kvmtool下載編譯

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補碼

計算機怎么表示負數？以四位有符號數為例，使用高位作為符號位，最高位為0表示正數，為1表示負數，其余三位用來表示值。在計算機中，我們將這種表示方式稱為原碼。例如：

使用原碼表示時，數字0有兩種編碼：0000和1000。因此，如果使用原碼，在設計系統時就需要額外的電路區分+0和-0更糟糕的是如果一個數的正數相加應為0，2 - 2為例：2 - 2 = 2 + (-2) = 0010 + 1010 = 1100 = -4 這明顯不對，也就是說，原碼不能正確計算減法。怎么辦呢？聰明的人類發現使用補碼表示數字就可以加減法了。

即：正數的反碼和補碼都是原碼，負數的反碼是除符號位以外按位取反，補碼是在反碼基礎上+1。使用補碼重新計算 2 - 2：2 + (-2) = 0010 + 1110 = 0000

ASCII碼

計算機用高低電平分別表示0和1，所有的數據在存儲和運算時都要使用二進制表示，如果我們想用數字表示文本，就要對每一個文本進行編碼，目的就是文本轉換成數值。具體用哪些二進制是數字表示哪個符號，美國國家標準協會制定了美國信息交換標準代碼(American Standard Code for Information Interchange)簡稱ASCII。ASCII使用8位編碼，最多可以表示256個字符，hello world使用的編碼就是為：68 65 6C 6C 6F 77 6F 72 6C 64

寫外設指令

第一列為操作碼，第二列為匯編語法描述的指令，第三列是指令意義的詳細描述。從描述中我們可以得到，EE操作碼它會自動到寄存器AX中讀取源操作數，到寄存器DX中讀取目的操作數。out為操作碼的助記符，AL為8位寄存器，DX是16位寄存器，ASCII碼是8位的，串口的地址0x3F8（IBM計算機外設地址）是需要使用16位的表示的。

根據寫串口指令的格式，我們的程序流程細化為：在執行EE命令前，將串口地址0x3F8存入寄存器DX，將字符存入寄存器AL。

準備源操作數

由out指令可見，在運行指令之前需要將字符A存儲到寄存器AL中。x86提供了數據復制指令mov，用于將數據從原操作數復制到目的操作數。原操作數是一個8位立即數，目的操作數是r8，表示一個8位寄存器。

指令編碼為（B0+rb）ib。根據x86手冊，其中rb表示使用操作碼的低三位編碼目的操作數，即將目的操作寄存器r8的編碼嵌入操作嗎的低三位。寄存器AL對應的編碼為0，因此B0+rb最終編碼為B0。

指令編碼中的ib對應原操作數，其中i表示立即數，b表示立即數的寬度是一個字節。所以，ib表示跟在操作碼之后的是一個8位立即數，和字符對應的ASCII碼組合最終（B0+rb）ib的編碼分別為：B068 B065 B06C B06C B06F B077 B06F B072 B06C B064。

準備目的操作數

我們需要將串口地址寫到寄存器DX中，實質是將一個16位立即數復制到一個16位寄存器， 這顯然還是一個數據復制操作

這個格式mov指令也接受兩個操作數，只不過是16位的。指令編碼中的rw表示使用操作碼的低三位編碼目的操作數，即將目的操作寄存器r16的編碼嵌入操作碼的低三位。根據x86手冊，寄存器DX對應的編碼為2，因此B8+rw編碼為BA。

指令編碼的iw中的i表示立即數，w表示立即數的寬度是一個字，即兩個字節。所以iw表示跟在操作碼之后的是一個16位立即數，這里即串口地址。不過x86處理器使用小端模式，所以最終（B8+rw）iw的編碼為BAF803。

跳轉指令

我們的程序循環向串口輸出字符串helloworld，在向串口輸出后，需要跳轉到程序開始的位置，因此需要一個跳轉指令jmp，格式如下。

jmp指令后接一個rel8。rel是relative的縮寫，表示相對的意思，8代表8位，因此可以跳轉到相對這條指令-128~127的范圍。在指令編碼中操作碼EB之后“cb”就是這個8位的相對偏移。

如果我們想讓指令指針指向程序開頭，即B0所在的內存地址，那么jmp需要向后跳轉35個字節。因為是向后跳轉，所以是-35，又因為計算機中使用的是補碼，所以我們需要轉換一下，根據原碼轉補碼的規則-35的原碼是10100011，補碼就為11011101，使用16進制表示，即DD。

至此，我們就完成了這段程序的機器語言編碼：

ba f8 03
b0 68
ee
b0 65
ee
b0 6c
ee
b0 6c
ee
b0 6f
ee
b0 77
ee
b0 6f
ee
b0 72
ee
b0 6c
ee
b0 64
ee
eb dd

創建程序文件

我們使用vim以二進制模式打開一個文件，vim -b hello_world.bin。按i進入插入模式，然后輸入我們的代碼
。輸入完成后，按下ESC返回標準模式。在標準模式下按下“:”鍵，進入命令行模式。在“:”的后面輸入將16進制轉為二進制命令：

:%! xxd -p -r

"%"表示整個文件內容，”%!“一起使用表示將整個文件內容作為后面xxd的輸入，然后使用xxd從16進制轉為二進制的輸出替換整個文件內容。-p 表示不需要任何格式，-r意為反過來。最后輸入：“wq”保存退出

使用kvmtool運行程序

sudo kvmtool/lkvm run -c 1 -k hello_world.bin