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处理器依靠机器指令工作，但机器指令从形式上看都是一些没有规律的数字，难以书写、阅读和理解，这样就发明了汇编语言。本章的目标是：
1.进一步了解汇编语言的特点和“汇编”一词的由来；
2.学习如何创建汇编语言源程序；
3.下载NASM编译器，并学会用它来编译汇编语言源程序。
前面的章节里已经简单介绍过汇编语言及其产生的背景，所以我们知道，汇编语言提供了机器指令的人工可读形式，或者说助记形式，而且与机器指令是一一对应的。
另外，不同的处理器具有不同的指令集和指令的操作方式，并因此形成了不同的处理器架构，比如英特尔的x86架构和摩托罗拉68K架构。
因此，针对不同的处理器架构，汇编语言将提供不同的助记形式。实际上，即使是针对同一种处理器架构，也可能会有人使用本质上一样，但风格不同的助记形式。比如说，针对英特尔x86架构的处理器，就有AT＆T和INTEL公司自己的风格。在本书中，我们将采用英特尔风格的汇编语言助记形式。
下面来看一下英特尔风格的汇编语言助记形式有什么特点。首先假设下面这些十六进制数字就是存放在内存中的8086机器指令：
对于大多数人来说，他们很难想象上面那一排数字对应着下面几条8086指令：
这就体现了使用汇编语言的好处。使用汇编语言，以上指令就可以写成：
对于那些有点英语基础的人来说，理解这些汇编语言指令并不困难。比如这句
首先，mov是move的简化形式，意思是“移动”或者“传送”。至于“ax”，很明显，指的就是寄存器AX。传送指令需要两个操作数，分别是目的操作数和源操作数，它们之间要用逗号隔开。在这里，AX是目的操作数，源操作数是3FH。汇编语言对指令的大小写没有特别的要求。所以，你完全可以这样写：
在很多高级语言中，如果要指示一个数是十六进制数，通常不采用在后面加“H”的做法，而是为它添加一个“0x”前缀，如
你可能想问一下，为什么会是这样，为什么会是“0x”？答案是不知道，不知道在什么时候，为什么就这样用了。这不得不让人怀疑，它肯定是一个非常随意的决定，并在以后形成了惯例。如果你知道确切的答案，不妨写封电子邮件告诉我。注意，为了方便，我们将在本书中采用这种形式。
在汇编语言中，使用十进制数是最自然的。因为3FH等于十进制数63，所以你可以直接这样写：
当然，如果你喜欢，也可以使用二进制数来这样写：
一定要看清楚，在那串“0”和“1”的组合后面，跟着字母“B”，以表明它是一个二进制数。
至于这句：
情况也是一样。add的意思是把一个数和另一个数相加。在这里，是把寄存器BX的内容和寄存器AX的内容相加。相加的结果在BX中，但AX的内容并不改变。
像上面那样，用汇编语言提供的符号书写的文本，叫作汇编语言源程序。为此，你需要一个字处理器软件，比如Windows记事本，来编辑这些内容。如图4-1所示，相信这些软件的使用都是你非常熟悉的。
图4-1 用Windows记事本来书写汇编语言源程序
有了汇编语言所提供的符号，这只是方便了你自己。相反地，对人类来说通俗易懂的东西，处理器是无法识别的。所以，还需要将汇编语言源程序转换成机器指令，这个过程叫作编译（Compile）。在编译的时候，汇编语言编译器的作用是将mov、add、ax、bx等这些符号组合起来，转换成类似于数值的机器指令，这个过程叫作汇编，这就是汇编语言的由来，也有人称之为组合语言。
编译肯定还需要依靠一个软件，称为编译器，或编译软件。因为如果需要人类自己去做，还费这周折干嘛。另外，想想看，一个帮助人类生产软件的工具，自己居然也是一个软件，这很有意思。
从字处理器软件生成的是汇编语言源程序文件。编译软件的任务是读取这些文件，将那些符号转变成二进制形式的机器指令代码。它把这些机器指令代码存放到另一个文件中，叫作二进制文件或者可执行文件，比如Windows里以“.exe”为扩展名的文件，就是可执行文件。当需要用处理器执行的时候，再加载到内存里。
因为汇编语言的助记形式取决于处理器架构及不同的风格，这就需要与之配套的汇编语言编译器。同时，就算是同一款编译器，由于需要运行在不同的平台（比如Windows和Linux）上，也会有不同的版本。
现存的汇编语言编译器有多种，用得比较多的有MASM、FASM、TASM、AS86、GASM等，每种汇编器都有自己的特色和局限性，特别是有些还需要付费才能使用。不同于前面所列举的这些，在本书中，我们用的是另一款叫作NASM的汇编语言编译器。
NASM的全称是Netwide Assembler，它是可免费使用的开源软件。下面是它的官方网站，从这里可以找到它的帮助和开发文档、源代码，以及DOS、Linux、MacOS、32位Windows、64位Windows下的安装包：
需要说明的是，你应该下载与自己平台相适应的版本，而且最好是下载最新版本。如果你是一个Linux用户，应该下载Linux版本；如果是Windows用户，应该下载Windows版本，而且还要区分是32位还是64位。
如图4-2所示，这是在笔者的机器上下载并安装NASM的截图。笔者的机器使用64位的INTEL x86处理器，操作系统是64位的Windows 10，所以选择/2.15.05/win64目录下的安装程序，即下载并执行nasm-2.15.05-installer-x64.exe这个可安装包。
如图4-2所示，在出现的安装界面中，可供选择的组件包括NASM汇编（编译）器和反汇编器模块、完整的NASM手册和用于将NASM集成到Visual Studio 2008的配置文件。
安装好NASM之后，还需要将其添加到系统默认的搜索路径中去，这样就可以在任何目录下使用它来编译汇编语言程序，否则只能在NASM的安装目录中运行汇编（编译）器来编译你的汇编语言程序。以Windows平台为例，如图4-3所示，可以在桌面上右击“此电脑”，然后在“高级”选项中单击“环境变量”，并对“Path”进行编辑，将NASM的安装目录添加进来。
图4-2 下载并安装NASM
图4-3 在Windows中编辑环境变量Path的内容
因为NASM可以运行在不同的操作系统平台上，但这本书的讲解无法兼顾所有平台，所以只能以用户较多的Windows平台为例来介绍。对于其他操作系统平台，其实也都大同小异，可以自行参考相关的资料。
在Windows平台上，和你已经司空见惯的其他应用程序不同，NASM在运行之后并不会显示一个图形用户界面。相反地，它只能通过命令行使用。
比如，我们可以用Windows记事本编写一个汇编语言源程序并予以保存，假定保存在D盘的MyAsm目录下，文件名为exam.asm。作为惯例，汇编语言源程序文件的扩展名是“.asm”，不过，你当然可以使用其他扩展名。
一旦有了一个源程序，下一步就是将它的内容编译成机器代码。为此你需要打开一个命令行窗口。比如在Windows 10中，你需要从启动菜单中选择“Windows系统”→“命令提示符”，或者直接按Windows徽标键+R，在弹出的“运行”对话框中输入cmd并回车。
接着，切换到你的工作目录（汇编语言程序所在的目录）。如图4-4所示，我们刚才是把源文件exam.asm保存在D盘的MyAsm目录下的，那么，编译这个文件的方法很简单，就是切换到这个目录，然后在命令行提示符后输入“nasm-f bin exam.asm-o exam.bin”并按下Enter键。
如图4-4所示，在编译之后我们用DIR命令查看文件，发现多一个“exam.bin”，这就是编译器生成的文件，它包含了处理器可以识别和执行的机器指令。
图4-4 在Windows命令行编译汇编语言程序
NASM需要一系列参数才能正常工作。-f参数的作用是指定输出文件的格式（Format）。这样，-f bin就是要求NASM生成的文件只包含“纯二进制”的内容。换句话说，除了处理器能够识别的机器代码，别的任何东西都不包含。这样一来，因为缺少操作系统所需要的加载和重定位信息，它就很难在Windows、DOS和Linux上作为一个普通的应用程序运行。不过，这正是本书所需要的。
紧接着，exam.asm是源程序的文件名，它是将要被编译的对象。
-o参数指定编译后输出（Output）的文件名。在这里，我们要求NASM生成输出文件exam.bin。
用来编写汇编语言源程序，Windows记事本并不是一个好工具。同时，在命令行编译源程序也令很多人迷糊。毕竟，很多年轻的朋友都是用着Windows成长起来的，他们缺少在DOS和UNIX下工作的经历。
为了写这本书，我一直想找一个自己中意的汇编语言编辑软件。互联网是个大宝库，上面有很多这样的工具软件，但大多都包含了太多的功能，用起来自然也很复杂。我的愿望很简单，能够方便地书写汇编指令即可，同时还具有编译功能。毕竟我自己也不喜欢在命令行和图形用户界面之间来回切换。
在经历了一系列的失望之后，我决定自己写一个。在本书第一版中，这个小程序叫Nasmide，但很多读者反映在Windows 10下不能运行，于是2020年重新编写了两个版本，一个是32位版本，名字叫Nasmide32，专为32位Windows而设计；一个是64版本，名字叫Nasmide64，专为64位Windows而设计。可以在64位的Windows上运行32位和64位版本，但32位版本只能运行在32位Windows上。这两个版本的程序已在配书文件包中更新，不过遗憾的是，它们并非是用汇编语言书写的。
现在，你可以双击Nasmide32.exe或者Nasmide64.exe来运行它（方便起见，我们以后统称为Nasmide软件）。如图4-5所示，这是新版的Nasmide软件，它的界面分为三个部分。顶端是菜单，可以用来新建文件、打开文件、保存文件或者调用NASM来编译当前文档。
图4-5 Nasmide程序的基本界面
中间最大的空白区域是编辑区，用来书写汇编语言源代码。原来的版本只能编辑一个文件，新版可以同时编辑多个文件。
窗口底部那个窄的区域是消息显示区。在编译当前文档时，不管是编译成功，还是发现了文档中的错误，都会显示在这里。
基本上，你现在已经可以在Nasmide里书写汇编语句了。不过，在此之前你最好先做一件事情。Nasmide只是一个文本编辑工具，它自己没有编译能力。不过不要紧，它可以在后台调用NASM来编译当前文档，前提是它必须知道NASM安装在什么地方。
为此，你需要在菜单上选择“选项”→“编译器路径名设置”来打开“选项设置”窗口。如图4-6所示，你需要指定NASM汇编器所在的路径，这个路径就是你在前面安装NASM时，指定的安装路径，包括可执行文件名nasm.exe。
图4-6 为Nasmide指定NASM编译器所在路径
不同于其他汇编语言编译器，NASM最让我喜欢的一个特点是允许在源程序中只包含指令，如图4-7所示。用过微软公司MASM的人都知道，在真正开始书写汇编指令前，先要穿靴戴帽，在源程序中定义很多东西，比如代码段和数据段等，弄了半天，实际上连一条指令还没开始写呢。
图4-7 NASM允许在源文件中只包含指令
如图4-7所示，用Nasmide程序编辑源程序时，它会自动在每行内容的左边显示行号。对于初学者来说，一开始可能会误以为行号也会出现在源程序中。不要误会，行号并非源程序的一部分，当保存源程序的时候，也不会出现在文件内容中。
让Nasmide显示行号，这是一个聪明的决定。一方面，我在书中讲解源程序时，可以说第几行到第几行是做什么用的；另一方面，当编译源程序的时候，如果发现了错误，错误信息中也会说明是第几行有错。这样，因为Nasmide显示了行号，所以就很容易快速找到出错的那一行。
在汇编源程序中，可以为每行添加注释。注释的作用是说明某条指令或者某个符号的含义和作用。注释也是源程序的组成部分，但在编译的时候会被编译器忽略。如图4-7所示，为了告诉编译器注释是从哪里开始的，注释需要以英文字母的分号“；”开始。
当源程序书写完毕之后，就可以进行编译了，方法是在Nasmide中选择菜单“文件”→“编译源文件”。这时，Nasmide将会在后台调用NASM来完成整个编译过程，不需要你额外操心。如图4-7所示，即使只有三行的程序也能通过编译。编译完成后，会在窗口底部显示一条消息。
◆ 检测点4.1
1.在你的计算机中启动Nasmide程序，输入图4-1中的三行代码，然后编译它们。看看消息显示区是否有编译成功的提示。
2.选择填空：指令mov ax，0xf 5fc中，“mov”指示这是一条（ ）指令，0xf 5fc是（ ）。指令执行后，寄存器AX中的内容是（ ）。
A.立即数 B.传送 C.0xf 5fc D.加法 E.0xfcf 5 F.寄存器
编译成功完成之后，将生成对应的二进制文件。尽管我们强调源文件和编译之后的文件具有不同的内容，但如果能用工具看一看，相信印象更为深刻。在前面下载的配书源码和工具里，有一个名为HexView的小程序，可以实现这个愿望。HexView用于打开任意一个文件，以十六进制的形式从头到尾显示它每字节的内容。
双击启动HexView，然后选择菜单“文件”→“打开文件以显示”，在文件选择对话框里找到你在4.1节里编辑并保存的源程序文件。如图4-8所示，文件选择之后，HexView程序将以十六进制的形式显示刚刚选择的文件。
图4-8 用HexView程序显示源程序文件的内容
在HexView中，文件的内容以十六进制的形式显示在窗口中间，以16字节为一行，字节之间以空白分隔，所以看起来很稀疏。如果文件较大的话，则会分成很多行。
作为对照，每字节还会以字符的形式显示在窗口右侧，如果它确实可显示为一个字符的话。如果该字节并非一个可以显示的字符，则显示一个替代的字符“.”。因为源程序中还有汉字注释，所以，如果细心的话，从图中可以算出每个汉字的编码是2字节，比如“将”字的编码是0xBD 0xAB。由于HexView是以单字节的形式来显示每个字符的，所以无法显示汉字。
左边的数字，是每行第一字节相对于文件头部的距离（偏移），也是以十六进制数显示的。字母“m”是整个源程序文件内的第1个字符，因此，它的偏移量是00000000（H），其他字符依次类推，最后一个字符“x”的偏移量是00000048（H）。
源程序很长，但是，编译之后的机器指令却很简短。如图4-9所示，编译之后的文件只有7字节，这才是处理器可以识别并执行的机器指令。
图4-9 用HexView显示编译之后的文件内容
就像前言里说的，这本书以汇编语言为主，但实际上蕴含了硬件体系和操作系统方面的内容。无论如何，学习这些内容，一靠理论，二靠实例，三靠实践。“理论”是印在这本书上的文字内容；“实例”是本书提供的配套源码，以及本书对源码的讲解；“实践”就要靠读者自己在读书的过程中把理解的知识灵活运用，举一反三。
本书不配光盘，书中用到的源代码及相关的小工具，都需要从我的个人网站中下载，网站的地址是
进入网站后，按照说明下载配书文件包即可。本书第1版的文件包是x86pkg1.rar，本版（也就是第2版）的文件包是x86pkg2.rar，请注意鉴别，别弄错了。
文件包的内容包括各章的汇编语言程序、工具软件、相关教程及辅助的软硬件资料，另外还包括一个没有加到实体书中的章节，即“原稿第10章内容”。按最初的计划，它是本书第1版的第10章，讲的是如何用汇编语言来控制老的Sound Blaster 16声卡播放声音，但是因为内容太老，决定去掉。
如图4-8所示，请问：
（1）源程序共有3行，每行第一个字符在文件内的偏移量分别是多少？
（2）该源程序文件的大小是多少字节？