计算机组成技术 哈工大第六章1.ppt

汇编语言程序设计 1 第六章汇编语言及其程序设计 计算机组成技术 2 汇编语言程序设计 第六章汇编语言及其程序设计 6 1汇编语言程序及开发过程6 2PC机的寻址方式6 3指令系统 机器指令 6 3宏汇编语言的语法成分6 4伪指令语句6 5宏指令 由宏汇编程序处理 6 6常用的I O系统功能调用6 7顺序 分支程序设计6 8循环程序设计6 10子程序设计6 11OS系统功能调用与磁盘文件设计 3 汇编语言程序设计 6 1汇编语言程序及开发过程 概念 汇编语言汇编语言源程序汇编程序 4 汇编语言程序设计 上机环境及过程1 环境 必须准备下列软件 操作系统 DOS 或UC DOS 编辑程序 WORDSTAR或SIDEKICK或TRURBO EDIT等之一 宏汇编程序 MASM EXE CREF连接程序 LINK EXE调试程序 DEBUG COM库管理程序 LIB 2 过程 编辑产生 ASM文件 宏汇编MASM产生 OBJ文件 连接LINK产生 EXE 调试DEBUG EXE DOS下运行 EXE 错 错 错 5 汇编语言程序设计 源程序编辑过程 建立汇编源程序可用多种编辑软件 如 WORDSTAR Edit等 之一编辑源程序 6 汇编语言程序设计 汇编源程序在DOS状态下 启动宏汇编程序 MASMA MASM Sourcefilename ASM EXAM Objectfilename EXAM OBJ Sourcelisting NUL LST EXAM Crossreference NUL CRF EXAM A MASMEXAM 不建立 LST CRF文件 输入汇编源程序名询问目标文件名 通常按回车表示与源文件同名询问是否建立列表文件 不要直接按回车 产生 LST文件 汇编后的列表询问是否建立符号对照文件 CRF此时 需CRET文件 汇编若有错 则指出有错的语句符号和错误代码及类型 7 汇编语言程序设计 目标文件的连接在DOS状态下 启动LINK程序 1 A LINK ObjectModules OBJ EXAM RunFile EXAM EXE ListFile NUL MAP EXAM Lisbraries LIB 询问连接文件名 如果有多个文件连接则用 号连接键入 询问是否产生新的文件名 一般按回车 表示与源目标文件同名 询问是否产生地址分配文件 MAP 否则直接按回车 询问是否用到用户自己建立的库文件 8 汇编语言程序设计 目标文件运行在DOS状态下运行 上机题目 在显示器上显示如下一行信息 HOWAREYOU STACKSEGMENTSTACKDB200DUP 0 STACKENDSDATASEGMENTBUFDB HOWAREYOU DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS CODE DS DATA SS STACKSTART MOVAX DATAMOVDS AX LEADX BUFMOVAH 9INT21HMOVAH 4CHINT21HCODEENDSENDSTART 9 汇编语言程序设计 第六章汇编语言及其程序设计 6 1汇编语言程序及开发过程6 2PC机的寻址方式6 3指令系统 机器指令 6 3宏汇编语言的语法成分6 4伪指令语句6 5宏指令 由宏汇编程序处理 6 6常用的I O系统功能调用6 7顺序 分支程序设计6 8循环程序设计6 10子程序设计6 11OS系统功能调用与磁盘文件设计 10 汇编语言程序设计 6 2PC机的寻址方式 程序是指令的有序集合 指令的一般形式 操作码 操作数1 操作数2 操作码 指挥计算机执行动作的符号表示 操作数 操作码操作的对象 它可以是对象的本身 对象的地址等 例 MOVAL 5 AL 5操作码目的操作数源操作数注释 不仅要了解操作码表示的动作的语义 重要的是熟悉操作数的地址表示方法 寻址方式 11 汇编语言程序设计 寻址方式 指令中用于说明操作数所在地址的表示方法 寻找超作数的地址 PC机寻址方式的类型 立即寻址方式 直接寻址方式 寄存器寻址方式 寄存器间接寻址方式 寄存器变址寻址方式 基址加变址寻址方式 相对基址变址寻址方式 本质上是直接寻找地址的方式 本质上是间接寻找地址的方式 一 立即寻址方式格式 n n为一常数 立即数 特点 n本身是需要寻找的操作对象 它紧跟指令存于内存代码段中 12 汇编语言程序设计 例 MOVBX 10MOVAH A MOVAX 3064H 内存 MOV64H30H 低高 代码段 CPU AXAHAL 注 立即数只能作双操作数指令的源操作数 不能作目的操作数 立即数不能作单操作数指令的操作数 如 MOV100H AX INC50 立即数送入目的操作数中 注意溢出如 MOVAL 90H 13 汇编语言程序设计 二 直接寻址方式 格式 段寄存器 EA 其中 段寄存器为DS ES SS之一 或含有变量的地址表达式 特点 操作数的地址偏移量EA 或变量地址表达式的EA直接包含在指令中 与操作码一起放在代码段中 操作数对象一般不作特别说明 存放在当前数据段中 其物理地址求法为 DS 0000 EA4 例 MOVAX DS 2000H DS 2000H AX设执行前 DS 3000H4 32000H 2415H则执行后 32000H 字AX即 AX 2415H若MOVAL DS 2000H 则 32000H 字节AL即 AL 15H 14 汇编语言程序设计 MOV000000H 20H 15H32000H24H32001H 代码段 数据段 3000H 内存 例 MOVAX ES 2000H ES 2000H AX段跨越符4MOVSS 1000H BX BX SS 1000H4MOVBUF AXMOV BUF AX DS 15 汇编语言程序设计 四 寄存器间接寻址方式格式 R 其中R为BX BP SI DI之一 不允许是其它寄存器 特点 操作对象在内存中 操作对象的EA在BX BP SI DI之一中 不在内存 即 EA BX BP SI DI 注 1 若选择 BX SI DI 之一 且缺省段跨越符 则对象在当前的数据段中 三 寄存器寻址方式格式 R特点 操作数在R中 例 MOVBX 10 汇编语言程序设计 16 例 MOVAX BX DS BX AX4若执行前 DS 2000H BX 1000H MOVAX BX DSBX 4A0H21000H 50H21001H 数据段 2000H 1000H 50HA0H 内存 AX 2 若缺省段跨越符 且BP作间址寄存器 则对象存放在当前堆栈段中 如 MOVBX BP SS BP BX4 17 汇编语言程序设计 3 若指定段跨越符 则不管BP BX SI DI之一作变址器 都取相应段中数据 如 MOVES BP AX AX ES BP MOVAX ES BX ES BX AX4 注 间址器一定要是BP BX SI DI之一如 MOVCX AX 间接寻址方式表示对象的地址 并不能表示对象的类型 18 汇编语言程序设计 五 寄存器变址寻址方式 格式 X R 其中R为BX BP SI DI之一 X为一整常数或变量地址表达式 特点 操作对象在内存中 EA为R的内容和X之和 即 X在代码段中 EA另一部分在R中 EA X SI X DI X BX X BP 缺省段跨越符的物理地址 DS SI X4 DI X BX X SS BP X4 19 汇编语言程序设计 例 MOVCX 6 BX DS BX 6 CX设执行前 BX 16H DS 2000H 20010H 3789H执行 执行后 CX 3789H 其他寄存器内容不变 DSBXMOVCXOFFHOFAH 89H20010H37H20011H 代码段 数据段 2000H 16H 6 例 MOVDL 4 AX MOVBX ES ABC SI 其中ABC为变量名 它表示变量到所在段段首址的EA 20 汇编语言程序设计 六 基址变址寻址方式 格式 BR IR 其中 BR为基址寄存器 仅为BX和BP之一 IR为变址寄存器 仅为SI和DI之一 特点 操作对象在内存中 操作数的EA BX SI 或 DI BP SI 或 DI 缺省段跨越符 其物理地址 DS BX SI 或DI4 SS BP SI 或DI4 例 MOVAX BX BP MOV SI DI CX MOV BX CX AX 21 汇编语言程序设计 例 MOVAX BX DI MOVAX BX DI 设执行前 DS 2100H BX 158H DI 10A5H 221FDH 1234HEA 158H 10A5H 11FDH 物理地址 DS EA 21000H 11FDH 221FDH4 DSBXDI指令码 4 34H221FDH12H221FEH 2100H 158H 10A5H 数据段 执行后 AX 1234H当MOVAL BX DI 221FDH 字节 34HAL即 AL 34H 22 汇编语言程序设计 七 相对基址变址寻址方式 格式 X BR IR 其中 BR为基址器 仅为BX BP之一 IR为变址器 仅为SI DI之 X为一整常数或已定义的变量名 特点 对象在内存中 操作数的EA BX SI 或 DI X X为变量名 则该变量名到所在段的段首的字节个数 BP SI 或 DI X 23 汇编语言程序设计 例 MOVAX 8 BX SI 执行前 AX 45H BX 30H SI 20H DS 1000H 10058H 99H 指令码8 99H0 代码段 数据段 DSBXSI 10058H10059H执行后 10058H AX AX 99H 1000H 30H 20H 例 MOVDX M BX DI 设M已定义在数据段中MOVSS BX SI 7 CX 物理地址 SS BX SI 74 24 汇编语言程序设计 程序结构举例例 试问如下程序执行到EXIT时 字节单元A B C C 1 C 2的内容各是什么 STACKSEGMENTSTACKDB200DUP 0 STACKENDSDATASEGMENTADB0BDB0CDB30 40 50DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS CODE DS DATA SS STACKSTART MOVAX DATAMOVDS AXMOVAL C 1 ADDAL CMOVA ALMOVAL C 1ADDAL C 2MOVB ALADDC 10ADDC 1 20ADDC 2 30EXIT MOVAH 4CHINT21HCODEENDSENDSTART 25 汇编语言程序设计 A 70 B 90 C 40 C 1 60 C 2 80 注意汇编程序结构 由段组成 每一段有段名 每段最大长度64KB 段之间位置无关紧要 代码段是由指令组成 且每条指令占一行 代码段中指令对数据段和堆栈段中的数据操作的 程序总是从主模块段第一条指令开始执行并结束于本模块 数据段或堆栈段集中存放机器操作的数据 26 汇编语言程序设计 第六章汇编语言及其程序设计 6 1汇编语言程序及开发过程6 2PC机的寻址方式6 3指令系统 机器指令 6 3宏汇编语言的语法成分6 4伪指令语句6 5宏指令 由宏汇编程序处理 6 6常用的I O系统功能调用6 7顺序 分支程序设计6 8循环程序设计6 10子程序设计6 11OS系统功能调用与磁盘文件设计 27 汇编语言程序设计 6 3指令系统 机器指令 指令一般格式 标号 操作码OPD OPS 注释内容 其中 标号 指令地址的符号表示 可缺省 为注释的起始符号 OPD为目的操作数 OPS为源操作数 注 OPD与OPS若类型均明确 应要求类型一致 字或字节 OPD不能为立即数 立即数不能作单操作数指令的寻址 操作后 结果OPD OPS中的内容不改变 OPD与OPS不能同为存储器操作数 一个为内存 另一个应为寄存器或立即数 机器指令的一般类型 数据传送指令 算术运算指令 逻辑运算指令 程序控制指令 转移指令 串操作指令 CPU控制指令 标志位处理指令 28 汇编语言程序设计 一 数据传送指令 均不影响标志寄存器中各位 功能 负责把数据 地址或立即数送到寄存器或内存单元中 主要介绍 MOV XCHG LEA 1 传送指令 MOV 格式 MOVOPD OPS功能 OPS OPD 举例 MOVAL BH BH AL 寄存器寄存器MOVCL 4 4CL 立即数寄存器MOV DI CX 寄存器内存单元注 OPD不允许为立即数和CS MOVCS 5 不允许在内存单元之间传送 MOV DI SI 在内存之间传送 类型均不明确或MOVA B其中A B为变量 29 汇编语言程序设计 2 交换指令格式 XCHGOPD OPS功能 OPS OPD 例 XCHGAL AH AL AH 注 OPS或OPD均不能为立即数 3 取EA指令格式 LEAOPD OPS功能 按OPS寻址方式计算EAOPD 30 汇编语言程序设计 例 DATASEGMENTBUFDB ABCD NDW 5 72PDW0DATAENDS LEASI N 4SIMOVAX SI DS SI AX4LEADI 4 SI 4 SI 4 4 8DILEAP BUF P不为16位寄存器 BUF 0 A 1 B 2 C 3 D N 00FBH 10FFH 272 30P 00 10 5的补码 DS DATA 4 31 汇编语言程序设计 注 OPD为除段寄存器外的一个16位通用寄存器 OPS必须使用除立即寻址和寄存器寻址以外的寻址方式 LEABX AX LEABX BUFMOVBX OFFSETBUF 例 采用如下寻址方式将上例中的 BUF 1 AL中 直接寻址 MOVAL BUF 1 寄存器间接寻址 LEASI BUF 1MOVAL SI 变址寻址 LEASI BUFMOVSI 1MOVAL SI 1 MOVAL BUF SI 或 基址变址寻址 LEASI BUFMOVBX 1MOVAL BX SI 32 汇编语言程序设计 二 算术运算指令包括 加 减 乘 除 符号扩展指令 除符号扩展指令外 均影响标志位CF OF ZF SF等 1 加法指令包括 二进制运算指令和BCD码运算指令 指令格式功能加法 ADDOPD OPS OPD OPS OPD加1指令 INCOPD OPD 1OPD OPD不能为立即数带进位加 ADCOPD OPS OPD OPS CF OPD 33 汇编语言程序设计 例 利用ADC指令 实现双精度数或多精度数的相加DATASEGMENTDN1DW4275H 3412H低16位高16位DN2DW12A5H 2F65HDSUMDW0 0DATAENDS MOVAX DN1ADDAX DN2MOVDSUM AXMOVAX DN1 2ADCAX DN2 2MOVDSUM 2 AX DN1 075H 142H 212H 334HDN2 00A5H 112H 265H 32FHDSUM 00 10 20 30 551AH 6377H DATA 34 汇编语言程序设计 2 减法指令 格式功能减1指令DECOPD OPD 1OPD求补指令NEGOPD OPD 1OPD减指令SUBOPD OPS OPD OPS OPD带借位减指令SBBOPD OPS OPD OPS CF OPD比较指令CMPOPD OPS OPD OPS 结果不回送 即 OPD 不变 但 根据减的结果置CF ZF OF SF 例 阅读程序段 指出完成的功能 CMPAX 0JGEEXITNEGAX EXIT AX 0 置ZF SF AX 0 转EXIT 即测试SF 0或ZF 1 若 AX 0 即SF 1 即求 AX 1AX 求 负数 对应正数 正数或0的绝对值等于本身 程序功能 AX 注 OPD均不能为立即数 即单操作数指令均不能为立即数 35 汇编语言程序设计 3 乘法指令 格式功能带符号数乘指令IMULOPS字节乘 AL OPS AX无符号数乘指令MULOPS字乘 AX OPS DX AX OPS 不变 且OPS不能为立即数符号扩展指令 将字节扩展成字CBW将AL中的符号扩展至AH中AHAL70将字扩展成双字CWD将AX中的符号扩展至DX中DXAX150150 注 操作数的隐含情况 符号扩展指令只能对带符号数进行扩展 扩展后 数值不变但类型改变 字或字节相乘是根据OPS的类型来决定 36 汇编语言程序设计 例 MOVAL 3MOVAH 2IMULAH 字节相乘 结果AXIMUL 2 例 要将 AL 带符号数DI中 能用下列指令吗 MOVDI AL 类型不一致错怎么办 方法1 CMPAL 0JGEHMOVAH 0FFHJMPH1H MOVAH 0H1 MOVDI AX 方法2 CBWMOVDI AX AL AX 值不变 37 汇编语言程序设计 4 除法指令 指令格式功能无符号数除指令DIVOPS字节 AX OPS AL 商 AH 余数 带符号数除指令IDIVOPS字 DX AX OPS AX 商 DX 余数 注 OPS不能为立即数 或0 其余类同乘法指令 例 MOVAX 4001HCWDMOVCX 4IDIVCX DX AX CXAX 商 DX 余数 0F000H0FFFFH 38 汇编语言程序设计 包括 求反指令NOT逻辑乘指令AND测试指令TEST逻辑加指令OR按位加指令XOR 影响CF SF OF ZF 指令格式功能求反指令NOTOPD OPD OPD 每位0变1 1变0 逻辑乘指令ANDOPD OPS OPD OPS OPD 与指令 注 对位逻辑乘 同为1为1 其他为0说明 清楚目的操作数中与源操作数中置0的对应位 标志位 OF 0 CF 0 影响SF ZF PF 三 逻辑运算指令和移位指令 位操作指令 对标志寄存器中CF SF OF ZF有影响 1 逻辑运算指令 39 汇编语言程序设计 执行 101010111100110100000000111111110000000011001101 执行后 DX 00CDH 将DX中的后8位分离出来 例 ANDAL 0FH若执行前 AL 35H 即 5 5字符的ASCII码值 执行 0011010100001111分离了AL后4位00000101 执行后 AL 5H 即为5数值的未压缩的BCD码 即 ANDAL 0FHSUBAL 30H 进而例如 ANDDX 0FF00H分离DX内容的高8位ANDAL 0F0H分离AL内容的高4位 也可分离中间位 例 ANDDX 00FFH若执行前 DX 0ABCDH 40 汇编语言程序设计 测试指令TESTOPD OPS OPD OPS 不回送结果 即 OPD 不变 并根据结果置标志位SF ZF PF 用于检测某一位或某几位的条件是否满足 例如 为了测试AL中第七位是否为0 不为0转H 可用 TESTAL 80H AL 第七位是否为0 其它各位可能不为0 但 AL 80H 若第七位为0 则结果为0 JNZH ZF 0 即 AL 0 转H H TESTAH 1JNZH 测试AH最后一位是否为0 即ZF 0 H 41 汇编语言程序设计 例 TESTAX 8080HJEL L 测试AX中第7位和第15位是否同时为0 为0转L 即ZF 1 逻辑加指令 或运算 OROPD OPS OPD OPS OPD 对位逻辑加 同加为0 其它为1 例 ORAL 30H若执行前 AL 05H执行后 AL 35H将AL中未压缩的BCD码转换成相应数字字符的ASCII码 例为 5 即 ORAL 30HADDAL 30H常用于将目的操作数中的某一位或某几位置1 例 ORAX AX自身的逻辑加 不改变操作数的值 但CF 0 不产生进位 42 汇编语言程序设计 按位加指令 XOROPD OPS 异或运算 OPD OPS OPD相同为0 相异为1 用于将目的的操作数与源操作数置1的对应位取反 例 XORAL 0FH执行前 AL 5 000001010000111100001010 执行后 AL 0AH 例 XORAX AX AX 0MOVAX 0 不影响ZF位 自身按位加 结果为0可见 用来测试某一操作数是否与另一确定的操作数相等 例 XORAX 042EH 若 AX 042EH 则结果为0 即ZF 1JZM 测试 AX 与042EH是否相等 则转M M 43 汇编语言程序设计 习题1 写出把首址为BUF的第3个字送到DX中的指令 要求使用下列寻址方式 1 直接寻址 2 寄存器间接寻址 3 变址寻址 4 基址变址寻址2 执行下列两条指令后 BX 设执行前 BX 6D16HMOVCL 7SHRBX CL3 执行下列程序段后 BX MOVCL 3MOVBX 0B7HROLBX 1RORBX CL 44 汇编语言程序设计 MOVBX OFFSETTADDBX EMOVAX BX 5 设 BX 0E3H 变量X中存放的内容为79H 下列指令单独执行后 BX 1 XORBX X 2 ANDBX X 3 ORBX X 4 XORBX 0FFH 5 ANDBX 0 6 TESTBX 01H 4 执行下列指令后 AX寄存器中的内容是什么 TDW10 20 30 40EDW3 45 汇编语言程序设计 2 移位指令 1 算术左移和逻辑左移指令算术左移格式 SALOPD 1左移一次SALOPD CL左移2次以上注 SALAX 4 功能 CF0150逻辑左移格式 SHLOPD 1SHLOPD CL功能 CF070 46 汇编语言程序设计 左移一位或按CL中的内容规定的次数 0 255 左移 每移一次 高位移入CF中 低位补0 注意 在移位一次的情况下 若移出的最高位与CF位不相同 则OF 1 否则OF 0 OF为溢出位 利用移位可实现有符号和无符号数乘2 左移一次可扩2倍 左移n次 则扩大2的n次方倍 如 CF0CFCF 00000011 0 00000110 0 00001100 47 汇编语言程序设计 例 SALAL 1执行前 AL 22H执行 CFAL MOVCL 1SALAL CL 00100010 0 执行后 AL 44H CF 0可见 AL 2 例 MOVCL 3SALSI CL将 SI 扩大2 2 2 8发生溢出时 用乘法指令 例 MOVCL 2SHLSI CL执行前 SI 1450H执行后 SI 5140H CF 0相当于5200d 4d 20800d 48 汇编语言程序设计 2 算术右移指令格式 SAROPD 1或SAROPD CL功能 右移1位或CL中规定的次数 最低位移至CF中 最高位保持不变 CF 150 或 CF 70 例 MOVCL 2SARBH CL执行前 BH 0F4H CF 1执行 11110100 1 CF 执行后 BH 0FAH CF 0 49 汇编语言程序设计 3 逻辑右移指令格式 SHROPD 1或SHROPD CL功能 0 CF 150 或 0 CF 70 用途 1 实现对无符号数除2 每移一次 2 将一个字 字节 中的某一位 几位 移到制定位置 达到分离目的 例 DATASEGMENTADB0BDB0DATAENDS MOVAL 7DHMOVBL AL MOVCL 4SHRBL CLMOVA BLANDAL 0FHMOVB AL 50 汇编语言程序设计 例 将DL中的高四位与低四位对换 MOVBL DLANDDL 0FHANDBL 0F0HMOVCL 4SHRBL CLSHLDL CLORDL BL 取出低四位 分离高四位 高四位右移四位至低四位 低四位左移四位至高四位 合并而成 51 汇编语言程序设计 3 循环移位指令 1 循环左移指令格式 ROLOPD 1或ROLOPD CL 功能 CF 150 CF 70 每移一次将最高位移入CF 同时又移入最低位 例 将DL中的内容低4位与高4位对调 MOVCL 4ROLDL CL执行前 DL 0FAH CF 0执行 0 11111010