x86汇编语言：从实模式到保护模式（第2版）

《x86汇编语言：从实模式到保护模式》第二版修改方向1，在书的前面添加基础性的内容，用来说明汇编语言的由来和必要性，说明汇编语言编程的特点，以期平滑自然地进入汇编语言主题。2，原书中对指令系统及x86指令格式的描述过于简略，此版增补这部分内容；3，读者普遍反映第14章太难太紧凑，此版将相关内容拆分，降低学习的难度；4，整个保护模式部分以现在的观点来看，内容组织不够合理，予以重新组织，配书代码重新编写和组织；5，原书中有模糊的错误的表述，此版予以更正。

李忠，主要出版著作《穿越计算机的迷雾》《x86汇编语言：从实模式到保护模式》《穿越计算机的迷雾（第2版）》《C语言非常道》等。

目 录
第1部分 预备知识
第1章 十六进制计数法 002
1.1 二进制计数法回顾 002
1.1.1 关于二进制计数法 002
1.1.2 二进制到十进制的转换 003
1.1.3 十进制到二进制的转换 003
1.2 十六进制计数法 004
1.2.1 十六进制计数法的原理 004
1.2.2 十六进制到十进制的转换 005
1.2.3 十进制到十六进制的转换 005
1.2.4 为什么需要十六进制 006
1.3 使用Windows计算器方便你的学习过程 007
本章习题 008
第2章 计算机和汇编语言 009
2.1 用电表示数字 009
2.2 二进制加法机 010
2.3 具有记忆功能的器件——寄存器 011
2.4 带寄存器的加法机 013
2.5 能做四则运算的机器 014
2.6 机器指令 015
2.7 内存 017
2.8 自动计算 021
2.9 处理器 023
2.10 汇编语言的诞生 025
本章习题 027
第3章 分段机制和逻辑地址 028
3.1 寄存器和字长 028
3.2 内存访问和字节序 029
3.3 古老的INTEL 8086处理器 030
3.3.1 8086的通用寄存器 030
3.3.2 程序的重定位难题 031
3.3.3 逻辑地址 034
3.3.4 8086的内存分段机制 036
本章习题 040
第4章 汇编语言和汇编软件 041
4.1 汇编语言程序 041
4.2 NASM编译器 043
4.2.1 NASM的下载和安装 043
4.2.2 代码的书写和编译过程 044
4.2.3 用HexView观察编译后的机器代码 047
4.3 配书文件包的下载和使用 048
本章习题 049
第2部分 实模式
第5章 虚拟机的安装和使用 051
5.1 计算机的启动过程 051
5.1.1 如何将编译好的程序提交给处理器 051
5.1.2 计算机的加电和复位 052
5.1.3 基本输入输出系统 052
5.1.4 硬盘及其工作原理 054
5.1.5 一切从主引导扇区开始 055
5.2 创建和使用虚拟机 056
5.2.1 别害怕，虚拟机是软件 056
5.2.2 下载和安装Oracle VM VirtualBox 057
5.2.3 虚拟硬盘简介 058
5.2.4 练习使用FixVhdWr工具向虚拟硬盘写数据 059
第6章 编写主引导扇区代码 063
6.1 本章代码清单 063
6.2 欢迎来到主引导扇区 063
6.3 注释 064
6.4 在屏幕上显示文字 064
6.4.1 显卡和显存 064
5.4.2 初始化段寄存器 067
6.4.3 显存的访问和ASCII代码 067
6.4.4 显示字符 070
6.4.5 mov指令的格式 071
6.5 显示标号的汇编地址 072
6.5.1 标号 072
6.5.2 如何显示十进制数字 076
6.5.3 在程序中声明并初始化数据 077
6.5.4 分解数的各个数位 078
6.5.5 显示分解出来的各个数位 082
6.6 使程序进入无限循环状态 083
6.7 完成并编译主引导扇区代码 085
6.7.1 主引导扇区有效标志 085
6.7.2 代码的保存和编译 086
6.8 加载和运行主引导扇区代码 086
6.8.1 把编译后的指令写入主引导扇区 086
6.8.2 启动虚拟机观察运行结果 087
6.9 程序的调试技术 087
6.9.1 开源的Bochs虚拟机软件 087
6.9.2 Bochs下的程序调试入门 088
本章习题 094
第7章 相同的功能，不同的代码 095
7.1 代码清单7-1 095
7.2 跳过非指令的数据区 095
7.3 在数据声明中使用字面值 096
7.4 段地址的初始化 096
7.5 段之间的批量数据传送 097
7.6 使用循环分解数位 099
7.7 计算机中的负数 101
7.7.1 无符号数和有符号数 101
7.7.2 处理器视角中的数据类型 104
7.8 数位的显示 107
7.9 其他标志位和条件转移指令 108
7.9.1 奇偶标志位PF 108
7.9.2 进位标志CF 109
7.9.3 溢出标志OF 109
7.9.4 现有指令对标志位的影响 110
7.9.5 条件转移指令 111
7.10 NASM编译器的$和$$标记 113
7.11 观察运行结果 114
7.12 本章程序的调试 114
7.12.1 调试命令“n”的使用 114
7.12.2 调试命令“u”的使用 115
7.12.3 用调试命令“info”查看标志位 117
本章习题 118
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第8章 比高斯更快的计算 119
8.1 从1加到100的故事 119
8.2 代码清单8-1 119
8.3 显示字符串 119
8.4 计算1到100的累加和 120
8.5 累加和各个数位的分解与显示 121
8.5.1 栈和栈段的初始化 121
8.5.2 分解各个数位并压栈 121
8.5.3 出栈并显示各个数位 124
8.5.4 进一步认识栈 125
8.6 程序的编译和运行 127
8.6.1 观察程序的运行结果 127
8.6.2 在调试过程中查看栈中内容 127
8.7 8086处理器的寻址方式 128
8.7.1 寄存器寻址 129
8.7.2 立即寻址 129
8.7.3 内存寻址 129
本章习题 134
第9章 硬盘和显卡的访问与控制 135
9.1 本章代码清单 136
9.2 用户程序的结构 136
9.2.1 分段、段的汇编地址和段内汇编地址 136
9.2.2 用户程序头部 140
9.3 加载程序（器）的工作流程 142
9.3.1 初始化和决定加载位置 142
9.3.2 准备加载用户程序 143
9.3.3 外围设备及其接口 145
9.3.4 I/O端口和端口访问 146
9.3.5 通过硬盘控制器端口读扇区数据 148
9.3.6 过程调用 151
9.3.7 加载用户程序 156
9.3.8 用户程序重定位 157
9.3.9 将控制权交给用户程序 161
9.3.10 8086处理器的无条件转移指令 161
9.4 用户程序的工作流程 164
9.4.1 初始化段寄存器和栈切换 164
9.4.2 调用字符串显示例程 165
9.4.3 过程的嵌套 165
9.4.4 屏幕光标控制 166
9.4.5 取当前光标位置 167
9.4.6 处理回车和换行字符 168
9.4.7 显示可打印字符 169
9.4.8 滚动屏幕内容 169
9.4.9 重置光标 170
9.4.10 切换到另一个代码段中执行 170
9.4.11 访问另一个数据段 171
9.5 编译和运行程序并观察结果 171
本章习题 172
第3部分 保护模式
第10章 中断和动态时钟显示 174
10.1 外部硬件中断 175
10.1.1 非屏蔽中断 176
10.1.2 可屏蔽中断 176
10.1.3 实模式下的中断向量表 178
10.1.4 实时时钟、CMOS RAM和BCD编码 179
10.1.5 实时时钟RTC的中断信号 181
10.1.6 代码清单10-1 185
10.1.7 初始化8259、RTC和中断向量表 185
10.1.8 使处理器进入低功耗状态 187
10.1.9 实时时钟中断的处理过程 187
10.1.10 代码清单10-1的编译和运行 190
10.2 内部中断 191
10.3 软中断 191
10.3.1 BIOS中断 192
10.3.2 代码清单10-2 193
10.3.3 从键盘读字符并显示 193
10.3.4 代码清单10-2的编译和运行 194
本章习题 194
第11章 32位x86处理器编程架构 195
11.1 IA-32架构的基本执行环境 195
11.1.1 寄存器的扩展 195
11.1.2 基本的工作模式 198
11.1.3 线性地址和分页 199
11.2 现代处理器的结构和特点 200
11.2.1 流水线 200
11.2.2 高速缓存 201
11.2.3 乱序执行 201
11.2.4 寄存器重命名 202
11.2.5 分支目标预测 203
11.3 32位处理器的寻址方式 204
第12章 进入保护模式 206
12.1 代码清单12-1 207
12.2 全局描述符表 207
12.3 存储器的段描述符 208
12.4 安装存储器的段描述符并加载GDTR 213
12.5 关于第21条地址线A20的问题 215
12.6 保护模式下的内存访问 216
12.7 程序的运行和调试 221
12.7.1 运行程序并观察结果 221
12.7.2 处理器刚加电时的段寄存器状态 222
12.7.3 设置PE位后的段寄存器状态 224
12.7.4 加载段寄存器DS之后的状态 225
12.7.5 查看全局描述符表GDT 225
12.7.6 查看控制寄存器的内容 226
本章习题 226
第13章 操作数和有效地址的尺寸 227
13.1 代码清单13-1 227
13.2 INTEL 80286处理器的16位保护模式 227
13.3 指令的操作尺寸 228
13.3.1 16位操作尺寸 228
13.3.2 32位操作尺寸 229
13.3.3 默认操作尺寸 229
13.3.4 操作尺寸反转前缀 232
13.3.5 编译时的操作尺寸 234
13.4 清空流水线并串行化处理器 235
13.5 有效地址尺寸和内存访问 237
13.6 一般指令在32位操作尺寸下的扩展 239
本章习题 241
第14章 存储器的保护 243
14.1 代码清单14-1 243
14.2 进入32位保护模式 243
14.2.1 话说mov ds,ax和mov ds,eax 243
14.2.2 创建GDT并安装段描述符 244
14.3 修改段寄存器时的保护 247
14.4 地址变换时的保护 249
14.4.1 代码段执行时的保护 249
14.4.2 数据访问时的保护 250
14.4.3 栈操作时的保护 251
14.5 使用别名访问代码段对字符排序 253
14.6 程序的编译和运行 256
本章习题 256
第15章 程序的动态加载和执行 257
15.1 本章代码清单 258
15.2 内核的结构、功能和加载 258
15.2.1 内核的结构 258
15.2.2 内核的加载 259
15.2.3 安装内核的段描述符 261
15.3 在内核中执行 265
15.4 用户程序的加载和重定位 267
15.4.1 用户程序的结构 267
15.4.2 计算用户程序占用的扇区数 268
15.4.3 简单的动态内存分配 270
15.4.4 段的重定位和描述符的创建 271
15.4.5 重定位用户程序内的符号地址 274
15.5 执行用户程序 278
15.6 代码的编译、运行和调试 279
本章习题 281
第16章 任务和特权级保护 282
16.1 任务的隔离和特权级保护 283
16.1.1 任务、任务的LDT和TSS 283
16.1.2 全局空间和局部空间 284
16.1.3 特权级保护概述 287
16.2 代码清单16-1 295
16.3 内核程序的初始化 295