随着计算机技术的不断发展，高级语言的出现让我们编程越来越轻松，但是对于一些需要对计算机底层有深刻理解的领域，比如操作系统、驱动程序、编译器等，对汇编语言的掌握是非常必要的。汇编语言是机器语言的一种抽象，可以直接对硬件进行操作，因此在程序的高效性和性能方面具有极大的优势。而同时也因为其编写难度大，相对高级语言存在更高的门槛。

本文将向大家介绍汇编语言的入门知识，助力初学者轻松编写底层程序。

一、计算机内部组成结构

在介绍汇编语言之前，我们需要先了解计算机内部的组成结构，包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备，其中以 CPU 当做计算机的心脏，CPU 通过总线（BUS）和内存、I/O设备进行数据和指令的传输。CPU 是分为几个大模块的，包括运算器（ALU）、控制器（CU）、寄存器、计时器等等。在这里博主就不对其详细介绍，可自行搜索。

二、汇编语言概述

汇编语言是为机器语言服务的，提供了一种指令集，使我们能够使用更符合人的逻辑的方式来操作机器。本质上讲，汇编语言语法规则简单，因此编写起来并不是特别困难，但是要熟练掌握并写出高效的汇编程序，需要对硬件底层有深刻理解。我们可以把汇编语言的语法比作乐曲的谱曲。

我们先以汇编语言初学者人人都用过的汇编程序“Hello, World!”为例，看看它在汇编层面的细节。

```

section .data ; Data segment

msg db 'Hello, World!',0 ; This is the message we will print

section .text ; Code segment

global _start ; Declaration of the entry point

_start: ; Entry point

; write(1, msg, 13) ; system call

mov edx,13 ; byte size

mov ecx,msg ; message to write

mov ebx,1 ; file descriptor (stdout)

mov eax,4 ; system call for sys_write

int 0x80 ; call kernel

; exit(0) ; system call

mov eax,1 ; system call for sys_exit

xor ebx,ebx ; return 0 for success

int 0x80 ; call kernel

```

代码中我们看到section是把程序划分了若干个属于自己的段（data、text、bss等），以方便程序进行链接和执行（类似于C语言中的作用域）。通常情况下，.data段是用来放需要初始化的数据，.bss段是用来放需要预留空间的数据（比如全局变量），.text段是用来放程序的指令代码。

在代码的上方，我们发现了msg db 'Hello, World!',0 语句。其中,db代表定义一个字节类型的数据，'Hello, World!'是字符串的字面值，0是结束符。这意味着，该消息将在它的长度后面有一个空字节的空间。在这里，关键是使用0代表这是终止符号。因为字节0不能在文本字符串字面值中出现，没有任何警告。而对于一些不需要初始化的变量，我们可以使用resb，resw，resd来分别预留一个字节，两字节、四字节的空间。

在代码中我们看到有两次“mov eax, 1; int 0x80”的指令，这里的eax就是一个寄存器，用于存储返回值。int 0x80此时触发了一个中断，进入操作系统内核（如 linux）。所以当我们调用汇编程序时，由于程序执行流程在操作系统内核建立了一个“系统中断”，所以操作系统把自己挂起了，进入了一个“敏感”状态。至于其他的技术细节，可以参见linux系统编程类书籍，这里就不过多赘述了。

三、汇编语言中的常见语法

1. 操作数

每一指令都有一个或多个操作数，这些操作数位于指令操作码以后位置。操作数可以是数据、存储器或寄存器中的数据，或者是它们之间的运算结果。在x86中，有8位及16位的操作数，分别称0号组和1号组。

2. 存储器

存储器是内存中可分配和存储数据的空间，由许多个地址单元组成，从地址0开始。mov [这里是地址], [这里是数值]。中括号括起来的标语表示你访问的内存地址。

3. 寄存器

寄存器是内置的存储操作数的地方，用于存储操作数、操作地址等等。在x86平台上有16个16位数字的通用寄存器，用于各种不同目的。可以使用mov，add等指令将数据加载到寄存器中，也可以从寄存器中卸载数据，例如使用mov [这里是地址], 预定义寄存器（相对应的寄存器名eax，ebx等）。

四、练习及小结

编写汇编语言程序的前期准备就是调整好代码编辑器的环境。我们建议大家使用VIM、Emacs等命令行方式的代码编辑器。在此不进行赘述，在互联网上有许多详细的教程，可以供大家参考和学习。

好了，我们在此就先带大家练习一个计算0~100的整数之和的程序，语言是汇编。

```

section .data

result dd 0 ; 存放最终结果的变量，dd代表doubleword，4个字节

section .text

global _start

_start:

mov ecx, 100

mov eax, 0

mov ebx, 0

sum:

add eax, ebx

add ebx, 1

loop sum

mov [result], eax

mov eax, 1

xor ebx, ebx

int 0x80

```

总的来说，学习汇编语言的确是一件让人望而生畏的事情，但是对于有志于从事要求底层技术理解的程序员来说，它的价值不言而喻。学习好汇编语言，不仅可以更好的理解计算机底层硬件的工作原理，还可以更快、更高效地编写代码。相信在未来的日子里，汇编语言的学习将会成为有些领域的必修知识。

注：以上代码笔者在Linux环境中编写并运行，Windows环境可能需要一些特定的操作系统调用。

本文只是初步入门，在后续的学习过程中会碰到更多、更复杂的应用场景。只要克服恐惧心理，一步步把知识体系建立起来，相信深入学习后就会发现其实汇编语言还是很有趣的。