大三上学期课件微机cai第四五六章

第四章８０８６汇编语言基础4.1汇编语言的简介汇编语言是一种以处理器指令系统为基础的低级程序设计语言，它采用助记符表达指令操作码，采用标识符号表示指令操作数利用汇编语言编写程序的主要优点是可以直接、有效地控制计算机硬件，因而容易创建代码序列短小、运行快速的可执行程序在有些应用领域，汇编语言的作用是不容置疑和无可替代的汇编程序设计的过程是与其他高级语言程序设计大致相同汇编语言源程序格式完整的汇编语言源程序由段组成一个汇编语言源程序可以包含若干个代码段、数据段、附加段或堆栈段，段与段之间的顺序可随意排列需独立运行的程序必须包含一个代码段，并指示程序执行的起始点，一个程序只有一个起始点所有的可执行性语句必须位于某一个代码段内，说明性语句可根据需要位于任一段内通常，程序还需要一个堆栈段

源程序由语句序列构成⑴执行性语句——执行性语句用于表达处理器指令(也称为硬指令)，汇编后对应一条指令代码。由处理器指令组成的代码序列是程序设计的主体标号:

硬指令助记符操作数,操作数

;注释⑵说明性语句——说明性语句用于表达伪指令，指示源程序如何汇编、变量怎样定义、过程怎么设置等名字伪指令助记符

参数,参数,……;注释汇编语言源语句格式硬指令（Instruction）——使CPU产生动作、并在程序执行时才处理的指令 硬指令就是第2章学习的处理器指令，与具体的处理器有关、与汇编程序无关伪指令（Directive）——不产生CPU动作、在程序执行前由汇编程序处理的说明性指令 伪指令与具体的处理器类型无关，但与汇编程序有关。不同版本的汇编程序支持不同的伪指令

硬指令和伪指令采用易于记忆的符合表达，这就是助记符硬指令与伪指令标号是反映硬指令位置（逻辑地址）和属性的标识符，后跟一个冒号分隔名字是反映伪指令位置（逻辑地址）和属性的标识符，后跟空格或制表符分隔，没有冒号标识符（Identifier）一般最多由31个字母、数字及规定的特殊符号（如_、$、?、@）组成，不能以数字开头。默认情况下，汇编程序不区别标识符中的字母大小写一个源程序中，每个标识符的定义是唯一的，还不能是汇编语言采用的保留字4.2汇编语言的标记保留字（ReservedWord）是汇编程序已经利用的标识符（也称为关键字），主要有：硬指令助记符——例如：MOV、ADD伪指令助记符——例如：DB、DW操作符——例如：OFFSET、PTR寄存器名——例如：AX、CS预定义符号——例如：@data

汇编语言大小写不敏感处理器指令的操作数可以是立即数、寄存器和存储单元伪指令的参数可以是常数、变量名、表达式等，可以有多个，参数之间用逗号分隔语句中由分号“；”开始的部分为注释内容，用以增加源程序的可读性必要时，一个语句行也可以由分号开始作为阶段性注释汇编程序在翻译源程序时将跳过该部分，不对它们做任何处理语句的4个组成部分要用分隔符分开标号后用冒号，注释前用分号操作数之间和参数之间使用逗号分隔其他部分通常采用空格或制表符多个空格和制表符的作用与一个相同MASM支持续行符“\”

常量表示一个固定的数值，它又分成多种形式常数字符串符合常量数值表达式4.2表达式1.常数指由10、16、2和8进制形式表达的数值，各种进制的数据以后缀字母区分，默认不加后缀字母的是十进制数十进制由0~9数字组成，以字母D（d）结尾（缺省情况可以省略）100，255D十六进制由0~9、A~F数字组成，以字母H（h）结尾，以字母开头的常数需要加一个前导064H，0FFH0B800H二进制由0和1两个数字组成，以字母B（b）结尾01100100B字符串常量是用单引号或双引号括起来的单个字符或多个字符其数值是每个字符对应的ASCII码值例如：

‘d’（等于64H）

‘AB’（等于4142H）

‘Hello,Assembly!’2.字符串符号常量使用标识符表达一个数值MASM提供等价机制，用来为常量定义符号名符号定义伪指令有“等价EQU”和“等号＝”： 符号名EQU

数值表达式 符号名EQU<字符串> ；MASM5.x不支持 符号名＝数值表达式EQU用于数值等价时不能重复定义符号名，但“＝”允许有重复赋值。例如：

X =7 ；等效于：Xqeu7 X =X+5 ；“XEQUX+5”是错误的3.符号变量数值表达式一般是指由运算符连接的各种常量所构成的表达式汇编程序在汇编过程中计算表达式，最终得到一个确定的数值，所以也是常量表达式的数值在程序运行前的汇编阶段计算，所以组成表达式的各部分必须在汇编时就能确定汇编语言支持多种运算符（表3.4）我们经常使用的是加减乘除（＋－*/）例如：movax,3*4+5 ；等价于：movax,174.数值表达式变量

变量实质上是指内存单元的数据，虽然内存单元地址不变，但其中存放的数据可以改变变量需要事先定义才能使用变量定义（Define）伪指令为变量申请固定长度为单位的存储空间，并可以同时将相应的存储单元初始化定义后的变量可以利用变量名等方法引用其中的数据，即变量的数值地址操作符地址操作符取得名字或标号的段地址和偏移地址[]将括起的表达式作为存储器地址指针$当前偏移地址:段前缀，采用指定的段地址寄存器OFFSET名字/标号返回名字或标号的偏移地址SEG名字/标号返回名字或标号的段地址

类型操作符类型操作符对名字或标号的类型属性进行设置

类型名PTR名字/标号其中可以是BYTE、WORD、DWORD（依次表示字节、字、双字）等,或者是NEAR、FAR（分别表示近、远），还可以是由结构、记录等定义的类型对变量：LENGTHOF操作符获知某变量名指向多少个数据项SIZEOF操作符获知它共占用多少字节空间ASM—86的关系运算符有：相等（EQ）不等（NE）小于（LT）大于（GT）小于等于（LE）大于等于（GE）关系操作符算术运算符有：1.加（+）2.减（-）3.乘（*）4.除（/）5.取余（MOD）6.右移（SHR）7.左移（SHL）算术运算符ASM—86的属性运算符有：一、PTR

格式：类型PTR地址表达式功能：临时指定由地址表达式所确定的存储单元的类型属性。二、SHORT

当指令“JMP目标地址”中的目标地址与该指令下一条指令之间的距离在-128～+127直接单元范围内的时，可以用SHORT运算符来告诉汇编程序将JMP指令会变成两个字节的代码：第一字节为操作码第二字节为相对位移量（补码）。三、THIS

格式：THIS类型功能：指定变量或标号的类型。四、段跨越前缀格式：段寄存器：地址表达式或段名：地址表达式功能：用来改变地址表达式的段属性。五、关于方括号[]属性运算符

在8086汇编语言中，方括号[]用于表示一个地址，如[BX]，[BP+2]、[DI+X1]等。使用规则如下：1、只有BX、BP、DI、SI寄存器可以出现在方括号内。2、常数和数值表达式不能单独出现在方括号内。3、BX和BP不得同时出现在同一方括号内。4、方括号中的寄存器之间仅能进行加法。关于方括号

分离运算符有HIGH和LOW它们可用在字类型的操作数之前，以截取该字的高位字节或低位字节。如指令“MOVAH，HIGH0ABCDH”等效于“MOVAH，0ABH”。分离运算符

汇编语言中有两类语句：指令性语句和指示性语句。一、指令性语句：标号；指令助记符操作数；注释二、指示性语句：名称伪指令操作数；注释4.3语句ASM—86的伪指令有20条，是向汇编程序发出的命令，常用的伪指令有：段定义伪指令

SEGMENT/ENDS，ORG，ASSUME过程定义伪指令

PROC/ENDP定义访问外部标识符伪指令EXTRN、PUBLIC源程序终结伪指令

END数据/存储器定义伪指令

DB、DW、DD符号定义伪指令

EQU给存储单元命名伪指令

LABEL确定变量/标号类型伪指令BYTE、WORD、DWORD、NEAR、FAR。这些指令的功能我们在以后的学习过程中逐渐介绍。4.4伪指令本章主要内容小结和基本要求：（1）汇编语言是面向机器的语言，是机器语言的符号表示。（2）汇编语言程序的语句可分为两类:指令性语言和指示性语言。（3）本章重点掌握源程序中语句书写的格式及功能，同时，还要知道数据定义语所定义的数据在内存中的存放地址。4.4小结第五章汇编语言程序的汇编及上机过程5.1汇编语言源程序的结构ASM—86汇编语言程序在结构上有以下几个特点：（1）一个汇编语言源程序有一个或几个段组成，每个段由SEGMENT语句开始以ENDS结束。（2）构成源程序的这些段可分为四类：代码段、数据段、附加段和堆栈段。（3）若一个源程序段仅有一个段组成，这个段必为代码段。（4）源程序的每一个段中的语句是指示性语句或是指令性语句。（5）一条语句占一行。（6）每个代码段都有ASSUME语句，用于确定段与段寄存器间的关系（7）整个程序必须以END伪指令结束。宏是具有宏名的一段汇编语句序列宏需要先定义，然后在程序中进行宏调用由于形式上类似其他指令，所以常称其为宏指令宏指令实际上是一段代码序列的缩写；在汇编时，汇编程序用对应的代码序列替代宏指令因为是在汇编过程中实现的宏展开，所以常称为宏汇编5.2宏指令宏定义宏定义由一对宏汇编伪指令MACRO和ENDM来完成，格式如下：

宏名

MACRO[形参表]

…… ；宏定义体

ENDM其中宏名是符合语法的标识符，同一源程序中该名字定义唯一。宏定义体中不仅可以是硬指令序列，还可以是伪指令语句序列可选的形参表给出了宏定义中用到的形式参数，每个形式参数之间用逗号分隔宏定义之后就可以使用它，即宏调用：

宏名

[实参表]宏调用的格式同一般指令一样：在使用宏指令的位置写下宏名，后跟实体参数；如果有多个参数，应按形参顺序填入实参，也用逗号分隔在汇编时，宏指令被汇编程序用对应的代码序列替代，这就是宏展开宏展开的具体过程是：当汇编程序扫描源程序遇到已有定义的宏调用时，即用相应的宏定义体完全替代源程序的宏指令，同时用位置匹配的实参对形参进行取代宏调用dispchar macrochar ;;宏定义

movah,2 ;;宏定义体

movdl,char int21h

endm

… dispchar‘?’ ;宏调用（宏指令）

…

1

movah,2 ;宏展开

1

movdl,’?’1 int21h宏调用实例dispmsg macromessage ;;宏定义

movah,9 ;;宏定义体

leadx,message int21h

endm

… dispmsgstring ;宏调用（宏指令）

…

1

movah,9 ;宏展开

1

leadx,string1 int21h比较仅是源程序级的简化：宏调用在汇编时进行程序语句的展开，不需要返回；不减小目标程序，执行速度没有改变通过形参、实参结合实现参数传递，简捷直观、灵活多变还是目标程序级的简化：子程序调用在执行时由CALL指令转向、RET指令返回；形成的目标代码较短，执行速度减慢需要利用寄存器、存储单元或堆栈等传递参数宏子程序宏与子程序的比较宏与子程序具有各自的特点，程序员应该根据具体问题选择使用那种方法通常，当程序段较短或要求较快执行时，应选用宏；当程序段较长或为减小目标代码时，要选用子程序比较

结论宏子程序

本部分将在上机过程中介绍5.3ASM—86汇编

语言源程序的汇编与连接一、汇编语言有若干段组成：代码段、数据段、堆栈段、和附加段。二、了解汇编语言的结构。三、会定义和利用“宏”。四、了解汇编语言程序的汇编和连接。5.4小结第六章汇编语言程序设计方法编辑文本编辑器，如EDIT.COM源程序：文件名.asm汇编汇编程序，如ML.EXE目标模块：文件名.obj连接连接程序，如LINK.EXE可执行文件：文件名.exe调试调试程序，如DEBUG.EXE应用程序错误错误错误错误6.1汇编语言设计步骤没有分支、循环等转移指令的程序，会按指令书写的前后顺利依次执行，这就是顺序程序顺序结构是最基本的程序结构完全采用顺序结构编写的程序并不多见下例顺序程序设计实例采用查表法，实现一位16进制数转换为ASCII码显示6.2顺序结构程序设计;数据段ASCII db30h,31h,32h,33h,34h,35h,36h,37h,38h,39h

；对应0~9的ASCII码

db41h,42h,43h,44h,45h,46h

；对应A~F的ASCII码hex db04h,0bh

；假设两个数据例题

;代码段movbx,offsetASCII；BX指向ASCII码表moval,hex ；AL取得一位16进制数；恰好就是ASCII码表中的位移andal,0fh ；只有低4位是有效的，高4位清0xlat；换码：AL←DS:[BX＋AL]XLATmovdl,al

；入口参数：DL←ALmovah,2

；02号DOS功能调用int21h

；显示一个ASCII码字符moval,hex+1

；转换并显示下一个数据andal,0fhxlatmovdl,almovah,2int21hXLAT分支程序根据条件是真或假决定执行与否判断的条件是各种指令，如CMP、TEST等执行后形成的状态标志转移指令Jcc和JMP可以实现分支控制分支结构有单分支结构双分支结构多分支结构6.3分支结构程序设计条件成立跳转，否则顺序执行分支语句体注意选择正确的条件转移指令和转移目标地址实例：求绝对值单分支结构

cmpax,0

jgenonneg

；条件满足（AX≥0），转移

negax

；条件不满足，求补nonneg:

movresult,ax

；条件满足

；不恰当的分支

cmpax,0

jlyesneg

；条件满足（AX＜0），转移

jmpnonnegyesneg:

negax

；条件不满足，求补nonneg:

movresult,ax

；条件满足例题：求绝对值条件成立跳转执行第2个分支语句体，否则顺序执行第1个分支语句体注意第1个分支体后一定要有一个JMP指令跳到第2个分支体后实例：显示BX的最高位双分支结构 shlbx,1 ；BX最高位移入CF标志

jcone

；CF＝1，即最高位为1，转移

movdl,30h

；CF＝0，即最高位为0：DL←30H＝‘0’

jmptwo

；一定要跳过另一个分支体one: movdl,31h ；DL←31H＝‘1’two: movah,2 int21h ；显示可以用JNC替换JC例题：显示BX的最高位 shlbx,1 ；BX最高位移入CF标志

jncone

；CF＝0，即最高位为0，转移

movdl,31h

；CF＝1，即最高位为1：DL←31H＝‘1’

jmptwo

；一定要跳过另一个分支体one: movdl,30h ；DL←30H＝‘0’two: movah,2 int21h ；显示转换为单分支结构 movdl,’0’ ；DL←30H＝‘0’ shlbx,1 ；BX最高位移入CF标志

jnctwo

；CF＝0，即最高位为0，转移

movdl,’1’

；CF＝1，即最高位为1：DL←31H＝‘1’two: movah,2 int21h ；显示

编写分支程序，需留心分支的开始和结束 movdl,0 shlbx,1 ；BX最高位移入CF标志

adcdl,30h

；CF＝0，DL←0＋30h＋0＝30H＝‘0’

；CF＝1，DL←0＋30h＋1＝31H＝‘1’two: movah,2 int21h ；显示多分支结构是多个条件对应各自的分支语句体，哪个条件成立就转入相应分支体执行AH=0fuction0YNAH=1fuction1YNAH=2fuction2YNorah,ah ；＝cmpah,0jzfunction0decah ；＝cmpah,1jzfunction0decah ；＝cmpah,2jzfunction0多分支结构循环程序结构是满足一定条件的情况下，重复执行某段程序循环结构的程序通常有3个部分：循环初始部分——为开始循环准备必要的条件，如循环次数、循环体需要的数值等循环体部分——指重复执行的程序部分，其中包括对循环条件等的修改程序段循环控制部分——判断循环条件是否成立，决定是否继续循环关键是什么？6.4循环程序设计循环结构程序的设计关键是循环控制部分循环控制可以在进入循环之前进行，也可以在循环体后进行，于是形成两种结构：“先判断、后循环”结构“先循环、后判断”结构循环结束的控制可以用循环次数，还可以用特定条件等，于是又有：计数控制循环条件控制循环图示循环控制

结束

初始化

循环的初始状态

循环体

循环的工作部分及修改部分

计数控制循环条件控制循环修改部分控制条件YN先循环后判断的循环结构计数控制循环利用循环次数作为控制条件易于采用循环指令LOOP和JCXZ实现初始化：将循环次数或最大循环次数置入CX循环体循环控制：用LOOP指令对CX减1、并判断是否为0计数控制循环 ;数据段array dw10；假设一个数组，其中头个数据10表示元素个数

dw-3,0,20,900,587,-632,777,234,-34,-56；这是一个有符号字量元素组成的数组maxay dw? ；存放最大值minay dw? ；存放最小值初始化：循环次数＝元素个数－1循环体：逐个比较求最大、小值循环控制：比较完所有数据例题：求数组元素的最大最小值条件控制循环需要利用特定条件判断循环是否结束条件控制循环用条件转移指令判断循环条件转移指令可以指定目的标号来改变程序的运行顺序，如果目的标号指向一个重复执行的语句体的开始或结束，便构成了循环控制结构条件控制循环

；数据段string db'Letushaveatry!',0

；代码段

movbx,offsetstringagain: movdl,[bx] cmpdl,0

jzdone

；为0结束

movah,2 ；不为0，显示

int21h incbx ；指向下一个字符

jmpagaindone: ……条件控制循环先判断后循环例题：显示以0结尾的字符串把功能相对独立的程序段单独编写和调试，作为一个相对独立的模块供程序使用，就形成子程序子程序可以实现源程序的模块化，可简化源程序结构，可以提高编程效率主程序（调用程序）需要利用CALL指令调用子程序（被调用程序）子程序需要利用RET指令返回主程序6.5子程序设计汇编语言中，子程序要用一对过程伪指令PROC和ENDP声明，格式如下：

过程名

PROC[NEAR|FAR] …… ；过程体

过程名

ENDP可选的参数指定过程的调用属性。没有指定过程属性，则采用默认属性NEAR属性（段内近调用）的过程只能被相同代码段的其他程序调用FAR属性（段间远调用）的过程可以被相同或不同代码段的程序调用过程定义和子程序编写⑴子程序要利用过程定义伪指令声明⑵子程序最后利用RET指令返回主程序，主程序执行CALL指令调用子程序⑶子程序中对堆栈的压入和弹出操作要成对使用，保持堆栈的平衡⑷子程序开始应该保护使用到的寄存器内容，子程序返回前相应进行恢复⑸子程序应安排在代码段的主程序之外，最好放在主程序执行终止后的位置（返回DOS后、汇编结束END伪指令前），也可以放在主程序开始执行之前的位置子程序编写注意事项⑹子程序允许嵌套和递归⑺子程序可以与主程序共用一个数据段，也可以使用不同的数据段（注意修改DS），还可以在子程序最后设置数据区（利用CS寻址）⑻子程序的编写可以很灵活，例如具有多个出口（多个RET指令）和入口，但一定要保证堆栈操作的正确性⑼处理好