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王爽 匯編語(yǔ)言學(xué)習(xí)筆記(詳細(xì))

 更新時(shí)間:2020年01月18日 12:40:45   作者:洋蔥汪  
王爽匯編語(yǔ)言第三版是一款高清完整版的專(zhuān)業(yè)編程圖書(shū),該書(shū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,內(nèi)容全面涵蓋知識(shí)點(diǎn)豐富,適合自學(xué)者使用,有需要者快來(lái)

王爽匯編語(yǔ)言第三版是一款高清完整版的專(zhuān)業(yè)編程圖書(shū),該書(shū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,內(nèi)容全面涵蓋知識(shí)點(diǎn)豐富,適合自學(xué)者使用,有需要者快來(lái)

一、基礎(chǔ)知識(shí)

1、指令

機(jī)器指令:CPU能直接識(shí)別并執(zhí)行的二進(jìn)制編碼

匯編指令:匯編指令是機(jī)器指令的助記符,同機(jī)器指令一一對(duì)應(yīng)。

指令:指令通常由操作碼和地址碼(操作數(shù))兩部分組成

指令集:每種CPU都有自己的匯編指令集。

匯編語(yǔ)言由3類(lèi)指令組成。

匯編指令

偽指令:沒(méi)有對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼,由編譯器執(zhí)行,計(jì)算機(jī)并不執(zhí)行
其他符號(hào):如+、-、*、/等,由編譯器識(shí)別,沒(méi)有對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼。
編譯器:夠?qū)R編指令轉(zhuǎn)換成機(jī)器指令的翻譯程序每一種CPU都有自己的匯編指令集。

在這里插入圖片描述

在內(nèi)存或磁盤(pán)上,指令和數(shù)據(jù)沒(méi)有任何區(qū)別,都是二進(jìn)制信息

2、存儲(chǔ)器

隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)在程序的執(zhí)行過(guò)程中可讀可寫(xiě),必須帶電存儲(chǔ)

只讀存儲(chǔ)器(ROM)在程序的執(zhí)行過(guò)程中只讀,關(guān)機(jī)數(shù)據(jù)不丟失

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(以上3張圖片來(lái)自王道考研 - 計(jì)算機(jī)組成原理課件)

3、總線

1、總線

總線是連接各個(gè)部件的信息傳輸線,是各個(gè)部件共享的傳輸介質(zhì)。

主板上有核心器件和一些主要器件,這些器件通過(guò)總線(地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線)相連。這些器件有CPU、存儲(chǔ)器、外圍芯片組、擴(kuò)展插槽等。擴(kuò)展插槽上一般插有RAM內(nèi)存條和各類(lèi)接口卡。

來(lái)自唐朔飛·計(jì)算機(jī)組成原理經(jīng)典課件

總線根據(jù)位置分類(lèi):

  • 片內(nèi)總線(芯片內(nèi)部總線)

  • 系統(tǒng)總線(計(jì)算機(jī)各部件之間的信息傳輸線)

    根據(jù)傳送信息的不同,系統(tǒng)總線從邏輯上又分為3類(lèi),地址總線、控制總線和數(shù)據(jù)總線。

CPU要想進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě),必須和外部器件(標(biāo)準(zhǔn)的說(shuō)法是芯片)進(jìn)行以下3類(lèi)信息的交互。

  1. 地址總線:CPU通過(guò)地址總線來(lái)指定存儲(chǔ)單元
    在這里插入圖片描述
    1根導(dǎo)線可以傳送的穩(wěn)定狀態(tài)只有兩種,高電平或是低電平。用二進(jìn)制表示就是1或0

圖示有10根地址線即一次可以傳輸10位,訪問(wèn)存儲(chǔ)單元地址為1011,尋址范圍為0 ~ (210 - 1)

  1. 數(shù)據(jù)總線:CPU與內(nèi)存或其他器件之間的數(shù)據(jù)傳送是通過(guò)數(shù)據(jù)總線來(lái)進(jìn)行的
    在這里插入圖片描述
    8根數(shù)據(jù)線一次可傳送一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)(即一個(gè)字節(jié)),傳送2個(gè)字節(jié)需要兩次;16根數(shù)據(jù)線一次可傳送2個(gè)字節(jié)(內(nèi)存對(duì)齊核心原理)

  2. 控制總線:CPU對(duì)外部器件的控制是通過(guò)控制總線來(lái)進(jìn)行的。

有多少根控制總線,就意味著CPU提供了對(duì)外部器件的多少種控制。
所以,控制總線的寬度決定了CPU對(duì)外部器件的控制能力。

2、CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)

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1、 CPU通過(guò)地址線將地址信息3發(fā)出。
2、 CPU通過(guò)控制線發(fā)出內(nèi)存讀命令,選中存儲(chǔ)器芯片,并通知它,將要從中讀取數(shù)據(jù)。
3、 存儲(chǔ)器將3號(hào)單元中的數(shù)據(jù)8通過(guò)數(shù)據(jù)線送入CPU。寫(xiě)操作與讀操作的步驟相似。
聯(lián)想:在組成原理中用微操作表示:(PC) → MAR; 1 → R; M(MAR) → MDR; …

3、CPU對(duì)外設(shè)的控制

CPU對(duì)外設(shè)都不能直接控制,如顯示器、音箱、打印機(jī)等。

直接控制這些設(shè)備進(jìn)行工作的是插在擴(kuò)展插槽上的接口卡。

擴(kuò)展插槽通過(guò)總線和CPU相連,所以接口卡也通過(guò)總線同CPU相連。CPU可以直接控制這些接口卡,從而實(shí)現(xiàn)CPU對(duì)外設(shè)的間接控制。

如:CPU無(wú)法直接控制顯示器,但CPU可以直接控制顯卡,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示器的間接控制

4、內(nèi)存地址空間

CPU將系統(tǒng)中各類(lèi)存儲(chǔ)器看作一個(gè)邏輯存儲(chǔ)器,這個(gè)邏輯存儲(chǔ)器就是我們所說(shuō)的內(nèi)存地址空間。
對(duì)于CPU,所有存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元都處于一個(gè)統(tǒng)一的邏輯存儲(chǔ)器中,它的容量受CPU尋址能力限制。(或許就是計(jì)組中學(xué)的統(tǒng)一編址吧)
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每個(gè)物理存儲(chǔ)器在這個(gè)邏輯存儲(chǔ)器中占有一個(gè)地址段,即一段地址空間。CPU在這段地址空間中讀寫(xiě)數(shù)據(jù),實(shí)際上就是在相對(duì)應(yīng)的物理存儲(chǔ)器中讀寫(xiě)數(shù)據(jù)(對(duì)ROM寫(xiě)無(wú)效)。
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二、寄存器

1、寄存器

CPU由運(yùn)算器、控制器、寄存器等器件構(gòu)成,這些器件靠片內(nèi)總線相連。

運(yùn)算器進(jìn)行信息處理;控制器控制各種器件進(jìn)行工作;寄存器進(jìn)行信息存儲(chǔ);

8086CPU有14個(gè)寄存器:AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW都是16位

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16位結(jié)構(gòu)CPU具有下面幾方面的結(jié)構(gòu)特性。

  • 運(yùn)算器一次最多可以處理16位的數(shù)據(jù);
  • 寄存器的最大寬度為16位;
  • 寄存器和運(yùn)算器之間的通路為16位。

8086CPU可以一次性處理以下兩種尺寸的數(shù)據(jù)。

  • 字節(jié):記為byte,一個(gè)字節(jié)由8個(gè)bit組成,可以存在8位寄存器中。
  • 字:記為word,一個(gè)字由兩個(gè)字節(jié)組成,可以存在一個(gè)16位寄存器中(16位CPU)
    在這里插入圖片描述
    8086采用小端模式:高地址存放高位字節(jié),低地址存放低位字節(jié)。

2、通用寄存器

通用寄存器:通常用來(lái)存放一般性的數(shù)據(jù),有AX、BX、CX、DX,它們可分為兩個(gè)可獨(dú)立使用的8位寄存器,

16位 8高位 8低位
AX AH AL
BX BH BL
CX CH CL
DX DH DL

在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送或運(yùn)算時(shí),要注意指令的兩個(gè)操作對(duì)象的位數(shù)應(yīng)當(dāng)是一致的

一個(gè)8位寄存器所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)范圍是0 ~ 28-1。

3、8086CPU給出物理地址的方法

8086CPU有20位地址總線,可以傳送20位地址,達(dá)到1MB尋址能力。
8086CPU又是16位結(jié)構(gòu),在內(nèi)部一次性處理、傳輸、暫時(shí)存儲(chǔ)的地址為16位。
從8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)看,如果將地址從內(nèi)部簡(jiǎn)單地發(fā)出,那么它只能送出16位的地址,表現(xiàn)出的尋址能力只有64KB。
8086CPU采用一種在內(nèi)部用兩個(gè)16位地址合成的方法來(lái)形成一個(gè)20位的物理地址。
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當(dāng)8086CPU要讀寫(xiě)內(nèi)存時(shí):

  1. CPU中的相關(guān)部件提供兩個(gè)16位的地址,一個(gè)稱(chēng)為段地址,另一個(gè)稱(chēng)為偏移地址;
  2. 地址加法器將兩個(gè)16位地址合成為一個(gè)20位的物理地址;

地址加法器采用物理地址 = 段地址×16 + 偏移地址的方法用段地址和偏移地址合成物理地址。

例如,8086CPU要訪問(wèn)地址為123C8H的內(nèi)存單元,1230H左移一位(空出4位)加上00C8H合成123C8H

4、段寄存器

我們可以將一段內(nèi)存定義為一個(gè)段,用一個(gè)段地址指示段,用偏移地址訪問(wèn)段內(nèi)的單元,可以用分段的方式來(lái)管理內(nèi)存。

用一個(gè)段存放數(shù)據(jù),將它定義為“數(shù)據(jù)段”;

用一個(gè)段存放代碼,將它定義為“代碼段”;

用一個(gè)段當(dāng)作棧,將它定義為“棧段”。

注意:

  • 一個(gè)段的起始地址一定是16的倍數(shù);
  • 偏移地址為16位,變化范圍為0-FFFFH,所以一個(gè)段的長(zhǎng)度最大為64KB。
  • CPU可以用不同的段地址和偏移地址形成同一個(gè)物理地址。

段寄存器:8086CPU有4個(gè)段寄存器:CS、DS、SS、ES,提供內(nèi)存單元的段地址。

1、CS和IP

CS為代碼段寄存器,IP為指令指針寄存器,

CPU將CS、IP中的內(nèi)容當(dāng)作指令的段地址和偏移地址,用它們合成指令的物理地址,

CPU將CS:IP指向的內(nèi)容當(dāng)作指令執(zhí)行。(即PC)
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8086CPU的工作過(guò)程簡(jiǎn)要描述

  1. 從CS:IP指向的內(nèi)存單元讀取指令,讀取的指令進(jìn)入指令緩沖器;
  2. IP=IP+所讀取指令的長(zhǎng)度,從而指向下一條指令;
  3. 執(zhí)行指令。轉(zhuǎn)到步驟1,重復(fù)這個(gè)過(guò)程。

在8086CPU加電啟動(dòng)或復(fù)位后(即CPU剛開(kāi)始工作時(shí))CS和IP被設(shè)置為CS=FFFFH,IP=0000H,即在8086PC機(jī)剛啟動(dòng)時(shí),F(xiàn)FFF0H單元中的指令是8086PC機(jī)開(kāi)機(jī)后執(zhí)行的第一條指令。

8086CPU提供轉(zhuǎn)移指令修改CS、IP的內(nèi)容。

  • jmp 段地址:偏移地址:用指令中給出的段地址修改CS,偏移地址修改IP。如:jmp 2AE3:3

  • jmp 某一合法寄存器:僅修改IP的內(nèi)容。如:jmp ax。在含義上好似:mov IP,ax

8086CPU不支持將數(shù)據(jù)直接送入段寄存器的操作,這屬于8086CPU硬件設(shè)計(jì)

2、DS 和 [address]

DS寄存器:通常用來(lái)存放要訪問(wèn)數(shù)據(jù)的段地址

[address]表示一個(gè)偏移地址為address的內(nèi)存單元,段地址默認(rèn)放在ds中

通過(guò)數(shù)據(jù)段段地址和偏移地址即可定位內(nèi)存單元。

mov bx, 1000H ;8086CPU不支持將數(shù)據(jù)直接送入段寄存器的操作

mov ds, bx ;ds存放數(shù)據(jù)段地址

mov [0], al ;將al數(shù)據(jù)(1字節(jié))存到1000H段的0偏移地址處,即10000H

mov ax, [2] ;將數(shù)據(jù)段偏移地址2處的一個(gè)字(8086為2字節(jié))存放到ax寄存器

add cx, [4] ;將偏移地址4處的一個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)加上cx寄存器數(shù)據(jù)放到cx寄存器

sub dx, [6] ;dx寄存器數(shù)據(jù)減去數(shù)據(jù)段偏移地址6處的字?jǐn)?shù)據(jù)存到dx

3、SS 和 SP

在基于8086CPU編程的時(shí)候,可以將一段內(nèi)存當(dāng)作棧來(lái)使用。

棧段寄存器SS,存放段地址,SP寄存器存放偏移地址,任意時(shí)刻,SS:SP指向棧頂元素

8086CPU中,入棧時(shí),棧頂從高地址向低地址方向增長(zhǎng)。

push ax表示將寄存器ax中的數(shù)據(jù)送入棧中,由兩步完成。

1、SP=SP-2,SS:SP指向當(dāng)前棧頂前面的單元,以當(dāng)前棧頂前面的單元為新的棧頂;
2、將ax中的內(nèi)容送入SS:SP指向的內(nèi)存單元處,SS:SP此時(shí)指向新棧頂。

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pop ax表示從棧頂取出數(shù)據(jù)送入ax,由以下兩步完成。

  1. 將SS:SP指向的內(nèi)存單元處的數(shù)據(jù)送入ax中;
  2. SP=SP+2,SS:SP指向當(dāng)前棧頂下面的單元,以當(dāng)前棧頂下面的單元為新的棧頂。

實(shí)驗(yàn)

  1. 將10000H~1000FH這段空間當(dāng)作棧,初始狀態(tài)棧是空的;
  2. 設(shè)置AX=001AH,BX=001BH;
  3. 將AX、BX中的數(shù)據(jù)入棧;
  4. 然后將AX、BX清零;
  5. 從棧中恢復(fù)AX、BX原來(lái)的內(nèi)容。
mov ax, 1000H 
mov ss, ax 
mov sp, 0010H ;初始化棧頂
mov ax, 001AH
mov bx, 001BH 

push ax 
push bx ;ax、bx入棧

sub ax, ax ;將ax清零,也可以用mov ax,0,
 ;sub ax,ax的機(jī)器碼為2個(gè)字節(jié),
 ;mov ax,0的機(jī)器碼為3個(gè)字節(jié)。
 
sub bx, bx 

pop bx ;從棧中恢復(fù)ax、bx原來(lái)的數(shù)據(jù)
pop ax ;

三、第一個(gè)程序

1、匯編程序從寫(xiě)出到執(zhí)行的過(guò)程

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加載后,CPU的CS:IP指向程序的第一條指令(即程序的入口)

;1.asm
assume cs:codesg ;將用作代碼段的段codesg和段寄存器cs聯(lián)系起來(lái)。

codesg segment ;定義一個(gè)段,段的名稱(chēng)為“codesg”,這個(gè)段從此開(kāi)始
			 ;codesg是一個(gè)標(biāo)號(hào),作為一個(gè)段的名稱(chēng),最終被編譯連接成一個(gè)段的段地址

	mov ax, 0123H
	mov bx, 0456H 
	add ax, bx
	add ax, ax 
	
	mov ax, 4c00H 
	int 21H ;這兩條指令實(shí)現(xiàn)程序的返回
	
codesg ends ;名稱(chēng)為“codesg”的段到此結(jié)束

end ;編譯器在編譯匯編程序的過(guò)程中,碰到了偽指令end,結(jié)束對(duì)源程序的編譯

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2、程序執(zhí)行過(guò)程跟蹤

DOS系統(tǒng)中.EXE文件中的程序的加載過(guò)程

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四、[bx] 和 loop指令

1、[bx] 和 loop指令

[bx] 的含義:[bx]同樣表示一個(gè)內(nèi)存單元,它的偏移地址在bx中,段地址默認(rèn)在ds中

loop指令的格式是:loop 標(biāo)號(hào),CPU執(zhí)行l(wèi)oop指令的時(shí)候,要進(jìn)行兩步操作,

  1. (cx) = (cx) - 1;

  2. 判斷 cx 中的值,不為零則轉(zhuǎn)至標(biāo)號(hào)處執(zhí)行程序,如果為零則向下執(zhí)行。

例如:計(jì)算212

assume cs:code 

code segment 
	mov ax, 2
	
	mov cx, 11 ;循環(huán)次數(shù)
s: add ax, ax 
	loop s ;在匯編語(yǔ)言中,標(biāo)號(hào)代表一個(gè)地址,標(biāo)號(hào)s實(shí)際上標(biāo)識(shí)了一個(gè)地址,
 ;這個(gè)地址處有一條指令:add ax,ax。
 ;執(zhí)行l(wèi)oop s時(shí),首先要將(cx)減1,然后若(cx)不為0,則向前
 ;轉(zhuǎn)至s處執(zhí)行add ax,ax。所以,可以利用cx來(lái)控制add ax,ax的執(zhí)行次數(shù)。
	
	mov ax,4c00h 
	int 21h 
code ends 
end

loop 和 [bx] 的聯(lián)合應(yīng)用

計(jì)算ffff:0 ~ ffff:b單元中的數(shù)據(jù)的和,結(jié)果存儲(chǔ)在dx中

問(wèn)題分析:

這些內(nèi)存單元都是字節(jié)型數(shù)據(jù)范圍0 ~ 255 ,12個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)和不會(huì)超過(guò)65535,dx可以存下
對(duì)于8位數(shù)據(jù)不能直接加到 dx

解決方案:

用一個(gè)16位寄存器來(lái)做中介。將內(nèi)存單元中的8位數(shù)據(jù)賦值到一個(gè)16位寄存器a中,再將ax中的數(shù)據(jù)加到dx

assume cs:code 

code segment 
	mov ax, 0ffffh ;在匯編源程序中,數(shù)據(jù)不能以字母開(kāi)頭,所以要在前面加0。
	mov ds, ax 
	mov bx, 0 ;初始化ds:bx指向ffff:0
	mov dx, 0 ;初始化累加寄存器dx,(dx)= 0
	
	mov cx, 12 ;初始化循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器cx,(cx)= 12
s: mov al, [bx]
	mov ah, 0
	add dx, ax ;間接向dx中加上((ds)* 16 +(bx))單元的數(shù)值
	inc bx ;ds:bx指向下一個(gè)單元
	loop s 
	
	mov ax, 4c00h 
	int 21h 
code ends 
end

2、段前綴

mov ax, ds:[bx]
mov ax, cs:[bx]
mov ax, ss:[bx]
mov ax, es:[bx]
mov ax, ss:[0]
mov ax, cs:[0]

這些出現(xiàn)在訪問(wèn)內(nèi)存單元的指令中,用于顯式地指明內(nèi)存單元的段地址
的“ds:”,“cs:”,“ss:”,“es:”,在匯編語(yǔ)言中稱(chēng)為段前綴。

段前綴的使用

將內(nèi)存ffff:0 ~ ffff:b單元中的數(shù)據(jù)復(fù)制到0:200 ~ 0:20b單元中。

assume cs:code 

code segment 
	mov ax, 0ffffh 
	mov ds, ax ;(ds)= 0ffffh 
	mov ax, 0020h
 mov es, ax ;(es)= 0020h 0:200 等效于 0020:0
 mov bx, 0 ;(bx)= 0,此時(shí)ds:bx指向ffff:0,es:bx指向0020:0
 
	mov cx,12 ;(cx)=12,循環(huán)12次
s: mov dl,[bx] ;(d1)=((ds)* 16+(bx)),將ffff:bx中的字節(jié)數(shù)據(jù)送入dl 
	mov es:[bx],dl ;((es)*16+(bx))=(d1),將dl中的數(shù)據(jù)送入0020:bx 
	inc bx ;(bx)=(bx)+1
	loop s 
	
	mov ax,4c00h 
	int 21h 
code ends 
end

五、包含多個(gè)段的程序

程序中對(duì)段名的引用,將被編譯器處理為一個(gè)表示段地址的數(shù)值。

mov ax, data

mov ds, ax

mov bx, ds:[6]

在代碼段中使用數(shù)據(jù)

;計(jì)算 8 個(gè)數(shù)據(jù)的和存到 ax 寄存器
assume cs:code 

code segment 

	dw 0123h,0456h,0789h,0abch,0defh,0fedh,0cbah,0987h ;define word 定義8個(gè)字形數(shù)據(jù)

	start:	mov bx, 0 ;標(biāo)號(hào)start
			mov ax, 0 
			
			mov cx, 8
	s:		add ax, cs:[bx]
			add bx, 2
			loop s 
			
			mov ax, 4c00h 
			int 21h 
code ends
end start ;end除了通知編譯器程序結(jié)束外,還可以通知編譯器程序的入口在什么地方
	 	 ;用end指令指明了程序的入口在標(biāo)號(hào)start處,也就是說(shuō),“mov bx,0”是程序的第一條指令。

在代碼段中使用棧

;利用棧,將程序中定義的數(shù)據(jù)逆序存放。
assume cs:codesg 

codesg segment 
	dw 0123h,0456h,0789h,0abch,0defh,0fedh,0cbah,0987h ; 0-15單元
	dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 ; 16-47單元作為棧使用
			
	start:	mov ax, cs 
			mov ss, ax 
			mov sp, 30h ;將設(shè)置棧頂ss:sp指向棧底cs:30。 30h = 48d
			mov bx, 0
			
			mov cx, 8
	s:		push cs:[bx]
			add bx, 2
			loop s ;以上將代碼段0~15單元中的8個(gè)字型數(shù)據(jù)依次入棧
			
			mov bx, 0
			
			mov cx, 8
	s0:		pop cs:[bx]		
			add bx,2
			loop s0 ;以上依次出棧8個(gè)字型數(shù)據(jù)到代碼段0~15單元中
			
			mov ax,4c00h 
			int 21h 
codesg ends 
end start	;指明程序的入口在start處

將數(shù)據(jù)、代碼、棧放入不同的段

assume cs:code,ds:data,ss:stack 

data segment 
	dw 0123h,0456h,0789h,0abch,0defh,0fedh,0cbah,0987h ;0-15單元
data ends 

stack segment 
	dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 ;0-31單元
stack ends 

code segment 
	start:	mov ax, stack;將名稱(chēng)為“stack”的段的段地址送入ax
			mov ss, ax
			mov sp, 20h ;設(shè)置棧頂ss:sp指向stack:20。 20h = 32d
			
			mov ax, data ;將名稱(chēng)為“data”的段的段地址送入ax
			mov ds, ax ;ds指向data段
			
			mov bx, 0 ;ds:bx指向data段中的第一個(gè)單元
			
			mov cx, 8
	s:	 push [bx]
			add bx, 2
			loop s ;以上將data段中的0~15單元中的8個(gè)字型數(shù)據(jù)依次入棧
			
			mov bx, 0
			
			mov cx, 8
	s0:		pop [bx]
			add bx, 2
			loop s0 ;以上依次出棧8個(gè)字型數(shù)據(jù)到data段的0~15單元中
			
			mov ax, 4c00h 
			int 21h 
code ends
end start
;“end start”說(shuō)明了程序的入口,這個(gè)入口將被寫(xiě)入可執(zhí)行文件的描述信息,
;可執(zhí)行文件中的程序被加載入內(nèi)存后,CPU的CS:IP被設(shè)置指向這個(gè)入口,從而開(kāi)始執(zhí)行程序中的第一條指令

關(guān)于可執(zhí)行文件結(jié)構(gòu)與程序入口的詳細(xì)描述參考:PE文件結(jié)構(gòu)

六、更靈活的定位內(nèi)存地址的方法

1、and 和 or

and指令:邏輯與指令,按位進(jìn)行與運(yùn)算。

mov al, 01100011B
and al, 00111011B

執(zhí)行后:al=00100011B即都為1才為1

or指令:邏輯或指令,按位進(jìn)行或運(yùn)算。

mov al, 01100011B
or al, 00111011B

執(zhí)行后:al=01111011B 即只要有一個(gè)為1就為1

關(guān)于ASCII碼

世界上有很多編碼方案,有一種方案叫做ASCII編碼,是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通常被采用的。簡(jiǎn)單地說(shuō),所謂編碼方案,就是一套規(guī)則,它約定了用什么樣的信息來(lái)表示現(xiàn)實(shí)對(duì)象。比如說(shuō),在ASCII編碼方案中,用61H表示“a”,62H表示“b”。一種規(guī)則需要人們遵守才有意義。

在文本編輯過(guò)程中,我們按一下鍵盤(pán)的a鍵,就會(huì)在屏幕上看到“a”。我們按下鍵盤(pán)的a鍵,這個(gè)按鍵的信息被送入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)用ASCII碼的規(guī)則對(duì)其進(jìn)行編碼,將其轉(zhuǎn)化為61H存儲(chǔ)在內(nèi)存的指定空間中;文本編輯軟件從內(nèi)存中取出61H,將其送到顯卡上的顯存中;工作在文本模式下的顯卡,用ASCII碼的規(guī)則解釋顯存中的內(nèi)容,
61H被當(dāng)作字符“a”,顯卡驅(qū)動(dòng)顯示器,將字符“a”的圖像畫(huà)在屏幕上。我們可以看到,顯卡在處理文本信息的時(shí)候,是按照ASCII碼的規(guī)則進(jìn)行的。這也就是說(shuō),如果我們要想在顯示器上看到“a”,就要給顯卡提供“a”的ASCIⅡ碼,61H。如何提供?當(dāng)然是寫(xiě)入顯存中。

以字符形式給出的數(shù)據(jù)

assume cs:code,ds:data 

data segment 
	db 'unIx' ;相當(dāng)于“db 75H,6EH,49H,58H”
	db 'foRK'
data ends 

code segment
start:	mov al, 'a' ;相當(dāng)于“mov al, 61H”,“a”的ASCI碼為61H;
		mov b1, 'b'
		
		mov ax, 4c00h 
		int 21h 
code ends
end start

大小寫(xiě)轉(zhuǎn)換的問(wèn)題

在這里插入圖片描述

小寫(xiě)字母的ASCII碼值比大寫(xiě)字母的ASCII碼值大20H

大寫(xiě)字母ASCII碼的第5位為0,小寫(xiě)字母的第5位為1(其他一致)

assume cs:codesg,ds:datasg 

datasg segment 
	db 'BaSiC'
	db 'iNfOrMaTion'
datasg end

codesg segment 
	start:	mov ax, datasg 
			mov ds, ax	;設(shè)置ds 指向 datasg段
		
			mov bx, 0	;設(shè)置(bx)=0,ds:bx指向'BaSic'的第一個(gè)字母
			
			mov cx, 5 	 ;設(shè)置循環(huán)次數(shù)5,因?yàn)?Basic'有5個(gè)字母
	s:		mov al, [bx] ;將ASCII碼從ds:bx所指向的單元中取出
			and al, 11011111B;將al中的ASCII碼的第5位置為0,變?yōu)榇髮?xiě)字母
			mov [bx], al	 ;將轉(zhuǎn)變后的ASCII碼寫(xiě)回原單元
			inc bx		 ;(bx)加1,ds:bx指向下一個(gè)字母
			loop s 
			
			mov bx, 5	;設(shè)置(bx)=5,ds:bx指向,iNfOrMaTion'的第一個(gè)字母
			
			mov cx, 11	;設(shè)置循環(huán)次數(shù)11,因?yàn)椤甶NfOrMaTion'有11個(gè)字母
	s0:		mov al, [bx]
			or al, 00100000B;將a1中的ASCII碼的第5位置為1,變?yōu)樾?xiě)字母
			mov [bx], al 
			inc bx
			loop s0
			
			mov ax, 4c00h 
			int 21h 
codesg ends

2、[bx+idata]

[bx+idata]表示一個(gè)內(nèi)存單元, 例如:mov ax, [bx+200]
該指令也可以寫(xiě)成如下格式:

mov ax, [200+bx]

mov ax, 200[bx]

mov ax, [bx].200

用[bx+idata]的方式進(jìn)行數(shù)組的處理

assume cs:codesg,ds:datasg 

datasg segment 
	db 'BaSiC';轉(zhuǎn)為大寫(xiě)
	db 'MinIx';轉(zhuǎn)為小寫(xiě)
datasg ends

codesg segment
	start:
		mov ax, datasg 
		mov ds, ax 
		mov bx, 0 ;初始ds:bx
	
		mov cx, 5
	s:	mov al, 0[bx] 
		and al, 11011111b ;轉(zhuǎn)為大寫(xiě)字母
		mov 0[bx], al ;寫(xiě)回
		mov al, 5[bx] ;[5 + bx]
		or al, 00100000b ;轉(zhuǎn)為小寫(xiě)字母
		mov 5[bx], al 
		inc bx
		loop s
		
		mov ax, 4c00h 
		int 21h
codesg ends
end start

C語(yǔ)言描述

int main()
{
	char a[] = "BaSic";
	char b[] = "MinIX";
	
	int i = 0;
	
	do
	{
		a[i] = a[i] & 0xDF;
		b[i] = b[i] | 0x20;
		i++;
	} while(i < 5);

	return 0;
 }

3、SI 、DI 與 尋址方式的靈活應(yīng)用

1、si 、di

si和di是8086CPU中和bx功能相近的寄存器,si和di不能夠分成兩個(gè)8位寄存器來(lái)使用。

assume cs: codesg, ds: datasg 

datasg segment 
	db 'welcome to masm!';用si和di實(shí)現(xiàn)將字符串‘welcome to masm!"復(fù)制到它后面的數(shù)據(jù)區(qū)中。
	db '................'
datasg ends

codesg segment 
	start:	mov ax, datasg 
			mov ds, ax 
			mov si, 0
			
			mov cx, 8
	s:		mov ax, 0[si] ;[0 + si]
			mov 16[si], ax ;[16 + si] 使用[bx +idata]方式代替di,使程序更簡(jiǎn)潔
			add si, 2 
			loop s 
			
			mov ax, 4c00h 
			int 21h 
codesg ends 
end start

2、[bx + si] 和 [bx + di]

[bx+si]和[bx+di]的含義相似

[bx+si]表示一個(gè)內(nèi)存單元,它的偏移地址為(bx)+(si)

指令mov ax, [bx + si]的含義:將一個(gè)內(nèi)存單元字?jǐn)?shù)據(jù)的內(nèi)容送入ax,段地址在ds中

該指令也可以寫(xiě)成如下格式:mov ax, [bx][si]

3、[bx+si+idata]和[bx+di+idata]
[bx+si+idata]表示一個(gè)內(nèi)存單元,它的偏移地址為(bx)+(si)+idata

指令mov ax,[bx+si+idata]的含義:將一個(gè)內(nèi)存單元字?jǐn)?shù)據(jù)的內(nèi)容送入ax,段地址在ds中

4、不同的尋址方式的靈活應(yīng)用
[idata]用一個(gè)常量來(lái)表示地址,可用于直接定位一個(gè)內(nèi)存單元;
[bx]用一個(gè)變量來(lái)表示內(nèi)存地址,可用于間接定位一個(gè)內(nèi)存單元;
[bx+idata]用一個(gè)變量和常量表示地址,可在一個(gè)起始地址的基礎(chǔ)上用變量間接定位一個(gè)內(nèi)存單元;
[bx+si]用兩個(gè)變量表示地址;
[bx+si+idata]用兩個(gè)變量和一個(gè)常量表示地址。

;將datasg段中每個(gè)單詞改為大寫(xiě)字母
assume cs:codesg,ds:datasg,ss:stacksg 

datasg segment
	db 'ibm  ' ;16
	db 'dec  ' 
	db 'dos  '
	db 'vax  ' ;看成二維數(shù)組
datasg ends 

stacksg segment ;定義一個(gè)段,用來(lái)做棧段,容量為16個(gè)字節(jié)
	dw 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
stacksg ends 

codesg segment 
	start:	mov ax, stacksg 
			mov ss, ax
			mov sp, 16 
			mov ax, datasg 
			mov ds, ax 
			mov bx, 0 ;初始ds:bx
			
			;cx為默認(rèn)循環(huán)計(jì)數(shù)器,二重循環(huán)只有一個(gè)計(jì)數(shù)器,所以外層循環(huán)先保存cx值,再恢復(fù),我們采用棧保存
			mov cx, 4
	s0:		push cx	;將外層循環(huán)的cx值入棧
			mov si, 0
			mov cx, 3	;cx設(shè)置為內(nèi)層循環(huán)的次數(shù)
	s:		mov al, [bx+si]
			and al, 11011111b ;每個(gè)字符轉(zhuǎn)為大寫(xiě)字母
			mov [bx+si], al 
			inc si
			loop s 
			
			add bx, 16 ;下一行
			pop cx	;恢復(fù)cx值
			loop s0 ;外層循環(huán)的loop指令將cx中的計(jì)數(shù)值減1
			
			mov ax,4c00H 
			int 21H 
codesg ends
end start

七、數(shù)據(jù)處理的兩個(gè)基本問(wèn)題

1、 bx、si、di和bp

在8086CPU中,只有這4個(gè)寄存器可以用在“[…]”中來(lái)進(jìn)行內(nèi)存單元的尋址。

在[ ]中,這4個(gè)寄存器可以單個(gè)出現(xiàn),或只能以4種組合出現(xiàn):bx和si、bx和di、bp和si、bp和di。

只要在[……]中使用寄存器bp,而指令中沒(méi)有顯性地給出段地址, 段地址就默認(rèn)在ss中

2、機(jī)器指令處理的數(shù)據(jù)在什么地方
數(shù)據(jù)處理大致可分為3類(lèi):讀取、寫(xiě)入、運(yùn)算。

在機(jī)器指令這一層來(lái)講,并不關(guān)心數(shù)據(jù)的值是多少,而關(guān)心指令執(zhí)行前一刻,它將要處理的數(shù)據(jù)所在的位置。指令在執(zhí)行前,所要處理的數(shù)據(jù)可以在3個(gè)地方:CPU內(nèi)部、內(nèi)存、端口

在這里插入圖片描述

3、匯編語(yǔ)言中數(shù)據(jù)位置的表達(dá)

匯編語(yǔ)言中用3個(gè)概念來(lái)表達(dá)數(shù)據(jù)的位置

立即數(shù)(idata)

mov ax, 1 ;對(duì)于直接包含在機(jī)器指令中的數(shù)據(jù)(執(zhí)行前在CPU的指令緩沖器中)
add bx, 2000h ;在匯編語(yǔ)言中稱(chēng)為:立即數(shù)(idata)
or bx, 00010000b
mov al, 'a'

寄存器

mov ax, bx ;指令要處理的數(shù)據(jù)在寄存器中,在匯編指令中給出相應(yīng)的寄存器名。
mov ds, ax
push bx
mov ds:[0], bx
push ds
mov ss, ax
mov sp, ax

段地址(SA)和偏移地址(EA)

;指令要處理的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中,在匯編指令中可用[X]的格式給出EA,SA在某個(gè)段寄存器中。
mov ax, [0]
mov ax, [di]
mov ax, [bx+8]
mov ax, [bx+si]
mov ax, [bx+si+8] ;以上段地址默認(rèn)在ds中

mov ax, [bp]
mov ax, [bp+8]
mov ax, [bp+si]
mov ax, [bp+si+8] ;以上段地址默認(rèn)在ss中

mov ax, ds:[bp]
mov ax, es:[bx]
mov ax, ss:[bx+si]
mov ax, cs:[bx+si+8] ;顯式給出存放段地址的寄存器

尋址方式

在這里插入圖片描述

4、指令要處理的數(shù)據(jù)有多長(zhǎng)
8086CPU的指令,可以處理兩種尺寸的數(shù)據(jù),byte和word

通過(guò)寄存器名指明要處理的數(shù)據(jù)的尺寸。
例如: mov al, ds:[0] 寄存器al指明了數(shù)據(jù)為1字節(jié)

在沒(méi)有寄存器名存在的情況下,用操作符X ptr指明內(nèi)存單元的長(zhǎng)度,X在匯編指令中可以為word或byte。
例如:mov byte ptr ds:[0], 1 byte ptr 指明了指令訪問(wèn)的內(nèi)存單元是一個(gè)字節(jié)單元

有些指令默認(rèn)了訪問(wèn)的是字單元還是字節(jié)單元
例如,push [1000H],push 指令只進(jìn)行字操作。

5、尋址方式的綜合應(yīng)用

在這里插入圖片描述

mov ax, seg
mov ds, ax
mov bx, 60h ;確定記錄地址,ds:bx

mov word ptr [bx+0ch], 38 ;排名字段改為38 [bx].0ch
add word ptr [bx+0eh], 70 ;收入字段增加70 [bx].0eh
mov si, 0 ;用si來(lái)定位產(chǎn)品字符串中的字符
mov byte ptr [bx+10h+si], 'V' ;[bx].10h[si]
inc si
mov byte ptr [bx+10h+si], 'A'
inc si
mov byte ptr [bx+10h+si], 'X'

C語(yǔ)言描述

/*定義一個(gè)公司記錄的結(jié)構(gòu)體*/
struct company
{
 char cn[3];/*公司名稱(chēng)*/
 char hn[9];/*總裁姓名*/
 int pm;/*排名*/
 int sr;/*收入*/
 char cp[3];/*著名產(chǎn)品*/
};
//sizeof (struct company) == 24

int main()
{
 /*定義一個(gè)公司記錄的變量,內(nèi)存中將存有一條公司的記錄*/
 struct company dec = {"DEC", "Ken Olsen", 137, 40, "PDP"};

 int i;

 dec.pm = 38;
 dec.sr = dec.sr + 70;

 i = 0;
 dec.cp[i] = 'V'; //mov byte ptr [bx].10h[si], 'V'
 i++;
 dec.cp[i] = 'A';
 i++;
 dec.cp[i] = 'X';

 return 0;
}

6、div指令、dd、dup、mul指令

div是除法指令

除數(shù):有8位和16位兩種,在一個(gè)寄存器或內(nèi)存單元中。

被除數(shù):默認(rèn)放在AX或DX和AX中,
如果除數(shù)為8位,被除數(shù)則為16位,默認(rèn)在AX中存放;
如果除數(shù)為16位,被除數(shù)則為32位,在DX和AX中存放,DX存放高16位,AX存放低16位。

結(jié)果:
如果除數(shù)為8位,則AL存儲(chǔ)除法操作的商,AH存儲(chǔ)除法操作的余數(shù);
如果除數(shù)為16位,則AX存儲(chǔ)除法操作的商,DX存儲(chǔ)除法操作的余數(shù)。

;利用除法指令計(jì)算100001/100。
;100001D = 186A1H
mov dx, 1
mov ax, 86A1H ;(dx)*10000H+(ax)=100001
mov bx, 100
div bx

;利用除法指令計(jì)算1001/100
mov ax, 1001
mov bl, 100
div b1

偽指令dd

db和dw定義字節(jié)型數(shù)據(jù)和字型數(shù)據(jù)。

dd是用來(lái)定義dword(double word,雙字)型數(shù)據(jù)的偽指令

操作符dup

dup在匯編語(yǔ)言中同db、dw、dd等一樣,也是由編譯器識(shí)別處理的符號(hào)。
它和db、dw、dd等數(shù)據(jù)定義偽指令配合使用,用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的重復(fù)

db 3 dup (0) ;定義了3個(gè)字節(jié),它們的值都是0,相當(dāng)于db 0,0,0。
db 3 dup (0, 1, 2) ;定義了9個(gè)字節(jié),它們是0、1、2、0、1、2、0、1、2,相當(dāng)于db 0,1,2,0,1,2,0,1,2。
db 3 dup ('abc', 'ABC') ;定義了18個(gè)字節(jié),它們是abcABCabcABCabcABCC,相當(dāng)于db 'abc', 'ABC' ,'abc' , 'ABC, 'abc', 'ABC'。

mul 指令

mul是乘法指令,使用 mul 做乘法的時(shí)候:相乘的兩個(gè)數(shù):要么都是8位,要么都是16位。

  • 8 位: AL中和 8位寄存器或內(nèi)存字節(jié)單元中;

  • 16 位: AX中和 16 位寄存器或內(nèi)存字單元中。

結(jié)果

  • 8位:AX中;

  • 16位:DX(高位)和 AX(低位)中。

格式:mul 寄存器 或 mul 內(nèi)存單元

;計(jì)算100*10
;100和10小于255,可以做8位乘法
mov al,100
mov bl,10
mul bl

;結(jié)果: (ax)=1000(03E8H)

;計(jì)算100*10000
;100小于255,可10000大于255,所以必須做16位乘法,程序如下:
mov ax,100
mov bx,10000
mul bx

;結(jié)果: (ax)=4240H,(dx)=000FH (F4240H=1000000)

八、轉(zhuǎn)移指令的原理

可以修改IP,或同時(shí)修改CS和IP的指令統(tǒng)稱(chēng)為轉(zhuǎn)移指令。概括地講,轉(zhuǎn)移指令就是可以控制CPU執(zhí)行內(nèi)存中某處代碼的指令。

8086CPU的轉(zhuǎn)移行為有以下幾類(lèi)。

  • 只修改IP時(shí),稱(chēng)為段內(nèi)轉(zhuǎn)移,比如:jmp ax。
  • 同時(shí)修改CS和IP時(shí),稱(chēng)為段間轉(zhuǎn)移,比如:jmp 1000:0。

由于轉(zhuǎn)移指令對(duì)IP的修改范圍不同,段內(nèi)轉(zhuǎn)移又分為:短轉(zhuǎn)移和近轉(zhuǎn)移。

  • 短轉(zhuǎn)移IP的修改范圍為-128 ~ 127。
  • 近轉(zhuǎn)移IP的修改范圍為-32768 ~ 32767。

8086CPU的轉(zhuǎn)移指令分為以下幾類(lèi)。

  • 無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令(如:jmp)
  • 條件轉(zhuǎn)移指令
  • 循環(huán)指令(如:loop)
  • 過(guò)程
  • 中斷

1、操作符offset

操作符offset在匯編語(yǔ)言中是由編譯器處理的符號(hào),它的功能是取得標(biāo)號(hào)的偏移地址。

;將s處的一條指令復(fù)制到s0處
assume cs:codesg
codesg segment
 s: mov ax, bx  ;(mov ax,bx 的機(jī)器碼占兩個(gè)字節(jié))
 mov si, offset s ;獲得標(biāo)號(hào)s的偏移地址
 mov di, offset s0 ;獲得標(biāo)號(hào)s0的偏移地址
 
 mov ax, cs:[si]
 mov cs:[di], ax
 s0: nop   ;(nop的機(jī)器碼占一個(gè)字節(jié))
 nop
 codesg ends
 ends

2、jmp指令

jmp為無(wú)條件轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)處執(zhí)行指令可以只修改IP,也可以同時(shí)修改CS和IP;

jmp指令要給出兩種信息:

  • 轉(zhuǎn)移的目的地址
  • 轉(zhuǎn)移的距離(段間轉(zhuǎn)移、段內(nèi)短轉(zhuǎn)移,段內(nèi)近轉(zhuǎn)移)

​ jmp short 標(biāo)號(hào) jmp near ptr 標(biāo)號(hào) jcxz 標(biāo)號(hào) loop 標(biāo)號(hào) 等幾種匯編指令,它們對(duì) IP的修改

是根據(jù)轉(zhuǎn)移目的地址和轉(zhuǎn)移起始地址之間的位移來(lái)進(jìn)行的。在它們對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼中不包含轉(zhuǎn)移的目的地址,而包含的是到目的地址的位移距離。

1、依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令

jmp short 標(biāo)號(hào)(段內(nèi)短轉(zhuǎn)移)

指令“jmp short 標(biāo)號(hào)”的功能為(IP)=(IP)+8位位移,轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)處執(zhí)行指令

(1)8位位移 = “標(biāo)號(hào)”處的地址 - jmp指令后的第一個(gè)字節(jié)的地址;

(2)short指明此處的位移為8位位移;

(3)8位位移的范圍為-128~127,用補(bǔ)碼表示

(4)8位位移由編譯程序在編譯時(shí)算出。

assume cs:codesg
codesg segment
 start:mov ax,0
 jmp short s ;s不是被翻譯成目的地址
 add ax, 1
 s:inc ax ;程序執(zhí)行后, ax中的值為 1 
codesg ends
end start

CPU不需要這個(gè)目的地址就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)IP的修改。這里是依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移

jmp short s指令的讀取和執(zhí)行過(guò)程:

  1. (CS)=0BBDH,(IP)=0006,上一條指令執(zhí)行結(jié)束后CS:IP指向EB 03(jmp short s的機(jī)器碼);
  2. 讀取指令碼EB 03進(jìn)入指令緩沖器;
  3. (IP) = (IP) + 所讀取指令的長(zhǎng)度 = (IP) + 2 = 0008,CS:IP指向add ax,1;
  4. CPU指行指令緩沖器中的指令EB 03;
  5. 指令EB 03執(zhí)行后,(IP)=000BH,CS:IP指向inc ax

jmp near ptr 標(biāo)號(hào) (段內(nèi)近轉(zhuǎn)移)

指令“jmp near ptr 標(biāo)號(hào)”的功能為:(IP) = (IP) + 16位位移。

2、轉(zhuǎn)移的目的地址在指令中的jmp指令

jmp far ptr 標(biāo)號(hào)(段間轉(zhuǎn)移或遠(yuǎn)轉(zhuǎn)移)

指令 “jmp far ptr 標(biāo)號(hào)” 功能如下:

  • (CS) = 標(biāo)號(hào)所在段的段地址;
  • (IP) = 標(biāo)號(hào)所在段中的偏移地址。
  • far ptr指明了指令用標(biāo)號(hào)的段地址和偏移地址修改CS和IP。
assume cs:codesg
codesg segment
 start: mov ax, 0
		 mov bx, 0
  jmp far ptr s ;s被翻譯成轉(zhuǎn)移的目的地址0B01 BD0B
  db 256 dup (0) ;轉(zhuǎn)移的段地址:0BBDH,偏移地址:010BH
 s: add ax,1
  inc ax
codesg ends
end start

在這里插入圖片描述

3、轉(zhuǎn)移地址在寄存器或內(nèi)存中的jmp指令
jmp 16位寄存器 功能:IP =(16位寄存器)

轉(zhuǎn)移地址在內(nèi)存中的jmp指令有兩種格式:

jmp word ptr 內(nèi)存單元地址(段內(nèi)轉(zhuǎn)移)

功能:從內(nèi)存單元地址處開(kāi)始存放著一個(gè)字,是轉(zhuǎn)移的目的偏移地址。

mov ax, 0123H
mov ds:[0], ax
jmp word ptr ds:[0]
;執(zhí)行后,(IP)=0123H

jmp dword ptr 內(nèi)存單元地址(段間轉(zhuǎn)移)
功能:從內(nèi)存單元地址處開(kāi)始存放著兩個(gè)字,高地址處的字是轉(zhuǎn)移的目的段地址,低地址處是轉(zhuǎn)移的目的偏移地址。

1、(CS)=(內(nèi)存單元地址+2)
2、(IP)=(內(nèi)存單元地址)

mov ax, 0123H
mov ds:[0], ax;偏移地址
mov word ptr ds:[2], 0;段地址
jmp dword ptr ds:[0]
;執(zhí)行后,
;(CS)=0
;(IP)=0123H
;CS:IP 指向 0000:0123。

4、jcxz指令和loop指令

jcxz指令

jcxz指令為有條件轉(zhuǎn)移指令,所有的有條件轉(zhuǎn)移指令都是短轉(zhuǎn)移,

在對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼中包含轉(zhuǎn)移的位移,而不是目的地址。對(duì)IP的修改范圍都為-128~127。

指令格式:jcxz 標(biāo)號(hào)(如果(cx)=0,則轉(zhuǎn)移到標(biāo)號(hào)處執(zhí)行。)

當(dāng)(cx) = 0時(shí),(IP) = (IP) + 8位位移

  • 8位位移 = “標(biāo)號(hào)”處的地址 - jcxz指令后的第一個(gè)字節(jié)的地址;
  • 8位位移的范圍為-128~127,用補(bǔ)碼表示;
  • 8位位移由編譯程序在編譯時(shí)算出。

當(dāng)(cx)!=0時(shí),什么也不做(程序向下執(zhí)行)

loop指令

loop指令為循環(huán)指令,所有的循環(huán)指令都是短轉(zhuǎn)移,在對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼中包含轉(zhuǎn)移的位移,而不是目的地址。

對(duì)IP的修改范圍都為-128~127。

指令格式:loop 標(biāo)號(hào) ((cx) = (cx) - 1,如果(cx) ≠ 0,轉(zhuǎn)移到標(biāo)號(hào)處執(zhí)行)。

(cx) = (cx) - 1;如果 (cx) != 0,(IP) = (IP) + 8位位移。

  • 8位位移 = 標(biāo)號(hào)處的地址 - loop指令后的第一個(gè)字節(jié)的地址;
  • 8位位移的范圍為-128~127,用補(bǔ)碼表示;
  • 8位位移由編譯程序在編譯時(shí)算出。

如果(cx)= 0,什么也不做(程序向下執(zhí)行)。

九、call和ret指令

call和ret指令都是轉(zhuǎn)移指令,它們都修改IP,或同時(shí)修改CS和IP。

1、ret 和 retf

ret指令用棧中的數(shù)據(jù),修改IP的內(nèi)容,從而實(shí)現(xiàn)近轉(zhuǎn)移;

retf指令用棧中的數(shù)據(jù),修改CS和IP的內(nèi)容,從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)轉(zhuǎn)移。

CPU執(zhí)行ret指令時(shí),相當(dāng)于進(jìn)行: pop IP:

(1)(IP) = ( (ss) * 16 + (sp) )

(2)(sp) = (sp) + 2

CPU執(zhí)行retf指令時(shí),相當(dāng)于進(jìn)行:pop IP, pop CS:

(1)(IP) = ( (ss) * 16 + (sp) )

(2)(sp) = (sp) + 2

(3)(CS) = ( (ss) * 16 + (sp) )

(4)(sp) = (sp) + 2

assume cs:code 
stack seqment
	db 16 dup (0)
stack ends 

code segment
		mov ax, 4c00h
		int 21h 
 start:	mov ax, stack 
 		mov ss, ax
 		mov sp, 16
		mov ax, 0
		push ax ;ax入棧
		mov bx, 0
		ret ;ret指令執(zhí)行后,(IP)=0,CS:IP指向代碼段的第一條指令??梢詐ush cs push ax retf
code ends
end start

2、call 指令

call指令經(jīng)常跟ret指令配合使用,因此CPU執(zhí)行call指令,進(jìn)行兩步操作:

(1)將當(dāng)前的 IP 或 CS和IP 壓入棧中;

(2)轉(zhuǎn)移(jmp)。

call指令不能實(shí)現(xiàn)短轉(zhuǎn)移,除此之外,call指令實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的方法和 jmp 指令的原理相同。

call 標(biāo)號(hào)(近轉(zhuǎn)移)

CPU執(zhí)行此種格式的call指令時(shí),相當(dāng)于進(jìn)行 push IP jmp near ptr 標(biāo)號(hào)

call far ptr 標(biāo)號(hào)(段間轉(zhuǎn)移)

CPU執(zhí)行此種格式的call指令時(shí),相當(dāng)于進(jìn)行:push CS,push IP jmp far ptr 標(biāo)號(hào)

call 16位寄存器

CPU執(zhí)行此種格式的call指令時(shí),相當(dāng)于進(jìn)行: push IP jmp 16位寄存器

call word ptr 內(nèi)存單元地址

CPU執(zhí)行此種格式的call指令時(shí),相當(dāng)于進(jìn)行:push IP jmp word ptr 內(nèi)存單元地址

mov sp, 10h
mov ax, 0123h
mov ds:[0], ax
call word ptr ds:[0]
;執(zhí)行后,(IP)=0123H,(sp)=0EH

call dword ptr 內(nèi)存單元地址

CPU執(zhí)行此種格式的call指令時(shí),相當(dāng)于進(jìn)行:push CS push IP jmp dword ptr 內(nèi)存單元地址

mov sp, 10h
mov ax, 0123h
mov ds:[0], ax
mov word ptr ds:[2], 0
call dword ptr ds:[0]
;執(zhí)行后,(CS)=0,(IP)=0123H,(sp)=0CH

3、call 和 ret 的配合使用

分析下面程序

assume cs:code
code segment
start:	mov ax,1
	 mov cx,3
 	call s ;(1)CPU指令緩沖器存放call指令,IP指向下一條指令(mov bx, ax),執(zhí)行call指令,IP入棧,jmp
 	
	 mov bx,ax	;(4)IP重新指向這里 bx = 8
 	mov ax,4c00h
 	int 21h
 s: add ax,ax
 	loop s;(2)循環(huán)3次ax = 8
	 ret;(3)return : pop IP
code ends
end start

call 與 ret 指令共同支持了匯編語(yǔ)言編程中的模塊化設(shè)計(jì)

編寫(xiě)子程序

十、標(biāo)志寄存器

1、標(biāo)志寄存器
CPU內(nèi)部的寄存器中,有一種特殊的寄存器(對(duì)于不同的處理機(jī),個(gè)數(shù)和結(jié)構(gòu)都可能不同)具有以下3種作用。

(1)用來(lái)存儲(chǔ)相關(guān)指令的某些執(zhí)行結(jié)果;

(2)用來(lái)為CPU執(zhí)行相關(guān)指令提供行為依據(jù);

(3)用來(lái)控制CPU的相關(guān)工作方式。

這種特殊的寄存器在8086CPU中,被稱(chēng)為標(biāo)志寄存器(flag)。

8086CPU的標(biāo)志寄存器有16位,其中存儲(chǔ)的信息通常被稱(chēng)為程序狀態(tài)字(PSW-Program Status Word)

flag寄存器是按位起作用的,它的每一位都有專(zhuān)門(mén)的含義,記錄特定的信息。

在這里插入圖片描述

在8086CPU的指令集中,有的指令的執(zhí)行是影響標(biāo)志寄存器的,比如,add、sub、mul、div、inc、or、and等,它們大都是運(yùn)算指令(進(jìn)行邏輯或算術(shù)運(yùn)算);有的指令的執(zhí)行對(duì)標(biāo)志寄存器沒(méi)有影響,比如,mov、push、pop等,它們大都是傳送指令

1、零標(biāo)志位 (ZF)

零標(biāo)志位(Zero Flag)。它記錄相關(guān)指令執(zhí)行后,其結(jié)果是否為0。

如果結(jié)果為0,那么zf = 1(表示結(jié)果是0);如果結(jié)果不為0,那么zf = 0。

mov ax, 1
sub ax, 1 ;執(zhí)行后,結(jié)果為0,則zf = 1

mov ax, 2
sub ax, 1 ;執(zhí)行后,結(jié)果不為0,則zf = 0

2、奇偶標(biāo)志位 (PF)

奇偶標(biāo)志位(Parity Flag)。它記錄相關(guān)指令執(zhí)行后,其結(jié)果的所有bit位中1的個(gè)數(shù)是否為偶數(shù)。

如果1的個(gè)數(shù)為偶數(shù),pf = 1,如果為奇數(shù),那么pf = 0。

mov al, 1
add al, 10 ;執(zhí)行后,結(jié)果為00001011B,其中有3(奇數(shù))個(gè)1,則pf = 0;

mov al, 1
or al, 2 ;執(zhí)行后,結(jié)果為00000011B,其中有2(偶數(shù))個(gè)1,則pf = 1;

3、符號(hào)標(biāo)志位(SF)

符號(hào)標(biāo)志位(Symbol Flag)。它記錄相關(guān)指令執(zhí)行后,其結(jié)果是否為負(fù)。

如果結(jié)果為負(fù),sf = 1;如果非負(fù),sf = 0。

計(jì)算機(jī)中通常用補(bǔ)碼來(lái)表示有符號(hào)數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中的一個(gè)數(shù)據(jù)可以看作是有符號(hào)數(shù),也可以看成是無(wú)符號(hào)數(shù)。

00000001B,可以看作為無(wú)符號(hào)數(shù)1,或有符號(hào)數(shù)+1;
10000001B,可以看作為無(wú)符號(hào)數(shù)129,也可以看作有符號(hào)數(shù)-127。

對(duì)于同一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù),計(jì)算機(jī)可以將它當(dāng)作無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù)來(lái)運(yùn)算,也可以當(dāng)作有符號(hào)數(shù)據(jù)來(lái)運(yùn)算

CPU在執(zhí)行add等指令的時(shí)候,就包含了兩種含義:可以將add指令進(jìn)行的運(yùn)算當(dāng)作無(wú)符號(hào)數(shù)的運(yùn)算,也可以將add指令進(jìn)行的運(yùn)算當(dāng)作有符號(hào)數(shù)的運(yùn)算

SF標(biāo)志,就是CPU對(duì)有符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果的一種記錄,它記錄數(shù)據(jù)的正負(fù)。在我們將數(shù)據(jù)當(dāng)作有符號(hào)數(shù)來(lái)運(yùn)算的時(shí)候,可以通過(guò)它來(lái)得知結(jié)果的正負(fù)。如果我們將數(shù)據(jù)當(dāng)作無(wú)符號(hào)數(shù)來(lái)運(yùn)算,SF的值則沒(méi)有意義,雖然相關(guān)的指令影響了它的值

mov al, 10000001B
add al, 1 ;執(zhí)行后,結(jié)果為10000010B,sf = 1,表示:如果指令進(jìn)行的是有符號(hào)數(shù)運(yùn)算,那么結(jié)果為負(fù);
1
2
mov al, 10000001B
add al, 01111111B ;執(zhí)行后,結(jié)果為0,sf = 0,表示:如果指令進(jìn)行的是有符號(hào)數(shù)運(yùn)算,那么結(jié)果為非負(fù)

3、進(jìn)位標(biāo)志位(CF)

進(jìn)位標(biāo)志位(Carry Flag)。一般情況下,在進(jìn)行無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算的時(shí)候,它記錄了運(yùn)算結(jié)果的最高有效位向更高位的進(jìn)位值,或從更高位的借位值

在這里插入圖片描述

97H - 98H 產(chǎn)生借位CF = 1 ==》 (al) = 197H - 98H = FFH

4、溢出標(biāo)志位(OF)

溢出標(biāo)志位(Overflow Flag)。一般情況下,OF記錄了有符號(hào)數(shù)運(yùn)算的結(jié)果是否發(fā)生了溢出。

如果發(fā)生溢出,OF = 1;如果沒(méi)有,OF = 0。

CF和OF的區(qū)別:CF是對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算有意義的標(biāo)志位,而OF是對(duì)有符號(hào)數(shù)運(yùn)算有意義的標(biāo)志位

CPU在執(zhí)行add等指令的時(shí)候,就包含了兩種含義:無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算和有符號(hào)數(shù)運(yùn)算。

  • 對(duì)于無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算,CPU用CF位來(lái)記錄是否產(chǎn)生了進(jìn)位;
  • 對(duì)于有符號(hào)數(shù)運(yùn)算,CPU用OF位來(lái)記錄是否產(chǎn)生了溢出,當(dāng)然,還要用SF位來(lái)記錄結(jié)果的符號(hào)。

mov al, 98
add al, 99 ;執(zhí)行后將產(chǎn)生溢出。因?yàn)檫M(jìn)行的"有符號(hào)數(shù)"運(yùn)算是:(al)=(al)+ 99 = 98 + 99=197 = C5H 為-59的補(bǔ)碼
;而結(jié)果197超出了機(jī)器所能表示的8位有符號(hào)數(shù)的范圍:-128-127。
;add 指令執(zhí)行后:無(wú)符號(hào)運(yùn)算沒(méi)有進(jìn)位CF=0,有符號(hào)運(yùn)算溢出OF=1
;當(dāng)取出的數(shù)據(jù)C5H按無(wú)符號(hào)解析C5H = 197, 當(dāng)按有符號(hào)解析通過(guò)SP得知數(shù)據(jù)為負(fù),即C5H為-59補(bǔ)碼存儲(chǔ),

mov al,0F0H ;F0H,為有符號(hào)數(shù)-16的補(bǔ)碼 -Not(F0 - 1)
add al,088H ;88H,為有符號(hào)數(shù)-120的補(bǔ)碼 -Not(88- 1)
;執(zhí)行后,將產(chǎn)生溢出。因?yàn)閍dd al, 088H進(jìn)行的有符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是:(al)= -136
;而結(jié)果-136超出了機(jī)器所能表示的8位有符號(hào)數(shù)的范圍:-128-127。
;add 指令執(zhí)行后:無(wú)符號(hào)運(yùn)算有進(jìn)位CF=1,有符號(hào)運(yùn)算溢出OF=1

2、adc指令和sbb指令

adc是帶進(jìn)位加法指令,它利用了CF位上記錄的進(jìn)位值。

指令格式:adc 操作對(duì)象1, 操作對(duì)象2

功能:操作對(duì)象1 = 操作對(duì)象1 + 操作對(duì)象2 + CF

mov ax, 2
mov bx, 1
sub bx, ax ;無(wú)符號(hào)運(yùn)算借位CF=1,有符號(hào)運(yùn)算OF = 0
adc ax, 1 ;執(zhí)行后,(ax)= 4。adc執(zhí)行時(shí),相當(dāng)于計(jì)算:(ax)+1+CF = 2+1+1 = 4。

在這里插入圖片描述

;計(jì)算1EF000H+201000H,結(jié)果放在ax(高16位)和bx(低16位)中。
;將計(jì)算分兩步進(jìn)行,先將低16位相加,然后將高16位和進(jìn)位值相加。
mov ax, 001EH 
mov bx, 0F000H 
add bx, 1000H
adc ax, 0020H

sbb指令

sbb是帶借位減法指令,它利用了CF位上記錄的借位值。

指令格式:sbb 操作對(duì)象1, 操作對(duì)象2

功能:操作對(duì)象1 = 操作對(duì)象1 - 操作對(duì)象2 - CF

;計(jì)算 003E1000H - 00202000H,結(jié)果放在ax,bx中,程序如下:
mov bx, 1000H
mov ax, 003EH
sub bx, 2000H
sbb ax, 0020H

3、cmp指令

cmp是比較指令,cmp的功能相當(dāng)于減法指令,只是不保存結(jié)果。cmp指令執(zhí)行后,將對(duì)標(biāo)志寄存器產(chǎn)生影響。

其他相關(guān)指令通過(guò)識(shí)別這些被影響的標(biāo)志寄存器位來(lái)得知比較結(jié)果。

cmp指令格式:cmp 操作對(duì)象1,操作對(duì)象2

例如:
指令cmp ax, ax,做(ax)-(ax)的運(yùn)算,結(jié)果為0,但并不在ax中保存,僅影響flag的相關(guān)各位。
指令執(zhí)行后:zf=1,pf=1,sf=0,cf=0,of=0。

CPU在執(zhí)行cmp指令的時(shí)候,也包含兩種含義:進(jìn)行無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算和進(jìn)行有符號(hào)數(shù)運(yùn)算。

cmp ax, bx 無(wú)符號(hào)比較時(shí)
(ax) = (bx) zf = 1
(ax) ≠ (bx) zf = 0
(ax) < (bx) cf = 1
(ax) ≥ (bx) cf = 0
(ax) > (bx) cf = 0 且 zf = 0
(ax) ≤ (bx) cf = 1 且 zf = 1

上面的表格可以正推也可以逆推

如果用cmp來(lái)進(jìn)行有符號(hào)數(shù)比較時(shí)
SF只能記錄實(shí)際結(jié)果的正負(fù),發(fā)生溢出的時(shí)候,實(shí)際結(jié)果的正負(fù)不能說(shuō)明邏輯上真正結(jié)果的正負(fù)。
但是邏輯上的結(jié)果的正負(fù),才是cmp指令所求的真正結(jié)果,所以我們?cè)诳疾霺F的同時(shí)考察OF,就可以得知邏輯上真正結(jié)果的正負(fù),同時(shí)就知道比較的結(jié)果。

mov ah, 08AH ; -Not(8A-1) = -118 即當(dāng)成有符號(hào)數(shù)時(shí)為-118
mov bh, 070H ; 有符號(hào)數(shù)時(shí)最高位為0為正數(shù), 70H = 112
cmp ah, bh ;(ah)-(bh)實(shí)際得到的結(jié)果是1AH 
		 ; 在邏輯上,運(yùn)算所應(yīng)該得到的結(jié)果是:(-118)- 112 = -230
		 ; sf記錄實(shí)際結(jié)果的正負(fù),所以sf=0

cmp ah, bh
(1)如果sf=1,而of=0 。 of=0說(shuō)明沒(méi)有溢出,邏輯上真正結(jié)果的正負(fù)=實(shí)際結(jié)果的正負(fù); sf=1,實(shí)際結(jié)果為負(fù),所以邏輯上真正的結(jié)果為負(fù),所以(ah)<(bh)

(2)如果sf=1,而of=1: of=1,說(shuō)明有溢出,邏輯上真正結(jié)果的正負(fù)≠實(shí)際結(jié)果的正負(fù); sf=1,實(shí)際結(jié)果為負(fù)。
實(shí)際結(jié)果為負(fù),而又有溢出,這說(shuō)明是由于溢出導(dǎo)致了實(shí)際結(jié)果為負(fù),,如果因?yàn)橐绯鰧?dǎo)致了實(shí)際結(jié)果為負(fù),那么邏輯上真正的結(jié)果必然為正。 這樣,sf=1,of=1,說(shuō)明了(ah)>(bh)。

(3)如果sf=0,而of=1。of=1,說(shuō)明有溢出,邏輯上真正結(jié)果的正負(fù)≠實(shí)際結(jié)果的正負(fù);sf=0,實(shí)際結(jié)果非負(fù)。而of=1說(shuō)明有溢出,則結(jié)果非0,所以,實(shí)際結(jié)果為正。
實(shí)際結(jié)果為正,而又有溢出,這說(shuō)明是由于溢出導(dǎo)致了實(shí)際結(jié)果非負(fù),如果因?yàn)橐绯鰧?dǎo)致了實(shí)際結(jié)果為正,那么邏輯上真正的結(jié)果必然為負(fù)。這樣,sf=0,of=1,說(shuō)明了(ah)<(bh)。
(4)如果sf=0,而of=0
of=0,說(shuō)明沒(méi)有溢出,邏輯上真正結(jié)果的正負(fù)=實(shí)際結(jié)果的正負(fù);sf=0,實(shí)際結(jié)果非負(fù),所以邏輯上真正的結(jié)果非負(fù),所以(ah)≥(bh)。

4、檢測(cè)比較結(jié)果的條件轉(zhuǎn)移指令

可以根據(jù)某種條件,決定是否修改IP的指令

jcxz它可以檢測(cè)cx中的數(shù)值,如果(cx)=0,就修改IP,否則什么也不做。

所有條件轉(zhuǎn)移指令的轉(zhuǎn)移位移都是[-128,127]。

多數(shù)條件轉(zhuǎn)移指令都檢測(cè)標(biāo)志寄存器的相關(guān)標(biāo)志位,根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果來(lái)決定是否修改IP

這些條件轉(zhuǎn)移指令通常都和cmp相配合使用,它們所檢測(cè)的標(biāo)志位,都是cmp指令進(jìn)行無(wú)符號(hào)數(shù)比較的時(shí)記錄比較結(jié)果的標(biāo)志位

根據(jù)無(wú)符號(hào)數(shù)的比較結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)移的條件轉(zhuǎn)移指令(它們檢測(cè)zf、cf的值)

指令 含義 檢測(cè)的相關(guān)標(biāo)志位
je 等于則轉(zhuǎn)移 zf = 1
jne 不等于則轉(zhuǎn)移 zf = 0
jb 低于則轉(zhuǎn)移 cf = 1
jnb 不低于則轉(zhuǎn)移 cf = 0
ja 高于則轉(zhuǎn)移 cf = 0 且 zf = 0
jna 不高于則轉(zhuǎn)移 cf = 1 且 zf = 1

j:jump,e:equal,b:below,a:above,n:not

;編程,統(tǒng)計(jì)data段中數(shù)值為8的字節(jié)的個(gè)數(shù),用ax保存統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
mov ax, data 
mov ds, ax 
mov bx, 0 ;ds:bx指向第一個(gè)字節(jié)
mov ax, 0 ;初始化累加器mov cx,8

s:
	cmp byte ptr[bx], 8 ;和8進(jìn)行比較
	jne next ;如果不相等轉(zhuǎn)到next,繼續(xù)循環(huán)
	inc ax ;如果相等就將計(jì)數(shù)值加1
next:
	inc bx
	loop s ;程序執(zhí)行后:(ax)=3

5、DF標(biāo)志和串傳送指令
方向標(biāo)志位。在串處理指令中,控制每次操作后si、di的增減。

  • df = 0每次操作后si、di遞增;
  • df = 1每次操作后si、di遞減。

格式:movsb
功能:將ds:si指向的內(nèi)存單元中的字節(jié)送入es:di中,然后根據(jù)標(biāo)志寄存器df位的值,將si和di遞增或遞減

格式:movsw
功能:將ds:si指向的內(nèi)存字單元中的字送入es:di中,然后根據(jù)標(biāo)志寄存器df位的值,將si和di遞增2或遞減2。

格式:rep movsb
movsb和movsw進(jìn)行的是串傳送操作中的一個(gè)步驟,一般來(lái)說(shuō),movsb和movsw都和rep配合使用,
功能:rep的作用是根據(jù)cx的值,重復(fù)執(zhí)行后面的串傳送指令

8086CPU提供下面兩條指令對(duì)df位進(jìn)行設(shè)置。

  • cld指令:將標(biāo)志寄存器的df位置0
  • std指令:將標(biāo)志寄存器的df位置1
;將data段中的第一個(gè)字符串復(fù)制到它后面的空間中。
data segment 
	db 'Welcome to masm!'
	db 16 dup (0)
data ends

mov ax, data 
mov ds, ax 
mov si, 0 ;ds:si 指向data:0
mov es, ax 
mov di, 16 ;es:di指向data:0010

mov cx, 16 ;(cx)=16,rep循環(huán)16次
c1d ;設(shè)置df=0,正向傳送
rep movsb

6、pushf和popf
pushf的功能是將標(biāo)志寄存器的值壓棧,而popf是從棧中彈出數(shù)據(jù),送入標(biāo)志寄存器中

pushf和popf,為直接訪問(wèn)標(biāo)志寄存器提供了一種方法。

十一、內(nèi)中斷

1、內(nèi)中斷的產(chǎn)生

任何一個(gè)通用的CPU,都具備一種能力,可以在執(zhí)行完當(dāng)前正在執(zhí)行的指令之后,檢測(cè)到從CPU外部發(fā)送過(guò)來(lái)的或內(nèi)部產(chǎn)生的一種特殊信息,并且可以立即對(duì)所接收到的信息進(jìn)行處理。這種特殊的信息,我們可以稱(chēng)其為:中斷信息。中斷的意思是指,CPU不再接著(剛執(zhí)行完的指令)向下執(zhí)行,而是轉(zhuǎn)去處理這個(gè)特殊信息。

中斷信息可以來(lái)自CPU的內(nèi)部和外部(內(nèi)中斷,外中斷)

內(nèi)中斷:當(dāng)CPU的內(nèi)部有需要處理的事情發(fā)生的時(shí)候,將產(chǎn)生中斷信息,引發(fā)中斷過(guò)程。這種中斷信息來(lái)自CPU的內(nèi)部

8086CPU的內(nèi)中斷(下面四種情況將產(chǎn)生中斷信息)

  • 除法錯(cuò)誤,比如,執(zhí)行div指令產(chǎn)生的除法溢出;
  • 單步執(zhí)行;
  • 執(zhí)行into指令;
  • 執(zhí)行int指令。

中斷信息中包含中斷類(lèi)型碼,中斷類(lèi)型碼為一個(gè)字節(jié)型數(shù)據(jù),可以表示256種中斷信息的來(lái)源(中斷源)

上述的4種中斷源,在8086CPU中的中斷類(lèi)型碼如下。

  • 除法錯(cuò)誤:0
  • 單步執(zhí)行:1
  • 執(zhí)行into指令:4
  • 執(zhí)行int指令,該指令的格式為int n,指令中的n為字節(jié)型立即數(shù),是提供給CPU的中斷類(lèi)型碼。

2、中斷處理程序、中斷向量表、中斷過(guò)程

中斷處理程序

用來(lái)處理中斷信息的程序被稱(chēng)為中斷處理程序。

根據(jù)CPU的設(shè)計(jì),中斷類(lèi)型碼的作用就是用來(lái)定位中斷處理程序。比如CPU根據(jù)中斷類(lèi)型碼4,就可以找到4號(hào)中斷的處理程序

中斷向量表

中斷向量,就是中斷處理程序的入口地址。中斷向量表,就是中斷處理程序入口地址的列表

CPU用8位的中斷類(lèi)型碼通過(guò)中斷向量表找到相應(yīng)的中斷處理程序的入口地址

在這里插入圖片描述

中斷過(guò)程

中斷過(guò)程的主要任務(wù)就是用中斷類(lèi)型碼在中斷向量表中找到中斷處理程序的入口地址,設(shè)置CS和IP

簡(jiǎn)要描述如下

  1. 取得中斷類(lèi)型碼N;
  2. pushf
  3. TF=0,IF=0 (為什么這樣參考單步中斷)
  4. push CS , push IP
  5. (IP)=(N * 4),(CS)=(N * 4 + 2)

硬件在完成中斷過(guò)程后,CS:IP將指向中斷處理程序的入口,CPU開(kāi)始執(zhí)行中斷處理程序。

3、iret指令

CPU隨時(shí)都可能執(zhí)行中斷處理程序,中斷處理程序必須一直存儲(chǔ)在內(nèi)存某段空間之中
而中斷處理程序的入口地址,即中斷向量,必須存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的中斷向量表表項(xiàng)中。

中斷處理程序的常規(guī)編寫(xiě)步驟:

  1. 保存用到的寄存器;
  2. 處理中斷;
  3. 恢復(fù)用到的寄存器;
  4. 用iret指令返回。

iret 指令描述為:pop IP pop CS popf

iret指令執(zhí)行后,CPU回到執(zhí)行中斷處理程序前的執(zhí)行點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行程序

4、除法錯(cuò)誤中斷的處理

mov ax, 1000h
mov bh, 1
div bh ;除法溢出錯(cuò)誤

1、當(dāng)CPU執(zhí)行div bh時(shí),發(fā)生了除法溢出錯(cuò)誤,產(chǎn)生0號(hào)中斷信息,從而引發(fā)中斷過(guò)程,

2、CPU執(zhí)行0號(hào)中斷處理程序

3、系統(tǒng)中的0號(hào)中斷處理程序的功能:顯示提示信息“Divide overflow”后,返回到操作系統(tǒng)中。

編程實(shí)驗(yàn)

編程:編寫(xiě)0號(hào)中斷處理程序do0,當(dāng)發(fā)生除法溢出時(shí),在屏幕中間顯示“overflow!”,返回DOS。

1、0000:0200至0000:02FF的256個(gè)字節(jié)的空間所對(duì)應(yīng)的中斷向量表項(xiàng)都是空的,可以將中斷處理程序do0傳送到內(nèi)存0000:0200處。

2、中斷處理程序do0放到0000:0200,再將其地址登記在中斷向量表對(duì)應(yīng)表項(xiàng)

  • 0號(hào)表項(xiàng)的地址0:0。0:0字單元存放偏移地址,0:2字單元存放段地址
  • 將do0的段地址0存放在0000:0002字單元中,將偏移地址200H存放在0000:0000字單元
assume cs:code

code segment
start:	
		mov ax, cs
		mov ds, ax
		mov si, offset do0		;設(shè)置ds:si指向源地址
		mov ax, 0
		mov es, ax
		mov di, 200h			;設(shè)置es:di指向目的地址0000:0200
		mov cx, offset do0end - offset do0		;設(shè)置cx為傳輸長(zhǎng)度 編譯時(shí)給出do0部分代碼長(zhǎng)度
		cld				 ;設(shè)置傳輸方向?yàn)檎?
		rep movsb ;將do0的代碼送入0:200處
		
		mov ax, 0  ;設(shè)置中斷向量表
		mov es, ax
		mov word ptr es:[0*4], 200h
		mov word ptr es:[0*4+2], 0

 	mov ax,4c00h
 	int 21h

;do0程序的主要任務(wù)是顯示字符串
do0:	jmp short do0 start 
 	db "overflow!"

do0start:
 	mov ax, cs
 	mov ds, ax
 	mov si, 202h			;設(shè)置ds:si指向字符串

 	mov ax, 0b800h
 	mov es, ax
		mov di, 12*160+36*2		;設(shè)置es:di指向顯存空間的中間位置

 mov cx, 9				;設(shè)置cx為字符串長(zhǎng)度
	s:	mov al, [si]
 	mov es:[di], al
 	inc si
 	add di, 1
		mov al, 02h  ;設(shè)置顏色
		mov es:[di], al 
		add di, 1
 	loop s

 	mov ax, 4c00h
 	int 21h
do0end:	nop

code ends
end start

5、單步中斷

CPU在執(zhí)行完一條指令之后,如果檢測(cè)到標(biāo)志寄存器的TF位為1,則產(chǎn)生單步中斷,引發(fā)中斷過(guò)程。單步中斷的中斷類(lèi)型碼為1

Debug是如何利用CPU所提供的單步中斷的功能進(jìn)行調(diào)試?如使用t命令查看寄存器狀態(tài)

Debug提供了單步中斷的中斷處理程序,功能為顯示所有寄存器中的內(nèi)容后等待輸入命令

在使用t命令執(zhí)行指令時(shí),Debug將TF設(shè)置為1,在CPU執(zhí)行完這條指令后就引發(fā)單步中斷,執(zhí)行單步中斷的中斷處理程序,所有寄存器中的內(nèi)容被顯示在屏幕上,并且等待輸入命令。

在進(jìn)入中斷處理程序之前,設(shè)置TF=0。從而避免CPU在執(zhí)行中斷處理程序的時(shí)候發(fā)生單步中斷

6、int指令

int指令的格式為:int n ,n為中斷類(lèi)型碼,它的功能是引發(fā)中斷過(guò)程。

CPU執(zhí)行int n指令,相當(dāng)于引發(fā)一個(gè)n號(hào)中斷的中斷過(guò)程

在程序中使用int指令調(diào)用任何一個(gè)中斷的中斷處理程序(中斷例程)

編寫(xiě)供應(yīng)用程序調(diào)用的中斷例程

實(shí)驗(yàn)1

;求2 * 3456^2
assume cs:code

code segment

start: 
 mov ax, 3456 ;(ax)=3456
​ int 7ch ; 調(diào)用中斷7ch的中斷例程,計(jì)算ax中的數(shù)據(jù)的平方
​ add ax, ax 
​ adc dx, dx ;存放結(jié)果,將結(jié)果乘以2

​ mov ax,4c00h
​ int 21h
code ends
end start
;編程:安裝中斷7ch的中斷例程
;功能:求一word型數(shù)據(jù)的平方。
;參數(shù):(ax) = 要計(jì)算的數(shù)據(jù)。
;返回值:dx、ax中存放結(jié)果的高16位和低16位。

assume cs:code

code segment
start:
		mov ax,cs
		mov ds,ax
		mov si,offset sqr					;設(shè)置ds:si指向源地址
		mov ax,0
		mov es,ax
		mov di,200h							;設(shè)置es:di指向目的地址
		mov cx,offset sqrend - offset sqr	;設(shè)置cx為傳輸長(zhǎng)度
		cld									;設(shè)置傳輸方向?yàn)檎?
		rep movsb

		mov ax,0
		mov es,ax
		mov word ptr es:[7ch*4],200h
		mov word ptr es:[7ch*4+2],0

		mov ax,4c00h
		int 21h

 sqr: 
		mul ax
		iret ;CPU執(zhí)行int 7ch指令進(jìn)入中斷例程之前,標(biāo)志寄存器、當(dāng)前的CS和IP被壓入棧
		 ;在執(zhí)行完中斷例程后,應(yīng)該用iret 指令恢復(fù)int 7ch執(zhí)行前的標(biāo)志寄存器和CS、IP的
sqrend:	nop

code ends
end start

實(shí)驗(yàn)2

;功能:將一個(gè)全是字母,以0結(jié)尾的字符串,轉(zhuǎn)化為大寫(xiě)。
;參數(shù):ds:si指向字符串的首地址。
;應(yīng)用舉例:將data段中的字符串轉(zhuǎn)化為大寫(xiě)。
assume cs:code

data segment
	db 'conversation',0
data ends

code segment
start: mov ax, data
		mov ds, ax
		mov si, 0
		int 7ch
		
		mov ax,4c00h
		int 21h
code ends
end start
assume cs:code
code segment

start:
		mov ax,cs
		mov ds,ax
		mov si,offset capital
		mov ax,0
		mov es,ax
		mov di,200h
		mov cx,offset capitalend - offset capital
		cld
		rep movsb

		mov ax,0
		mov es,ax
		mov word ptr es:[7ch*4],200h
		mov word ptr es:[7ch*4+2],0

		mov ax,4c00h
		int 21h

capital:
		push cx
		push si
		
change: 
		mov cl,[si]
		mov ch,0
		jcxz ok
		and byte ptr [si],11011111b
		inc si
		jmp short change
ok:	
		pop si
		pop cx
		iret
		
capitalend:nop

code ends

end start

7、BIOS和DOS所提供的中斷例程

在系統(tǒng)板的ROM中存放著一套程序,稱(chēng)為BIOS(基本輸入輸出系統(tǒng))

BIOS中主要包含以下幾部分內(nèi)容

  • 硬件系統(tǒng)的檢測(cè)和初始化程序;
  • 外部中斷和內(nèi)部中斷的中斷例程;
  • 用于對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行I/O操作的中斷例程;
  • 其他和硬件系統(tǒng)相關(guān)的中斷例程。

程序員在編程的時(shí)候,可以用int 指令直接調(diào)用BIOS和DOS系統(tǒng)提供的中斷例程,來(lái)完成某些工作。
和硬件設(shè)備相關(guān)的DOS中斷例程中,一般都調(diào)用了BIOS的中斷例程。

BIOS和DOS中斷例程的安裝過(guò)程

BIOS和DOS提供的中斷例程是如何安裝到內(nèi)存中的呢?

1、開(kāi)機(jī)后,CPU一加電,初始化(CS)= 0FFFFH,(IP)= 0,自動(dòng)從FFFF:0單元開(kāi)始執(zhí)行程序。FFFF:0處有一條轉(zhuǎn)跳指令,CPU執(zhí)行該指令后,轉(zhuǎn)去執(zhí)行BIOS中的硬件系統(tǒng)檢測(cè)和初始化程序。

2、初始化程序?qū)⒔IOS所支持的中斷向量,即將BIOS提供的中斷例程的入口地址登記在中斷向量表中。
注意,對(duì)于BIOS所提供的中斷例程,只需將入口地址登記在中斷向量表中即可,因?yàn)樗鼈兪枪袒絉OM中的程序,一直在內(nèi)存中存在。

3、硬件系統(tǒng)檢測(cè)和初始化完成后,調(diào)用int 19h進(jìn)行操作系統(tǒng)的引導(dǎo)。從此將計(jì)算機(jī)交由操作系統(tǒng)控制。

4、DOS啟動(dòng)后,除完成其他工作外,還將它所提供的中斷例程裝入內(nèi)存,并建立相應(yīng)的中斷向量。

BIOS中斷例程應(yīng)用

一般來(lái)說(shuō),一個(gè)供程序員調(diào)用的中斷例程中往往包括多個(gè)子程序,中斷例程內(nèi)部用傳遞進(jìn)來(lái)的參數(shù)來(lái)決定執(zhí)行哪一個(gè)子程序。

BIOS和DOS提供的中斷例程,都用ah來(lái)傳遞內(nèi)部子程序的編號(hào)。

編程:在屏幕的5行12列顯示3個(gè)紅底高亮閃爍綠色的“al。

assume cs:code 

code segment
;int 10h中斷例程的"設(shè)置光標(biāo)位置"功能
mov ah, 2;設(shè)置光標(biāo)調(diào)用第10h號(hào)中斷例程的2號(hào)子程序,功能為設(shè)置光標(biāo)位置(可以提供光標(biāo)所在的行號(hào)、列號(hào)和頁(yè)號(hào)作為參數(shù))

;設(shè)置光標(biāo)到第0頁(yè),第5行,第12列
mov bh, 0;第0頁(yè)
mov dh, 5;dh中放行號(hào)
mov dl, 12;dl中放列號(hào)
int 10h

;int10h中斷例程的"在光標(biāo)位置顯示字符"功能。
mov ah,9 ;調(diào)用第10h號(hào)中斷例程的9號(hào)子程序,功能為在光標(biāo)位置顯示字符
;提供要顯示的字符、顏色屬性、頁(yè)號(hào)、字符重復(fù)個(gè)數(shù)作為參數(shù)
mov al,'a' ;字符
mov b1,11001010b ;顏色屬性
mov bh,0 ;第0頁(yè)
mov cx,3 ;字符重復(fù)個(gè)數(shù)
int 10h

code ends 
end

bh中頁(yè)號(hào)的含義:內(nèi)存地址空間中,B8000H~BFFFFH共32kB的空間,為80*25彩色字符模式的顯示緩沖區(qū)。
一屏的內(nèi)容在顯示緩沖區(qū)中共占4000個(gè)字節(jié)。顯示緩沖區(qū)分為8頁(yè),每頁(yè)4KB(約4000B),顯示器可以顯示任意一頁(yè)的內(nèi)容。一般情況下,顯示第0頁(yè)的內(nèi)容。也就是說(shuō),通常情況下,B8000H~B8F9FH中的4000個(gè)字節(jié)的內(nèi)容將出現(xiàn)在顯示器上。

DOS中斷例程應(yīng)用

int 21h中斷例程是DOS提供的中斷例程,4ch號(hào)功能,即程序返回功能

mov ah, 4ch ;調(diào)用第21h號(hào)中斷例程的4ch號(hào)子程序,功能為程序返回,可以提供返回值作為參數(shù)
mov al, 0 ;返回值
int 21h

編程:在屏幕的5行12列顯示字符串“Welcome to masm!”。

assume cs:code 
 
data segment 
	db	'Welcome to masm', '$' ;“$”本身并不顯示,只起到邊界的作用
data ends 

code segment
start:	mov ah, 2 ;10號(hào)中斷設(shè)置光標(biāo)位置功能
		mov bh, 0 ;第0頁(yè)
		mov dh, 5;dh中放行號(hào)
		mov dl, 12 ;dl中放列號(hào)
		int 10h 
		
		mov ax, data 
		mov ds, ax 
		mov dx, 0 ;ds:dx指向字符串的首地址data:0 (參數(shù))
		mov ah, 9 ;調(diào)用第21h號(hào)中斷例程的9號(hào)子程序,功能為在光標(biāo)位置顯示字符串,可以提供要顯示字符串的地址作為參數(shù)
		int 21h 
		
		mov ax, 4c00h ;21號(hào)中斷程序返回功能
		int 21h 
code ends
end start

十二、端口

在PC機(jī)系統(tǒng)中,和CPU通過(guò)總線相連的芯片除各種存儲(chǔ)器外,還有以下3種芯片。

  • 各種接口卡(比如,網(wǎng)卡、顯卡)上的接口芯片,它們控制接口卡進(jìn)行工作;
  • 主板上的接口芯片,CPU通過(guò)它們對(duì)部分外設(shè)進(jìn)行訪問(wèn);
  • 其他芯片,用來(lái)存儲(chǔ)相關(guān)的系統(tǒng)信息,或進(jìn)行相關(guān)的輸入輸出處理。

在這些芯片中,都有一組可以由CPU讀寫(xiě)的寄存器。這些寄存器,它們?cè)谖锢砩峡赡芴幱诓煌男酒校?br /> 但是它們?cè)谝韵聝牲c(diǎn)上相同。

  • 都和CPU的總線相連,這種連接是通過(guò)它們所在的芯片進(jìn)行的;
  • CPU對(duì)它們進(jìn)行讀或?qū)懙臅r(shí)候都通過(guò)控制線向它們所在的芯片發(fā)出端口讀寫(xiě)命令。

從CPU的角度,將這些寄存器都當(dāng)作端口,對(duì)它們進(jìn)行統(tǒng)一編址,從而建立了一個(gè)統(tǒng)一的端口地址空間。
每一個(gè)端口在地址空間中都有一個(gè)地址。在訪問(wèn)端口的時(shí)候,CPU通過(guò)端口地址來(lái)定位端口。因?yàn)槎丝谒诘男酒虲PU通過(guò)總線相連,

CPU可以直接讀寫(xiě)以下3個(gè)地方的數(shù)據(jù)。

CPU內(nèi)部的寄存器;
內(nèi)存單元;
端口。

1、端口的讀寫(xiě)

端口地址和內(nèi)存地址一樣,通過(guò)地址總線來(lái)傳送。在PC系統(tǒng)中,CPU最多可以定位64KB個(gè)不同的端口。則端口地址的范圍為0-65535。

端口的讀寫(xiě)指令只有兩條:in和out,分別用于從端口讀取數(shù)據(jù)和往端口寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

在in和out指令中,只能使用ax或al來(lái)存放從端口中讀入的數(shù)據(jù)或要發(fā)送到端口中的數(shù)據(jù)。

;對(duì)0~255以?xún)?nèi)的端口進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí):
in al, 20h ;從20h端口讀入一個(gè)字節(jié)
out 20h, al ;往20h端口寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)

;對(duì)256~65535的端口進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí),端口號(hào)放在dx中:
mov dx, 3f8h ;將端口號(hào)3f8h送入dx
in al, dx ;從3f8h端口讀入一個(gè)字節(jié)
out dx, al ;向3f8h端口寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)

2、CMOS RAM芯片

PC機(jī)中,有一個(gè)CMOSRAM芯片,一般簡(jiǎn)稱(chēng)為CMOS。此芯片的特征如下

1、包含一個(gè)實(shí)時(shí)鐘和一個(gè)有128個(gè)存儲(chǔ)單元的RAM存儲(chǔ)器
2、該芯片靠電池供電。關(guān)機(jī)后內(nèi)部的實(shí)時(shí)鐘正常工作,RAM中的信息不丟失
3、128個(gè)字節(jié)的RAM中,內(nèi)部實(shí)時(shí)鐘占用0~0dh單元來(lái)保存時(shí)間信息,其余大部分單元用于保存系統(tǒng)配置信息,供系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)BIOS程序讀取。BIOS也提供了相關(guān)的程序,使我們可以在開(kāi)機(jī)的時(shí)候配置CMOSRAM中的系統(tǒng)信息。
該芯片內(nèi)部有兩個(gè)端口,端口地址為70h和71h。CPU通過(guò)這兩個(gè)端口來(lái)讀寫(xiě)CMOS RAM
4、70h為地址端口,存放要訪問(wèn)的CMOSRAM單元的地址;71h為數(shù)據(jù)端口,存放從選定的CMOSRAM單元中讀取的數(shù)據(jù),或要寫(xiě)入到其中的數(shù)據(jù)。
可見(jiàn),CPU對(duì)CMOS RAM的讀寫(xiě)分兩步進(jìn)行,比如,讀CMOS RAM的2號(hào)單元:
①將2送入端口70h;
②從端口71h讀出2號(hào)單元的內(nèi)容。

CMOSRAM中存儲(chǔ)的時(shí)間信息

在CMOS RAM中,存放著當(dāng)前的時(shí)間:年、月、日、時(shí)、分、秒。長(zhǎng)度都為1個(gè)字節(jié),
存放單元為:

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
時(shí)

BCD碼是以4位二進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)制數(shù)碼的編碼方法 4 == 0100B

一個(gè)字節(jié)可表示兩個(gè)BCD碼。則CMOS RAM存儲(chǔ)時(shí)間信息的單元中,存儲(chǔ)了用兩個(gè)BCD碼表示的兩位十進(jìn)制數(shù),高4位的BCD碼表示十位,低4位的BCD碼表示個(gè)位。比如,00010100b表示14。

;編程,在屏幕中間顯示當(dāng)前的月份。
assume cs:code
code segment 
start:	mov al,8 ;從CMOS RAM的8號(hào)單元讀出當(dāng)前月份的BCD碼。
		out 70h,al 
		in al, 71h ;從數(shù)據(jù)端口71h中取得指定單元中的數(shù)據(jù):
		
		mov ah, al ;al中為從CMOSRAM的8號(hào)單元中讀出的數(shù)據(jù)
		mov cl, 4
		shr ah, cl ;ah中為月份的十位數(shù)碼值,左移四位空出四位
		and al, 00001111b ;al中為月份的個(gè)位數(shù)碼值
		
		add ah, 30h ;BCD碼值+30h=十進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的ASCII
		add al, 30h 
		
		mov bx, 0b800h 
		mov es, bx 
		mov byte ptr es:[160*12+40*2], ah ;顯示月份的十位數(shù)碼
		mov byte ptr es:[160*12+40*2+2], al ;接著顯示月份的個(gè)位數(shù)碼
		
		mov ax,4c00h
		int 21h
code ends
end start

3、shl和shr指令
shl和shr是邏輯移位指令

shl是邏輯左移指令,它的功能為:

  • 將一個(gè)寄存器或內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)向左移位;
  • 將最后移出的一位寫(xiě)入CF中;
  • 最低位用0補(bǔ)充。

shr是邏輯右移指令,同理

mov al, 01001000b 
shl al, 1 ;將a1中的數(shù)據(jù)左移一位執(zhí)行后(al)=10010000b,CF=0。

mov al, 01010001b 
mov cl, 3 ;如果移動(dòng)位數(shù)大于1時(shí),必須將移動(dòng)位數(shù)放在cl中
shl al, c1

mov al, 10000001b 
shr al, 1 ;將al中的數(shù)據(jù)右移一位執(zhí)行后(al)=01000000b,CF=1。

將X邏輯左移一位,相當(dāng)于執(zhí)行X=X*2。
將X邏輯右移一位,相當(dāng)于執(zhí)行X=X/2

十三、外中斷

1、外中斷

PU在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,除了能夠執(zhí)行指令,進(jìn)行運(yùn)算以外,還應(yīng)該能夠?qū)ν獠吭O(shè)備進(jìn)行控制,接收它們的輸入,向它們進(jìn)行輸出(I/O能力)

PC系統(tǒng)的接口卡和主板上,裝有各種接口芯片。這些外設(shè)接口芯片的內(nèi)部有若干寄存器,CPU將這些寄存器當(dāng)作端口來(lái)訪問(wèn)

外設(shè)的輸入不直接送入內(nèi)存和CPU,而是送入相關(guān)的接口芯片的端口中;
CPU向外設(shè)的輸出也不是直接送入外設(shè),而是先送入端口中,再由相關(guān)的芯片送到外設(shè)。
CPU還可以向外設(shè)輸出控制命令,而這些控制命令也是先送到相關(guān)芯片的端口中,然后再由相關(guān)的芯片根據(jù)命令對(duì)外設(shè)實(shí)施控制。

即:CPU通過(guò)端口和外部設(shè)備進(jìn)行聯(lián)系

當(dāng)CPU外部有需要處理的事情發(fā)生的時(shí)候,比如說(shuō),外設(shè)的輸入到達(dá),相關(guān)芯片將向CPU發(fā)出相應(yīng)的中斷信息。CPU在執(zhí)行完當(dāng)前指令后,可以檢測(cè)到發(fā)送過(guò)來(lái)的中斷信息,引發(fā)中斷過(guò)程,處理外設(shè)的輸入。

PC系統(tǒng)中,外中斷源有兩類(lèi)

1、可屏蔽中斷

可屏蔽中斷是CPU可以不響應(yīng)的外中斷。CPU是否響應(yīng)可屏蔽中斷,要看標(biāo)志寄存器的IF位的設(shè)置。
當(dāng)CPU檢測(cè)到可屏蔽中斷信息時(shí),如果IF=1,則CPU在執(zhí)行完當(dāng)前指令后響應(yīng)中斷,引發(fā)中斷過(guò)程;如果IF=0,則不響應(yīng)可屏蔽中斷。

可屏蔽中斷信息來(lái)自于CPU外部,中斷類(lèi)型碼是通過(guò)數(shù)據(jù)總線送入CPU的;而內(nèi)中斷的中斷類(lèi)型碼是在CPU內(nèi)部產(chǎn)生的。

中斷過(guò)程中將IF置0的原因就是,在進(jìn)入中斷處理程序后,禁止其他的可屏蔽中斷。
如果在中斷處理程序中需要處理可屏蔽中斷,可以用指令將IF置1。

8086CPU提供的設(shè)置IF的指令:sti,設(shè)置IF=1;cli,設(shè)置IF=0。

2、不可屏蔽中斷

不可屏蔽中斷是CPU必須響應(yīng)的外中斷。當(dāng)CPU檢測(cè)到不可屏蔽中斷信息時(shí),則在執(zhí)行完當(dāng)前指令后,立即響應(yīng),引發(fā)中斷過(guò)程。

對(duì)于8086CPU,不可屏蔽中斷的中斷類(lèi)型碼固定為2,所以中斷過(guò)程中,不需要取中斷類(lèi)型碼。則不可屏蔽中斷的中斷過(guò)程為:①標(biāo)志寄存器入棧,IF=0,TF=0;②CS、IP入棧;③(IP)=(8),(CS)=(0AH)。

幾乎所有由外設(shè)引發(fā)的外中斷,都是可屏蔽中斷。當(dāng)外設(shè)有需要處理的事件(比如說(shuō)鍵盤(pán)輸入)發(fā)生時(shí),相關(guān)芯片向CPU發(fā)出可屏蔽中斷信息。不可屏蔽中斷是在系統(tǒng)中有必須處理的緊急情況發(fā)生時(shí)用來(lái)通知CPU的中斷信息。

2、PC機(jī)鍵盤(pán)的處理過(guò)程
鍵盤(pán)中有一個(gè)芯片對(duì)鍵盤(pán)上的每一個(gè)鍵的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行掃描。按下一個(gè)鍵時(shí),開(kāi)關(guān)接通,該芯片就產(chǎn)生一個(gè)掃描碼,掃描碼說(shuō)明了按下的鍵在鍵盤(pán)上的位置。掃描碼被送入主板上的相關(guān)接口芯片的寄存器中,該寄存器的端口地址為60h。松開(kāi)按下的鍵時(shí),也產(chǎn)生一個(gè)掃描碼,掃描碼說(shuō)明了松開(kāi)的鍵在鍵盤(pán)上的位置。松開(kāi)按鍵時(shí)產(chǎn)生的掃描碼也被送入60h端口中。

一般將按下一個(gè)鍵時(shí)產(chǎn)生的掃描碼稱(chēng)為通碼,松開(kāi)一個(gè)鍵產(chǎn)生的掃描碼稱(chēng)為斷碼。

掃描碼長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié),通碼的第7位為0,斷碼的第7位為1
即:斷碼 = 通碼 + 80h。比如,g鍵的通碼為22h,斷碼為a2h

鍵盤(pán)的輸入到達(dá)60h端口時(shí),相關(guān)的芯片就會(huì)向CPU發(fā)出中斷類(lèi)型碼為9的可屏蔽中斷信息。CPU檢測(cè)到該中斷信息后,如果IF=1,則響應(yīng)中斷,引發(fā)中斷過(guò)程,轉(zhuǎn)去執(zhí)行int 9中斷例程。

在這里插入圖片描述

BIOS提供了int9中斷例程,用來(lái)進(jìn)行基本的鍵盤(pán)輸入處理,主要的工作如下:

(1)讀出60h端口中的掃描碼;
(2)如果是字符鍵的掃描碼,將該掃描碼和它所對(duì)應(yīng)的字符碼(即ASCII碼)送入內(nèi)存中的BIOS鍵盤(pán)緩沖區(qū); 如果是控制鍵(比如Ctrl)和切換鍵(比如CapsLock)的掃描碼,則將其轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)字節(jié)寫(xiě)入內(nèi)存中存儲(chǔ)狀態(tài)字節(jié)的單元;
(3)對(duì)鍵盤(pán)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的控制,比如說(shuō),向相關(guān)芯片發(fā)出應(yīng)答信息。

BIOS鍵盤(pán)緩沖區(qū)可以存儲(chǔ)15個(gè)鍵盤(pán)輸入,一個(gè)鍵盤(pán)輸入用一個(gè)字單元存放,高位字節(jié)存放掃描碼,低位字節(jié)存放字符碼。

0040:17單元存儲(chǔ)鍵盤(pán)狀態(tài)字節(jié),該字節(jié)記錄了控制鍵和切換鍵的狀態(tài)。鍵盤(pán)狀態(tài)字節(jié)各位記錄的信息如下。

0 右shift狀態(tài) 置1表示按下右shift鍵
1 左shift狀態(tài) 置1表示按下左shift鍵
2 Ctrl狀態(tài) 置1表示按下Ctrl鍵
3 Alt狀態(tài) 置1表示按下Alt鍵
4 ScrollLock狀態(tài) 置1表示Scroll指示燈亮
5 NumLock狀態(tài) 置1表示小鍵盤(pán)輸入的是數(shù)字
6 CapsLock狀態(tài) 置1表示輸入大寫(xiě)字母
7 Insert狀態(tài) 置1表示處于刪除態(tài)

編寫(xiě)int 9中斷例程

;編程:在屏幕中間依次顯示“a”~“z”,并可以讓人看清。在顯示的過(guò)程中,按下'Esc'鍵后,改變顯示的顏色。

;完整功能代碼:

assume cs:code

stack segment
	db 128 dup (0)
stack ends

data segment
	dw 0,0
data ends

code segment
start:	
	mov ax,stack
	mov ss,ax
	mov sp,128
	mov ax,data
	mov ds,ax
	mov ax,0
	mov es,ax

	push es:[9*4]
	pop ds:[0]
	push es:[9*4+2]
	pop ds:[2]		;將原來(lái)的int 9中斷例程的入口地址保存在ds:0、ds:2單元中

	mov word ptr es:[9*4], offset int9
	mov es:[9*4+2], cs	;在中斷向量表中設(shè)置新的int 9中斷例程的入口地址

;顯示字符串
	mov ax, 0b800h
	mov es, ax
	mov ah, 'a'
s:	
	mov es:[160*12+40*2], ah
	call delay
	inc ah
	cmp ah, 'z'
	jna s
	mov ax,0
	mov es,ax

	push ds:[0]
	pop es:[9*4]
	push ds;[2]
	pop es;[9*4+2] 	;將中斷向量表中int 9中斷例程的入口恢復(fù)為原來(lái)的地址

	mov ax,4c00h
	int 21h

;將循環(huán)延時(shí)的程序段寫(xiě)為一個(gè)子程序
delay:	
	push ax 
	push dx
	mov dx, 2000h ;用兩個(gè)16位寄存器來(lái)存放32位的循環(huán)次數(shù)
	mov ax, 0
s1: 	
	sub ax, 1
	sbb dx, 0
	cmp ax, 0
	jne s1
	cmp dx, 0
	jne s1
	pop dx
	pop ax
	ret

;------以下為新的int 9中斷例程--------------------

int9:	
	push ax
	push bx
	push es

	in al, 60h;從端口60h讀出鍵盤(pán)的輸入

	pushf ;標(biāo)志寄存器入棧

	pushf 
	pop bx
	and bh,11111100b
	push bx
	popf	;TF=0,IF=0
	
	call dword ptr ds:[0] 	;對(duì)int指令進(jìn)行模擬,調(diào)用原來(lái)的int 9中斷例程

	cmp al,1
	jne int9ret

	mov ax,0b800h
	mov es,ax
	inc byte ptr es:[160*12+40*2+1] ;屬性增加1,改變顏色

int9ret:
	pop es
	pop bx
	pop ax
	iret

code ends

end start

CPU對(duì)外設(shè)輸入的通常處理方法
(1)外設(shè)的輸入送入端口;
(2)向CPU發(fā)出外中斷(可屏蔽中斷)信息;
(3)CPU檢測(cè)到可屏蔽中斷信息,如果IF=1,CPU在執(zhí)行完當(dāng)前指令后響應(yīng)中斷,執(zhí)行相應(yīng)的中斷例程;
(4)可在中斷例程中實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)輸入的處理。

端口和中斷機(jī)制,是CPU進(jìn)行I/O的基礎(chǔ)。

十四、直接定址表

assume cs:code
code segment
  a : db 1,2,3,4,5,6,7,8 ;在后面加有“:”的地址標(biāo)號(hào),只能在代碼段中使用,不能在其他段中使用。
  b : dw 0
start :mov si,offset a
  mov bx,offset b
  mov cx,8
 s : mov al,cs:[si]
  mov ah,0
  add cs:[bx],ax
  inc si
  loop s
  mov ax,4c00h
  int 21h
code ends
end start

程序中,code、a、b、start、s都是標(biāo)號(hào)。這些標(biāo)號(hào)僅僅表示了內(nèi)存單元的地址

描述了單位長(zhǎng)度的標(biāo)號(hào)

assume cs:code
code segment
  a db 1,2,3,4,5,6,7,8 ;標(biāo)號(hào)a、b后面沒(méi)有":",因此它們是可以同時(shí)描述內(nèi)存地址和單元長(zhǎng)度的標(biāo)號(hào)。
    ;標(biāo)號(hào)a,描述了地址code:0,和從這個(gè)地址開(kāi)始,以后的內(nèi)存單元都是字節(jié)單元
  b dw 0  ;標(biāo)號(hào)b描述了地址code:8,和從這個(gè)地址開(kāi)始,以后的內(nèi)存單元都是字單元。
start : mov si,0
  mov cx,8
 s : mov al,a[si]
  mov ah,0
  add b,ax
  inc si
  loop s
  mov ax,4c00h
  int 21h
code ends
end start

使用數(shù)據(jù)標(biāo)號(hào)來(lái)描述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的單元的地址和長(zhǎng)度。

assume cs:code,ds:data ;用偽指令assume將標(biāo)號(hào)所在的段和一個(gè)段寄存器聯(lián)系起來(lái)(編譯器需要)
data segment  
  a db 1,2,3,4,5,6,7,8
  b dw 0
data ends
code segment
start: mov ax,data
  mov ds,ax ;真正確定ds寄存器
  mov si,0
  mov cx,8
s: mov al,a[si] ;編譯為:mov al,[si+0] 默認(rèn)所訪問(wèn)單元的段地址在ds
  mov ah,0
  add b,ax ;編譯為:add [8],ax
  inc si
  loop s
  mov ax,4c00h
  int 21h
code ends
end start
data segment
	a db 1,2,3,4,5,6,7,8
	b dw 0
	c dw a, b ;等價(jià)于c dw offset a, offset b
	;數(shù)據(jù)標(biāo)號(hào)c處存儲(chǔ)的兩個(gè)字型數(shù)據(jù)為標(biāo)號(hào)a、b 的偏移地址
data ends

data segment
	a db 1,2,3,4,5,6,7,8
	b dw 0
	c dd a,b ;等價(jià)于c dw offset a, seg a, offset b, seg b
	;數(shù)據(jù)標(biāo)號(hào)c處存儲(chǔ)的兩個(gè)雙字型數(shù)據(jù)為標(biāo)號(hào)a的偏移地址和段地址、標(biāo)號(hào)b 的偏移地址和段地址
data ends

seg操作符,功能為取得某一標(biāo)號(hào)的段地址

建立一張表,表中依次存儲(chǔ)字符“0”~“F”,我們可以通過(guò)數(shù)值0 ~ 15直接查找到對(duì)應(yīng)的字符

assume cs:code

code segment
start: 
		mov al,0eh

 call showbyte

 mov ax,4c00h
 int 21h

;子程序:
;用al傳送要顯示的數(shù)據(jù)

showbyte:
 jmp short show

 table db '0123456789ABCDEF'	;字符表

show: push bx
 push es

 mov ah,al
 shr ah,1  
 shr ah,1
 shr ah,1
 shr ah,1			 ;右移4位,ah中得到高4位的值
 and al,00001111b		;al中為低4位的值

 mov bl,ah
 mov bh,0
 mov ah,table[bx]		;用高4位的值作為相對(duì)于table的偏移,取得對(duì)應(yīng)的字符

 mov bx,0b800h
 mov es,bx
 mov es:[160*12+40*2],ah

 mov bl,al
 mov bh,0
 mov al,table[bx]		;用低4位的值作為相對(duì)于table的偏移,取得對(duì)應(yīng)的字符
 
 mov es:[160*12+40*2+2],al

 pop es
 pop bx
 ret

code ends
end start

十五、 指令系統(tǒng)總結(jié)

我們對(duì)8086CPU的指令系統(tǒng)進(jìn)行一下總結(jié)。讀者若要詳細(xì)了解8086指令系統(tǒng)中的各個(gè)指令的用,可以查看有關(guān)的指令手冊(cè)。

8086CPU提供以下幾大類(lèi)指令。

1、數(shù)據(jù)傳送指令

mov、push、pop、pushf、popf、xchg 等都是數(shù)據(jù)傳送指令,這些指令實(shí)現(xiàn)寄存器和內(nèi)存、寄器和寄存器之間的單個(gè)數(shù)據(jù)傳送。

2、算術(shù)運(yùn)算指令
add、sub、adc、sbb、inc、dec、cmp、imul、idiv、aaa等都是算術(shù)運(yùn)算指令,這些指令實(shí)現(xiàn)存器和內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的算數(shù)運(yùn)算。它們的執(zhí)行結(jié)果影響標(biāo)志寄存器的sf、zf、of、cf、pf、af位。
3、邏輯指令
and、or、not、xor、test、shl、shr、sal、sar、rol、ror、rcl、rcr等都是邏輯指令。除了not指外,它們的執(zhí)行結(jié)果都影響標(biāo)志寄存器的相關(guān)標(biāo)志位。
4、轉(zhuǎn)移指令
可以修改IP,或同時(shí)修改CS和IP的指令統(tǒng)稱(chēng)為轉(zhuǎn)移指令。轉(zhuǎn)移指令分為以下幾類(lèi)。
(1)無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令,比如,jmp;
(2)條件轉(zhuǎn)移指令,比如,jcxz、je、jb、ja、jnb、jna等;
(3)循環(huán)指令,比如,loop;
(4)過(guò)程,比如,call、ret、retf;
(5)中斷,比如,int、iret。
5、處理機(jī)控制指令
對(duì)標(biāo)志寄存器或其他處理機(jī)狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置,cld、std、cli、sti、nop、clc、cmc、stc、hlt、wait、esc、lock等都是處理機(jī)控制指令。
6、串處理指令
對(duì)內(nèi)存中的批量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,movsb、movsw、cmps、scas、lods、stos等。若要使用這些指令方便地進(jìn)行批量數(shù)據(jù)的處理,則需要和rep、repe、repne 等前綴指令配合使用。

文中大部分的圖片來(lái)自王爽《匯編語(yǔ)言》個(gè)別圖片來(lái)自劉宏偉·計(jì)算機(jī)組成原理課件
博主靠這本書(shū)入門(mén)匯編,只是匆匆看了一遍,很多地方理解片面甚至錯(cuò)誤,將來(lái)發(fā)現(xiàn)一定修正

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