微机原理叁-汇编语言

1、第四章第四章 汇编语言程序设计汇编语言程序设计4.1 4.1 汇编语言汇编语言4.2 4.2 顺序结构程序顺序结构程序4.3 4.3 分支程序设计分支程序设计4.4 4.4 循环程序设计循环程序设计4.5 4.5 子程序设计子程序设计4.1 汇编语言汇编语言4.1.1 4.1.1 汇编语言及语句格式汇编语言及语句格式 汇编汇编 汇编语言源程序汇编语言源程序 目标程序目标程序1. 1. 指令语句指令语句 标号：标号： 助记符助记符 操作数操作数 ；注释；注释2. 2. 伪指令语句伪指令语句 名字名字 定义符定义符 参数参数 ；注释；注释4.1.2 4.1.2 数据定义伪指令格式数据定义伪指令格式

2、 DB DB DW DW变量变量 DD DD 表达式表达式1 1，表达式，表达式2 2， DQ DQ DT DT 此伪指令把存储单元中的数与一个变量联系起来。此伪指令把存储单元中的数与一个变量联系起来。其中：其中：DB-DB-字节类型字节类型 DW-DW-字类型字类型 DD-DD-双字类型双字类型 DQ-DQ-四字类型四字类型 DT-DT-五字类型五字类型 格式中表达式可以是：格式中表达式可以是：1. 1. 一个或多个常数一个或多个常数/ /数值表达式数值表达式 例如例如2. 2. 不带引号的？或带引号的字符串不带引号的？或带引号的字符串 例如例如3. 3. 重复方式重复方式DUPDUP 格式

3、：变量格式：变量 定义符定义符 表达式表达式1 DUP1 DUP（表达式（表达式2 2） 其中，表达式其中，表达式1 1为重复次数为重复次数 表达式表达式2 2为重复内容为重复内容 例如例如4. 4. 定义过的变量定义过的变量/ /标号标号 如如 DATA11 DW DATA1DATA11 DW DATA1 DATA12 DD DATA2 GO DATA12 DD DATA2 GO DATA1 DB 30H DATA1 DB 30H DATA2 DW 0240H DATA2 DW 0240H，3500H 3500H DATA1DATA1 DATA3 DB (-1 DATA3 DB (-1* *

4、3)3)，(16/4)(16/4) DATA2 DATA2 DATA4 DD 34567H DATA4 DD 34567H DATA3DATA3 DATA4DATA4 返回返回30H40H02H00H35HFDH04H67H45H03H00H DATA5 DB ? DATA5 DB ? DATA6 DW ? DATA6 DW ? DATA5DATA5 DATA7 DB DATA7 DB ABCDABCD DATA6 DATA6 DATA8 DW DATA8 DW ABAB, ,CDCD DATA7DATA7 DATA8DATA8 返回返回-41H42H43H44H42H41H44H43H DA

5、TA9 DW 2 DUP DATA9 DW 2 DUP （？）（？） DATA10 DB 2 DUP(5,2 DUP(0)DATA10 DB 2 DUP(5,2 DUP(0) DATA9DATA9 DATA10 DATA10 返回返回-05H00H00H05H00H00H变量和标号的属性变量和标号的属性 变量定义数据的逻辑地址变量定义数据的逻辑地址, ,其属性有段属性、偏移地址其属性有段属性、偏移地址属性、类型属性。属性、类型属性。 其类型属性如下：其类型属性如下：BYTE-BYTE-字节字节 WORD-WORD-字字 DWORD-DWORD-双字双字 PWORD-PWORD-三字三字 QWO

6、RD-QWORD-四字四字 TWORD-TWORD-五字五字 标号定义指令的逻辑地址，其属性有段属性、偏移地标号定义指令的逻辑地址，其属性有段属性、偏移地址属性、距离属性。址属性、距离属性。 其距离属性如下：其距离属性如下：NEAR-NEAR-近程（段内）（默认）近程（段内）（默认） FAR-FAR-远程（段间）远程（段间）4.1.3 4.1.3 段定义伪指令格式段定义伪指令格式1. 1. 简化的段定义伪指令简化的段定义伪指令.MODEL-.MODEL-内存模式说明内存模式说明 （TINYTINY、SMALLSMALL、MEDIUMMEDIUM、COMPACTCOMPACT、LARGELARG

7、E）.X86-.X86-选择选择80X8680X86指令系统指令系统.X86P-.X86P-选择选择80X8680X86保护模式指令系统保护模式指令系统.DATA-.DATA-定义数据段定义数据段.STARTUP.STARTUP指示程序开始指示程序开始, ,初始化初始化DS,SSDS,SS.CODE-.CODE-定义代码段定义代码段.STACK-.STACK-定义堆栈段定义堆栈段.EXIT-.EXIT-返回操作系统返回操作系统 2. 2. 完整的段定义伪指令完整的段定义伪指令(1)(1)段定义伪指令段定义伪指令 段名段名 SEGMENT SEGMENT 属性属性 段名段名 ENDSENDS(2

8、)(2)段寄存器定义伪指令段寄存器定义伪指令 ASSUME ASSUME 段寄存器段寄存器1:1:段名段名1,1,段寄存器段寄存器2:2:段名段名2,2,4.1.44.1.4汇编结束伪指令汇编结束伪指令 对于简化的段结构程序，汇编结束伪指令格式：对于简化的段结构程序，汇编结束伪指令格式： ENDEND 对于完整的段结构程序，汇编结束伪指令格式：对于完整的段结构程序，汇编结束伪指令格式： END END 标号标号 4.2 4.2 顺序结构程序顺序结构程序例例1 将一个将一个2位数压缩的位数压缩的BCD码转换成二进制数码转换成二进制数. .MODEL SMALL MUL BH .DATA ADD

9、AL，BL BCD DB 01011001B MOV BIN，AL BIN DB ？ .EXIT .CODE END .STARTUP MOV AL，BCD MOV BL，AL AND BL，0F H AND AL，0F0H MOV CL，4 ROR AL，CL MOV BH，0AH4.3 4.3 分支程序设计分支程序设计例例1 用比较指令用比较指令 CMP DEST，SRC JE EQUL EQUL： 用测试指令用测试指令 TEST DEST，SRC JNZ NEXT NEXT： 用逻辑指令用逻辑指令 SHR DEST，CL JC NEXT NEXT： MOV DL，AL MOV AH，02

10、H INT 21H JMP DONENEXT：LEA DX，BLOCK MOV AH，9 INT 21H DONE：.EXIT END例例2 编程实现将键盘输入的小写字母转换成大写后输出。编程实现将键盘输入的小写字母转换成大写后输出。 .MODEL SMALL .DATABLOCK DB ERROR！, 0DH, 0AH, $ .CODE .STARTUP MOV AH，1 INT 21H CMP AL, a JB NEXT CMP AL, z JA NEXT AND AL, 11011111B4.4 4.4 循环程序设计循环程序设计例例1 MOV CX，COUNT AGAIN： LOOP A

11、GAIN MOV CL，COUNT AGAIN： DEC CL JNZ AGAIN MOV CX，COUNT AGAIN：JCXZ NEXT JMP AGAIN NEXT：例例2 在内存在内存BLOCK开始处存放了开始处存放了10个无符号字节数，个无符号字节数， 从中找出最大值送入从中找出最大值送入MAX单元中。单元中。 .MODEL SMALL .DATABLOCK DB 100，60，20， MAX DB ？ .CODE .STARTUP MOV CX，9 LEA BX，BLOCK MOV AL，BXAGAIN：INC BX CMP AL，BX JAE NEXT XCHG AL，BXNEX

12、T：LOOP AGAIN MOV MAX，AL .EXIT END例例3 多位十进制数相加：多位十进制数相加：02233585+03703994，两数在内存中以，两数在内存中以 DATA1和和DATA2为首址存入，各分配为首址存入，各分配4个字节单元，以其个字节单元，以其8位位 组合组合BCD码存入（低位在前），两数相加结果送回码存入（低位在前），两数相加结果送回DATA1处。处。 .MODEL SMALL .DATA DATA1 DD 02233585HDATA2 DD 03703994H .CODE .STARTUP LEA SI，DATA1 LEA DI，DATA2 CLC MOV CX

13、，4AGAIN：MOV AL，SI ADC AL，DI DAA MOV SI，AL INC SI INC DI LOOP AGAIN .EXIT END例例4 在首地址在首地址BLOCK处存放了处存放了10个字数据（无符号数），个字数据（无符号数）， 编程求其和，存入编程求其和，存入SUM单元单元。 .MODEL SMALL .DATABLOCK DW 1020H, 3040H, SUM DD ？ .CODE .STARTUP MOV CX，10 LEA SI，BLOCK MOV EAX，0 CLCAGAIN: MOV BX，SI MOVZX EBX, BX ADC EAX, EBX INC

14、SI INC SI LOOP AGAIN MOV SUM，EAX .EXIT END 例例5 两位十进制数乘法：两位十进制数乘法：2580，被乘数和乘数以组合，被乘数和乘数以组合BCD码码 形式存于形式存于DATA1和和DATA2两字节单元中，经乘法运算，两字节单元中，经乘法运算， 乘积存入乘积存入DATA3定义的两个内存单元中。定义的两个内存单元中。 .MODEL SMALL MOV CL，AL .DATA MOV CH，0DATA1 DB 25H MOV BL，DATA2DATA2 DB 80H MOV AX，0DATA3 DW ？ CLC .CODE AGAIN： ADC AL，BL .

15、STARTUP DAA MOV AL，DATA1 XCHG AH，AL MOV BL，AL ADC AL，0 AND BL，0FH DAA AND AL，0F0H XCHG AH，AL MOV CL，4 LOOP AGAIN ROR AL，CL MOV DATA3，AX MOV BH，0AH .EXIT MUL BH END ADD AL，BL例例6 内存首地址为内存首地址为BLOCK开始的开始的10个带符号字节数，个带符号字节数， 将其按由大到小的次序排列。将其按由大到小的次序排列。 .MODEL SMALL .DATABLOCK DB 66H,88H,10H， .CODE .STARTUP

16、 MOV DI，9 LOOP1：MOV CX，DI MOV BX，0LOOP2：MOV AL，BLOCKBX CMP AL，BLOCKBX+1 JGE NEXT XCHG AL，BLOCKBX+1 MOV BLOCKBX，ALNEXT：INC BX LOOP LOOP2 DEC DI JNZ LOOP1 .EXIT END 4.5 子程序设计子程序设计4.5.1 过程定义过程定义过程名过程名 PROC TYPE USES REG RET (或或RET n)过程名过程名 ENDP其中，其中，TYPE 包括包括: NEAR FARUSER REG:要保护的通用寄存器要保护的通用寄存器 如如 SUB

17、1 PROC USES AX,BX,CX RET 等效于等效于 SUB1 ENDPSUB1 PROC PUSH AX PUSH BX PUSH CX POP CX POP BX POP AX RETSUB1 ENDP4.5.2 调用与返回指令调用与返回指令1. 调用指令调用指令 CALL 过程名过程名 CALL FAR PTR 过程名过程名 CALL 过程名为段内调用，系统将：过程名为段内调用，系统将： EIP（IP） 堆栈堆栈 新偏移地址新偏移地址 EIP（IP） CALL FAR PTR 过程名为段间调用，系统将：过程名为段间调用，系统将： CS 堆栈堆栈 EIP（IP） 堆栈堆栈 新偏移

18、地址新偏移地址 EIP（IP） 新段基址新段基址 CS2. 返回指令返回指令 RET 或或 RET n例例1 输入一个字符，若其输入一个字符，若其ASCII码小于码小于41H，显示，显示 N，否则显示，否则显示C。 .MODEL TINY .CODE .STARTUP MOV AH，1 INT 21H CMP AL，41H JB NEXT MOV BL，C JMP P NEXT: MOV BL，N P: CALL DISP .EXIT END DISP PROC MOV DL，BL MOV AH，2 INT 21H RET DISP ENDP 第五章第五章 内存储器及其管理内存储器及其管理5.

19、1 5.1 存储器概述存储器概述5.2 5.2 内存储器组成内存储器组成5.3 5.3 存储器扩展技术存储器扩展技术5.4 5.4 内存储器分段管理内存储器分段管理5.5 5.5 内存分页管理内存分页管理5.6 5.6 地址变换过程地址变换过程5.1 5.1 存储器概述存储器概述1.1.分类分类：内存储器和外存储器：内存储器和外存储器 内存内存：也称主存，通过系统总线与：也称主存，通过系统总线与CPUCPU联接，联接， 存放正在执行的程序和数据；存放正在执行的程序和数据； 外存外存：需通过专门的接口电路和主机联接，：需通过专门的接口电路和主机联接， 存放暂不执行的程序或不被处理的数据。存放暂不

20、执行的程序或不被处理的数据。内存分类：根据数据的存取方式可分为内存分类：根据数据的存取方式可分为 随机存取存储器随机存取存储器 (RAM)(RAM)和只读存储器和只读存储器 (ROM)(ROM)。2. 存储器的性能指标存储器的性能指标. .存储器容量存储器容量: :以字节为单元。以字节为单元。 常以常以KB KB 、MBMB、GBGB、TBTB为单位。为单位。. .存取周期存取周期：存储器从接收到地址，到完成读出或者：存储器从接收到地址，到完成读出或者 写入数据的时间称为存取周期。写入数据的时间称为存取周期。. .功耗功耗. .可靠性可靠性. .集成度：常以集成度：常以“位位/ /片片”、“字

21、节字节/ /片片”表示。表示。3.地址译码地址译码地址译码地址译码: :按系统按系统地址总线地址总线上的信息，从整个内存中确定一个上的信息，从整个内存中确定一个 存储单元。存储单元。3232位微机中采用复合译码方式。位微机中采用复合译码方式。复合译码复合译码: :由纵横交错的由纵横交错的X X选择线和选择线和Y Y选择线选择某一存储单元。选择线选择某一存储单元。X X地址译码器地址译码器: :它决定选择它决定选择3232行中的某一行；行中的某一行；Y Y地址译码器地址译码器: :它决定选择它决定选择3232列中的某一列。列中的某一列。选择出某一行和某一列选择出某一行和某一列交叉处交叉处的一个存

22、储单元。的一个存储单元。( (如下图如下图) )5.2 5.2 微型计算机内存储器组成微型计算机内存储器组成对单字节、双字节和对单字节、双字节和4 4字节等不同数据的访问。字节等不同数据的访问。单字节单字节: :地址可以是任意地址地址可以是任意地址 ( (即奇地址或者偶地址即奇地址或者偶地址) )；双字节双字节: :偶地址偶地址( (地址末位为地址末位为0)0)作为低作为低8 8位数据地址，位数据地址， 也就是该也就是该1616位数据的地址；位数据的地址；4 4字节字节: :低低2 2位为位为0 0的地址作为低的地址作为低8 8位数据地址，位数据地址， 也就是该也就是该3232位数据的地址。位

23、数据的地址。 BEBE3 3 - BE - BE0 0: :实现实现8 8位、位、1616位和位和3232位数据的访问位数据的访问. . （表（表5.1-P1445.1-P144）一、一、 32位存储器组成方式位存储器组成方式 (一个例子一个例子)片选信号片选信号CE二、存储器多级结构二、存储器多级结构5.3 5.3 存储器扩展技术存储器扩展技术线选法线选法 P148 低位地址线低位地址线连芯片地址线输入端连芯片地址线输入端 高位地址线高位地址线直接接到片选信号直接接到片选信号CS2. 译码法译码法 P150 低位地址线低位地址线连芯片地址线输入端连芯片地址线输入端 高位地址线高位地址线经地址

24、译码器后，接到片选信号经地址译码器后，接到片选信号CS优点：优点：构成存储器简单构成存储器简单 （适于小型系统）（适于小型系统）缺点：缺点：各芯片间地址不连续；各芯片间地址不连续； 有的地址不能使用，浪费地址空间；有的地址不能使用，浪费地址空间； 存在地址重叠区。存在地址重叠区。P149 图5.8输入端：输入端：C B A （有（有8种编码）种编码）输出端：输出端：Y0 Y1 Y7控制端：控制端：G1 G2A G2B（8个输出）个输出）控制端控制端“有效有效”，译码器才有输出，译码器才有输出输入、输出关系：输入、输出关系：输入一组编码输入一组编码对应对应一个输出端为低电平，一个输出端为低电平，

25、 其余输出端为高电平其余输出端为高电平如输入编码为如输入编码为011，则，则 Y3 = 0，其余输出为，其余输出为“1” （CBA）地址译码器地址译码器74LS138 （16个引脚个引脚 ） P150G1G2AG2BCBA.Y0Y1Y7 全译码全译码 除作为片内寻址的地址线外，其余的高位地址总线除作为片内寻址的地址线外，其余的高位地址总线 全部经译码器译码后，作为各芯片的片选信号全部经译码器译码后，作为各芯片的片选信号P151 图5.10优点：优点：每个芯片的地址范围唯一、片间地址连续每个芯片的地址范围唯一、片间地址连续（空间充分利用）（空间充分利用）缺点：缺点：译码电路复杂、连线较多译码电路

26、复杂、连线较多（适于构建大规模存储器系统）（适于构建大规模存储器系统） 部分译码部分译码 除作为片内寻址的地址线外，其余的高位地址总线的除作为片内寻址的地址线外，其余的高位地址总线的一部分一部分 经译码器译码后，作为各芯片的片选信号经译码器译码后，作为各芯片的片选信号P152 图5.11优点：优点：简化译码电路的设计简化译码电路的设计缺点：缺点：出现地址重叠出现地址重叠（系统一部分地址空间被浪费）（系统一部分地址空间被浪费）5.4 5.4 内存储器分段管理（保护模式）内存储器分段管理（保护模式） 实模式实模式存储器寻址存储器寻址: :. .段寄存器直接存放某一段的段寄存器直接存放某一段的段基址

27、段基址，段寄存器为，段寄存器为CSCS， DSDS，SSSS，ESES，FS,GSFS,GS。. .程序给出程序给出逻辑地址逻辑地址，包括段基地址（，包括段基地址（1616位）和相对于位）和相对于 段基地址的段内偏移量（段基地址的段内偏移量（1616位），又称偏移地址。位），又称偏移地址。. .在存储器寻址时，将逻辑地址转换为存储器存储单元在存储器寻址时，将逻辑地址转换为存储器存储单元 的物理地址（实际地址或者绝对地址），物理地址为的物理地址（实际地址或者绝对地址），物理地址为 2020位。地址转换规则为：位。地址转换规则为： 物理地址物理地址= =段基地址段基地址10H10H偏移地址偏移地址

28、保护模式保护模式存贮器分段管理：存贮器分段管理：. .段寄存器存放段段寄存器存放段选择符选择符。. .选择符用于选择选择符用于选择段描述符。段描述符。. .段描述符包括段描述符包括段基址、段界限（长度）和段的属性段基址、段界限（长度）和段的属性等。等。. . 所有段描述符存于描述符表中（内存）。所有段描述符存于描述符表中（内存）。1 1选择符选择符INDEX INDEX 指示描述符在描述符表中的位置。指示描述符在描述符表中的位置。TI TI 定义描述符表在局部描述符表定义描述符表在局部描述符表LDTLDT中还是在全局描中还是在全局描 述符表述符表GDTGDT中。中。RPL RPL 指示请求特权

29、级指示请求特权级0-30-3。INDEXTIRPL2.2.描述符描述符描述符按照段的性质可分为三类：程序段描述符，系描述符按照段的性质可分为三类：程序段描述符，系统段描述符和门描述符。统段描述符和门描述符。工作原理：工作原理：. .在保护方式下，每个在保护方式下，每个段寄存器段寄存器（CSCS，DSDS，ESES，SSSS，FSFS，GSGS）以及部分）以及部分系统地址寄存器系统地址寄存器（TRTR，LDTRLDTR）对应一个）对应一个描述符寄存器。描述符寄存器。. .段寄存器或者段寄存器或者TRTR，LDTRLDTR作为选择器，存放作为选择器，存放选择符选择符。其。其中高中高1313位作为段

30、描述符表的地址（简称选择码）。位作为段描述符表的地址（简称选择码）。. .每当把一个选择符装入某个段寄存器时，微处理器自每当把一个选择符装入某个段寄存器时，微处理器自动从描述符表中取出相应的动从描述符表中取出相应的描述符描述符，把描述符中的信，把描述符中的信息保存到对应的描述符息保存到对应的描述符高速缓冲寄存器高速缓冲寄存器中。中。描述符组成：描述符组成： (8(8个字节组成个字节组成) ). .描述符的基地址描述符的基地址: :段的起始单元，由段的起始单元，由3232位表示。位表示。. .段界限段界限: :表明段长度，由表明段长度，由2020位表示。位表示。. .访问权限及属性：访问权限及属

31、性： 其中其中G G为段界限长度单位，为段界限长度单位， G=1G=1，指示界限长度以页（，指示界限长度以页（4KB4KB）为单位，最大到）为单位，最大到4GB 4GB 。(2(220 20 页页=2=220202 21212B B= =2 23232B)B) G=0 G=0，以字节为单位，最大到，以字节为单位，最大到1MB(21MB(22020B)B)。段地址转换：段地址转换：( (逻辑地址转换成线性地址逻辑地址转换成线性地址) ). . 逻辑地址逻辑地址包括包括1616位的段选择符和位的段选择符和3232位的段偏移量。位的段偏移量。. .在保护方式下，根据选择符从段描述表中取出相应在保护方

32、式下，根据选择符从段描述表中取出相应的的描述符描述符，其中包括段基址、界限值、段特权级以及，其中包括段基址、界限值、段特权级以及所允许访问的类型的信息。所允许访问的类型的信息。. .描述符中描述符中3232位段基址加上位段基址加上3232的偏移量（由指令寻址的偏移量（由指令寻址方式决定）得到方式决定）得到线性地址线性地址。. .然后再由分段部件传送给然后再由分段部件传送给分页部件形成物理地址分页部件形成物理地址。如果分页被禁止，计算出的线性地址就是物理地址。如果分页被禁止，计算出的线性地址就是物理地址。5.5 5.5 内存分页管理内存分页管理 内存分段存在的问题：内存分段存在的问题： 每段每段

33、最长可达最长可达4GB4GB，若程序全段都装入内存运行，则一两个，若程序全段都装入内存运行，则一两个 大程序就会塞满内存，这不利于实现多任务环境。大程序就会塞满内存，这不利于实现多任务环境。 实际使用中，中小型程序占多数，它们对内存的进进出出，实际使用中，中小型程序占多数，它们对内存的进进出出， 造成大量内存造成大量内存“碎片碎片”，浪费内存空间。，浪费内存空间。 由于程序运行的局部性，调用内存的大程序中大部分指令由于程序运行的局部性，调用内存的大程序中大部分指令 在很长时间里并不运行，甚至根本不运行。它们即浪费了在很长时间里并不运行，甚至根本不运行。它们即浪费了 调入调出时间，又白占内存空间

34、。调入调出时间，又白占内存空间。 分页管理基本思想：分页管理基本思想：把内存分成等大的块，称为把内存分成等大的块，称为“内存页内存页”；把程序、数据等各段的；把程序、数据等各段的内容也人为分成同样大小的块，称为内容也人为分成同样大小的块，称为“内容页内容页”。针对上述三大问题，页面管理可以如下处理：针对上述三大问题，页面管理可以如下处理： 先把程序的先把程序的前几页调入内存前几页调入内存。开始运行，不断回收。开始运行，不断回收 用过的内存页。这样无论一个段有多大，它只需用过的内存页。这样无论一个段有多大，它只需n n个个 页就可顺利运行了。页就可顺利运行了。 “碎片碎片”少少。 不运行的程序页将不调入内存，避免了不运行程序不运行的程序页将不调入内存，避免了不运行程序 段白