寄存器、内存操作

一、通用寄存器结构

32 位通用寄存器共有 8 个，每个 32 位寄存器的低 16 位又可作为 16 位寄存器使用。
其中 AX、CX、DX、BX 这四个 16 位寄存器，还能进一步拆分成两个 8 位寄存器（高 8 位和低 8 位）。

寄存器			编号（二进制）	编号（十进制）
32位	16位	8位
EAX	AX	AL	000	0
ECX	CX	CL	001	1
EDX	DX	DL	010	2
EBX	BX	BL	011	3
ESP	SP	AH	100	4
EBP	BP	CH	101	5
ESI	SI	DH	110	6
EDI	DI	BH	111	7

结构关系示意图：

3116 150 EAX ECX EDX EBX ESP EBP ESI EDI	→	15 0 AX CX DX BX SP BP SI DI		158 70 AH AL CH CL DH DL BH BL

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二、MOV 指令详解

格式：MOV 目标操作数, 源操作数
作用：将源操作数的值拷贝到目标操作数。

所有合法形式（r = 通用寄存器，m = 内存单元，imm = 立即数）：

MOV r/m8,  r8
MOV r/m16, r16
MOV r/m32, r32
MOV r8,  r/m8
MOV r16, r/m16
MOV r32, r/m32
MOV r8,  imm8
MOV r16, imm16
MOV r32, imm32

使用规则：

1. 源操作数可以是立即数、通用寄存器、段寄存器、内存单元。
2. 目标操作数可以是通用寄存器、段寄存器、内存单元。
3. 两个操作数的宽度必须一致。
4. 源操作数和目标操作数不能同时为内存单元。

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三、常用运算指令语法

以下列出 ADD、SUB、AND、OR、XOR、NOT 所有合法形式，练习时务必逐条在调试器中验证。

ADD（加法）：

ADD AL, imm8
ADD AX, imm16
ADD EAX, imm32
ADD r/m8, imm8
ADD r/m16, imm16
ADD r/m32, imm32
ADD r/m16, imm8
ADD r/m32, imm8
ADD r/m8, r8
ADD r/m16, r16
ADD r/m32, r32
ADD r8, r/m8
ADD r16, r/m16
ADD r32, r/m32

SUB（减法）：

SUB AL, imm8
SUB AX, imm16
SUB EAX, imm32
SUB r/m8, imm8
SUB r/m16, imm16
SUB r/m32, imm32
SUB r/m16, imm8
SUB r/m32, imm8
SUB r/m8, r8
SUB r/m16, r16
SUB r/m32, r32
SUB r8, r/m8
SUB r16, r/m16
SUB r32, r/m32

AND（与）：

AND AL, imm8
AND AX, imm16
AND EAX, imm32
AND r/m8, imm8
AND r/m16, imm16
AND r/m32, imm32
AND r/m16, imm8
AND r/m32, imm8
AND r/m8, r8
AND r/m16, r16
AND r/m32, r32
AND r8, r/m8
AND r16, r/m16
AND r32, r/m32

OR（或）：

OR AL, imm8
OR AX, imm16
OR EAX, imm32
OR r/m8, imm8
OR r/m16, imm16
OR r/m32, imm32
OR r/m16, imm8
OR r/m32, imm8
OR r/m8, r8
OR r/m16, r16
OR r/m32, r32
OR r8, r/m8
OR r16, r/m16
OR r32, r/m32

XOR（异或）：

XOR AL, imm8
XOR AX, imm16
XOR EAX, imm32
XOR r/m8, imm8
XOR r/m16, imm16
XOR r/m32, imm32
XOR r/m16, imm8
XOR r/m32, imm8
XOR r/m8, r8
XOR r/m16, r16
XOR r/m32, r32
XOR r8, r/m8
XOR r16, r/m16
XOR r32, r/m32

NOT（取反）：

NOT r/m8
NOT r/m16
NOT r/m32

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四、内存基础

1. 寄存器与内存的区别

• 寄存器：位于 CPU 内部，数量少，执行速度快，价格昂贵。
• 内存：位于主板，速度相对较慢，成本低，容量大。
• 本质相同：都是定宽的、用于存储 0/1 数据的容器。
• 常用寄存器：EAX、ECX、EDX、EBX、ESP、EBP、ESI、EDI（均为 32 位）。

2. 计量单位

BYTE     字节  = 8 bits
WORD     字    = 16 bits (2 字节)
DWORD    双字  = 32 bits (4 字节)

1 KB = 1024 BYTE
1 MB = 1024 KB
1 GB = 1024 MB

3. 内存编号与寻址

• 内存单元数量巨大，无法逐一命名，因此用 编号（地址） 标识。
• 每个编号对应 1 个字节（8 bits）的内存空间。
• CPU 是 32 位或 64 位，指的是 地址编号的宽度，而非寄存器的宽度。
• 32 位地址总线能表示的范围：0x00000000 ~ 0xFFFFFFFF，共 0xFFFFFFFF + 1 = 4 GB。

内存编号示意图：
0x00000000
0x00000001
0x00000002
...
...
0xFFFFFFFF

4. 内存读写语法

关键点：

• 用 [ ] 表示地址（区别于立即数）。
• 必须指定读写宽度：byte（1字节）、word（2字节）、dword（4字节）。
• ptr 指明后面是一个地址（指针）。
• ds 是段寄存器前缀（现阶段固定写法，暂不深究）。
• 练习时地址建议使用 ESP 指向的栈区域，不要随意指定（部分内存受保护，不可直接读写）。

写入内存：

MOV DWORD PTR DS:[0x0012FFC4], 0x12345678

读取内存到寄存器：

MOV EAX, DWORD PTR DS:[0x0012FFD0]

其他宽度示例：

MOV BYTE PTR DS:[0x0012FFC4], 0xAB       ; 写 1 字节
MOV WORD PTR DS:[0x0012FFC4], 0xABCD     ; 写 2 字节

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五、课后作业

练习目的：深刻理解寄存器、内存单元与数据宽度。

1. MOV 指令全部形式
2. ADD、SUB、AND、OR、XOR 指令全部形式
3. NOT 指令全部形式

提示：地址选择 ESP 附近的值以避免访问违规。