高？为什么？- ……
1.4. 汇编语言的种类
目前讨论比较多的汇编语言有：
8086汇编（8086处理器是16bit的CPU）
Win32汇编
Win64汇编
AT&T汇编（Mac、iOS模拟器）
ARM汇编（嵌入式、iOS设备）
……
入门建议先从学些8086汇编开始，因为8086汇编结构简洁、经典。参考书籍：王爽《汇编语言》。
二、内存
要想学好汇编语言，首先要对CPU和内存等硬件结构有一定的了解。在学习汇编语言过程中，遇到的绝大部分指令都是跟内存、CPU有关的。
如下图是软件\程序的执行过程：
2.1. 总线
每一个CPU芯片都有许多管脚，这些管脚和总线相连，CPU通过总线跟外部器件进行交互。
总线是一根根导线的集合，分为地址总线、数据总线、控制总线。
内存由很多单元组成，每一个内存单元都有一个物理地址。如下图，CPU从内存的3号单元读取数据：CPU通过地址线找到内存的3号单元，再通过控制线获知当前的指令是向内存读取数据，此时通过数据线把内存的3号单元存储的数据返回到CPU。
数字电路中，把电压的高低用逻辑电平来表示。逻辑电平包括高电平和低电平这两种。计算机信号使用的是数字电路信号，由0和1组成，高电平代表1，低电平代表2。如下图，总线宽度（线路条数）是3，一根线只能发送0或1信号，3条线就可以发送$2^3$种组合信号。
地址总线：内存寻址
- 它的宽度决定了CPU的寻址能力（能找到的最大地址）
- 8086的地址总线宽度是20，所以寻址能力是1M（ $2^{20}$ ）
数据总线：数据传输
- 它的宽度决定了CPU的单次数据传送量，也就是数据传送速度
- 8086的数据总线宽度是16，所以单次最大传递2个字节的数据（每条线代表1bit，16条线就是16bit，1B = 8bit）
控制总线：读写命令
- 它的宽度决定了CPU对其他器件的控制能力、能有多少种控制
8088的数据总线宽度是8，8086的数据总线宽度是16，分别向内存中写入89D8H（H是Hex的缩写，代表的是十六进制，是汇编语言中表示进制的一种方式，不区分大小写）。8088需要传送两次数据，而8086只需要一次就可以把数据传输完成。
思考与练习：
2.2. 存储器
各类存储器的逻辑连接情况：
所有的内存单元都有唯一的地址，叫做物理地址。
各类存储器的物理地址情况：
- 内存地址空间的大小受CPU地址总线宽度的限制。8086的地址总线宽度为20，可以定位$2^{20}$个不同的内存单元（内存地址范围
0x00000~0xFFFFF），所以8086的内存空间大小为1MB。 0x00000~0x9FFFF：主存储器。可读可写。0xA0000~0xBFFFF：向显存中写入数据，这些数据会被显卡输出到显示器。可读可写。0xC0000~0xFFFFF：存储各种硬件\系统信息。只读。
下图是各类存储器的逻辑连接 - 物理地址对应图：
2.3. 寻址方式
CPU访问内存单元时，要给出内存单元的地址。8086有20位地址总线，可以传送20位的地址，1M的寻址能力。但它又是16位结构的CPU，它内部能够一次性处理、传输、暂时存储的地址为16位。如果将地址从内部简单地发出，那么它只能送出16位的地址，表现出来的寻址能力只有64KB。
8086采用一种在内部用2个16位地址合成的方法来生成1个20位的物理地址。
地址是用十六进制表示的，而16的十六进制是10，所以段地址 X 16转换成十六进制就是段地址 X 10H。
2.4. 内存的分段管理
8086是用“起始地址（段地址×16） + 偏移地址 = 物理地址”的方式给出物理地址。为了开发方便，我们可以采取分段的方法来管理内存，比如：
- 地址10000H~100FFH的内存单元组成一个段，该段的起始地址为10000H，段地址为1000H，大小为100H
- 地址10000H
1007FH、10080H100FFH的内存单元组成2个段，它们的起始地址为：10000H和10080H，段地址为1000H和1008H，大小都为80H
偏移地址为16位，16位地址的寻址能力为64KB，所以一个段的长度最大为64KB。
注意：8086是一个特例，在32bit和64bit电脑上，内存地址都是直接输出的。