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畜撷匡
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1 第八讲授课教师 : 陆俊林王箫音 2012 年春季学期

2 主要内容一汇编语言的主要特点二汇编语言程序的结构三汇编语言的基本语法四汇编语言程序的开发调试教材相关章节 : 微型计算机基本原理与应用 ( 第二版 ) 第 5 章汇编语言的基本语法第 6 章汇编语言程序设计及应用 1

3 主要内容一汇编语言的主要特点二汇编语言程序的结构三汇编语言的基本语法四汇编语言程序的开发调试 2

4 汇编语言一种较低级的程序设计语言主要是机器语言的符号化描述通常为特定计算机或计算机系列专门设计 x86 汇编语言示例 MOV AX, 0H MOV BX, [20H] ADD AX, BX ADD BX, 1H JMP label_next ARM 汇编语言示例 MOV R0, #0 LDR R2, #0x10020 ADD R0, R0, R2 ADD R2, R2, #1 B label_next 3

5 helloworld 程序 : 从 C 语言到机器语言.data msg: len: main: 标准输入输出函数库函数 printf 在标准输入输出函数库中定义 db hello, world",10 equ $-msg mov mov mov mov 汇编语言 edx,len ecx,msg ebx,1 eax,4 #include <stdio.h> C 语言 int main ( ) { printf ( hello, world\n ) ; return 0; } 机器语言 4

6 高级语言汇编语言与机器语言反汇编高级语言源程序 helloworld.i 高级语言程序 helloworld.s 汇编语言中间代码 helloworld.o 目标文件 ( 机器语言 ) helloworld.c helloworld.exe 可执行文件 ( 机器语言 ) Pre-processor 预处理器 Compiler 编译器 Assembler 汇编器 Linker 链接器汇编过程编译过程 printf.o 库文件 ( 机器语言 ) 5

7 汇编语言相比于高级语言的优缺点优点可充分利用机器的硬件功能和结构特点, 加快程序的执行速度, 减少目标代码的存储空间适用于编写实时控制程序实时通信程序, 以及某些系统软件程序缺点与描述计算过程的需要差距大, 编程效率低与机器硬件的具体结构联系过于紧密, 在不同体系结构之间极难移植 6

8 学习汇编语言的目的借助汇编语言学习计算机的工作原理使用汇编语言编写底层驱动程序实时控制程序等通过了解高级语言可以如何转换成高效的可执行代码, 提高编程质量借助反汇编工具分析调试机器语言代码 7

9 主要内容一汇编语言的主要特点二汇编语言程序的结构三汇编语言的基本语法四汇编语言程序的开发调试 8

10 汇编程序示例 DATA SEGMENT ; 数据段 NUM DW B NOTES DB The result is :, $ DATA ENDS ; 数据段结束 STACK SEGMENT ; 堆栈段 STA DB 50 DUP(?) TOP EQU LENGTH STA STACK ENDS ; 堆栈段结束 CODE SEGMENT ; 代码段 ASSUME CS:CODE, DS:DATA, SS:STACK BEGIN: MOV AX, DATA MOV DS, AX ; 为 DS 赋初值 9

11 汇编程序示例 ( 续 1) MOV AX, STACK MOV SS, AX ; 为 SS 赋初值 MOV AX, TOP MOV SP, AX ; 为 SP 赋初值 MOV DX, OFFSET NOTES; 显示提示信息 MOV AH, 9H INT 21H MOV BX, NUM ; 将数装入 BX MOV CH, 4 ; CH 作循环计数器 ROTATE : MOV CL, 4 ; CL 中放移位位数 ROL BX, CL MOV AL, BL AND AL, 0FH ; AL 中为一个 16 进制数 10

12 汇编程序示例 ( 续 2) ADD AL, 30H ; 转换为 ASCII 码值 CMP AL, 9 ; 是 0~9 的数码? JLE DISPLAY ADD AL, 07H ; 在 A~F 之间 DISPLAY: MOV DL, AL ; 显示 16 进制数 MOV AH, 2 INT 21H DEC CH JNZ ROTATE MOV AX, 4C00H ; 返回 DOS INT 21H CODE ENDS ; 代码段结束 END BEGIN ; 模块结束 11

13 汇编语言程序的组成分段结构按段进行组织, 最多由 4 个段组成 ( 代码数据附加堆栈 ) 每个段以段名 SEGMENT 开始, 以段名 END 结束语句行段由若干语句行组成语句行的三种类型 : 指令伪指令宏指令 DATA SEGMENT ; 数据段语句 DATA ENDS STACK SEGMENT ; 堆栈段语句 STACK ENDS CODE SEGMENT ; 代码段语句 CODE ENDS 12

14 主要内容一汇编语言的主要特点二汇编语言程序的结构三汇编语言的基本语法语句伪指令宏指令运算符其它四汇编语言程序的开发调试 13

15 数的表示整数默认为十进制, 非默认基数的用字母后缀标明 B: 二进制 Binary D: 十进制 Decimal H: 十六进制 Hexadecimal O 或 Q: 八进制 Octal 示例 :1011B,35D,6AH,17Q 以字母开头的十六进制数必须加 0 示例 :FEH 0FEH 字符串常数用单引号括起示例 : The result is: 实数 : E-6 14

16 指令语句 ( 可执行语句 ) 格式 [ 标号 :] 指令操作助记符 [ 操作数表达式 1 [, 操作数表达式 2]][; 注释 ] 说明指令操作助记符 ( 指令名 ) 是不可缺少的主体方括号中的内容根据需要可省略注释以分号开头, 将被汇编器忽略示例 L: ADD AX, BX ; 这是一条指令语句 15

17 伪指令语句 ( 说明性语句 ) 格式 [ 名字 ] 伪指令指示符 [ 操作数表达式 1 [, 操作数表达式 2 [, ]]][; 注释 ] 说明伪指令指示符 ( 伪指令名 ) 是不可缺少的主体方括号中的内容根据需要可省略名字可为段名过程名变量名符号名 ( 或常量名 ) 宏名结构名记录名等示例 A DB 20H, 30H ; 声明字节变量的伪指令语句 16

18 语句的执行伪指令语句的执行汇编器计算伪指令语句中表达式的值不产生机器代码汇编器解释伪指令语句的含义并遵照执行指令语句的执行汇编器计算指令语句中表达式的值汇编器将指令语句翻译成机器指令代码程序运行时, 由 CPU 按机器指令代码的要求完成各种运算与操作 17

19 主要内容一汇编语言的主要特点二汇编语言程序的结构三汇编语言的基本语法语句伪指令宏指令运算符其它四汇编语言程序的开发调试 18

20 1. 数据定义变量编程时只能确定其初始值, 程序运行期间可修改其值的数据对象称为变量变量是存储单元中的数据, 可定义在任何段, 但通常都定义在数据段 (DS) 和附加段 (ES) 变量由伪指令说明符 DB DW DD 等定义示例 A DB 50, 60, 70, 80 DW 50, 60, 70, 80 DD 50, 60, 70, 80 变量名就是变量地址的名字, 也可称为变量的符号地址 19

21 2. 符号定义常数常量编程时已经确定其值, 程序运行期间不会改变其值的数据对象称为常数常数表达式的名字称为常量常量可用伪指令说明符 EQU 或 = 定义常量不产生目标代码, 不占用存储单元示例 A EQU 7 ; A EQU 8 ; 错误, EQU 左边的符号名不可重复定义 B=7 ; B=8 ; 正确, = 左边的符号名可以重复定义 20

22 数据定义和符号定义的示例 DATA SEGMENT W1 DW 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 B1 DB 10, 20, 30, 40, 50 N1 EQU B1-W1 ; N1=14 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA BEGIN: MOV AX, W1 MOV B1, AL CODE ENDS ; 代码段结束 END BEGIN ; 模块结束 ; 数据段 ; 数据段结束 ; 代码段 21

23 3. 段定义段定义说明符 1:SEGMENT( 段开始 ) 示例 CODE SEGMENT 段定义说明符 2:ENDS( 段结束 ) 示例 CODE ENDS 段定义说明符 3:ASSUME( 指定段寄存器 ) 示例 ASSUME CS:CODE, DS:DATA, SS:STACK 22

24 示例 DATA SEGMENT ; 数据段 NUM DW B NOTES DB The result is :, $ DATA ENDS ; 数据段结束 CODE SEGMENT ; 代码段 ASSUME CS:CODE, DS:DATA BEGIN: MOV AX, DATA MOV DS, AX ; 为 DS 赋初值 CODE ENDS END BEGIN ; 代码段结束 ; 模块结束 23

25 4. 指定段内的偏移地址 ORG 说明符格式 :ORG 常数表达式作用 : 指定当前可用的存储单元的偏移地址为常数表达式的值 EVEN 说明符格式 :EVEN 作用 : 将当前可用的存储单元的偏移地址调整为最近的偶数值 24

26 示例 ORG 1000H A DB 47H, 12H, 45H EVEN B DB 47H 说明 : 1 ORG 指令将 A 的偏移地址部分指定为 1000H 2 从 A 开始存放 3 个字节变量, 占用地址 1000H 1001H 和 1002H 3 EVEN 指令会将 B 的偏移地址部分从 1003H 调整为偶数地址 1004H 25

27 5. 过程定义 PROC 说明符格式 : 过程名 PROC 类型属性名说明 : 从过程名代表的地址开始定义一个过程 ; 类型属性名可选择 NEAR( 近过程 ) 或 FAR( 远过程 ), 默认为 NEAR ENDP 说明符格式 : 过程名 ENDP 说明 : 表示该过程到此结束此处的过程名必须与过程开始时 PROC 左边的过程名相同 26

28 示例 CODE SEGMENT ; 代码段 ASSUME CS:CODE, DS:DATA BEGIN: CALL DISPLAY ; 过程调用 DISPLAY PROC NEAR RET DISPLAY ENDP CODE ENDS END BEGIN ; 过程定义 ; 代码段结束 ; 模块结束 27

29 主要内容一汇编语言的主要特点二汇编语言程序的结构三汇编语言的基本语法语句伪指令宏指令运算符其它四汇编语言程序的开发调试 28

30 宏定义宏 (MACRO) 宏是源程序中一段有独立功能的程序代码宏只需在源程序中定义一次源程序中可以多次使用宏指令来调用宏宏定义用一组伪指令 MACRO 和 ENDM 来实现宏指令名 MACRO [ 形式参数, 形式参数, ] ; 此间的指令序列称为宏定义体 ENDM 29

31 宏调用和宏展开宏调用在源程序中调用宏指令, 称宏调用宏展开 1 用宏定义体取代源程序中的宏指令名 2 用实在参数取代宏定义的形式参数当源程序被汇编时, 汇编器将对每个宏调用作宏展开 30

32 示例 1 MOV AX, 1234H SaveReg ADD AX, BX 宏调用 SaveReg SaveReg MACRO PUSH AX 宏定义 PUSH BX PUSH CX PUSH DX ENDM MOV AX, 1234H + PUSH AX + PUSH BX + PUSH CX + PUSH DX ADD AX, BX + PUSH AX + PUSH BX + PUSH CX + PUSH DX 宏展开 31

33 示例 2 MOV AL, 12H SHIFT 4, AL, AL MOV BX, 5678H SHIFT 6, BX, AR 宏调用 SHIFT MACRO X, Y, Z MOV CL, X S&Z Y, CL ENDM 宏定义宏展开 MOV AL, 12H + MOV CL, 4 + SAL AL, CL MOV BX, 5678H + MOV CL, 6 + SAR BX, CL 32

34 过程调用的执行流程 SaveReg PROC PUSH AX PUSH BX 过程定义 PUSH CX PUSH DX RET SaveReg ENDP 过程调用 MOV AX, 1234H CALL SaveReg ADD AX, BX CALL SaveReg 33

35 过程调用和宏调用的区别区别 1: 在处理时间上不同宏指令 : 在汇编时展开, 执行速度快过程 : 在执行时调用, 执行速度慢区别 2: 传递参数的方式不同宏指令 : 用实在参数替代形式参数过程 : 使用通用寄存器堆栈等 34

36 过程调用和宏调用的区别 ( 续 ) 区别 3: 代码长度不同宏指令目标代码长, 占内存空间大宏调用的次数越多, 所占内存空间越大过程目标代码短, 占内存空间小所占内存空间不会随调用次数的增加而增加 35

37 主要内容一汇编语言的主要特点二汇编语言程序的结构三汇编语言的基本语法语句伪指令宏指令运算符其它四汇编语言程序的开发调试 36

38 运算符算术运算符逻辑运算符关系运算符分析运算符复制运算符运算符不同与运算类指令运算符面向汇编器, 由汇编器解释并执行运算符通常称为伪操作符, 对应的操作称为伪操作 37

39 类型符号功能示例运算结果算术运算算术运算符符MOD 取模 16 MOD 加减 * 乘 2*7 14 / 除 14/7 2 SHL 逻辑左移 0010B SHL B SHR 逻辑右移 1100B SHR B 38

40 示例移位运算符与移位指令 MOV AL, B SHL 2 指令机器代码等同于 MOV AL, B 移位操作由汇编器在汇编过程中完成 SHL AL, 1 专门的移位指令, 对应特定的机器代码移位操作由 CPU 在指令执行过程中完成 39

41 辑运算XOR 逻辑异或 0101B XOR 1100B 1001B 关系运算逻辑运算符和关系运算符类型符号功能示例运算结果逻符OR 逻辑或 0101B OR 1100B 1101B NOT 逻辑非 NOT 0110B 1001B AND 逻辑与 0101B AND 1100B 0100B 符LE 小于等于 2 LE 10B 全 1 EQ 相等 2 EQ 11B 全 0 NE 不等 2 NE 11B 全 1 LT 小于 2 LT 10B 全 0 GT 大于 2 GT 10B 全 0 GE 大于等于 2 GE 10B 全 1 40

42 示例示例 1( 逻辑运算符 ) MOV AL, NOT B ; 在 MOV 指令中使用了逻辑运算符, 相当于 MOV AL, B NOT AL ; 逻辑运算指令示例 2( 关系运算符 ) MOV AX, 5 EQ 101B MOV BH, 10H GT 16 MOV BL, 0FFH EQ 255 MUL AL, 64H GE 100 MOV AX, 0FFFFH MOV BH, 00H MOV BL, 0FFH MUL AL, 0FFH 41

43 复制运算符复制运算符 :DUP 格式重复次数 DUP ( 初值 1 [, 初值 2 [, ] ]) 功能 : 对运算符之后的数据进行复制说明 1 重复次数为无符号整数 (1~65535) 2 初值 1 初值 2 为变量的初始值 42

44 示例各行的写法均等效 W DW 25, 8, 2, 3, 2, 3, 6, 8, 2, 3, 2, 3, 6 W DW 25, 2 DUP(8, 2, 3, 2, 3, 6) W DW 1 DUP(25), 2 DUP(8, 2 DUP(2, 3), 6) W DW 1 DUP(25), 2 DUP(1 DUP(8), 2 DUP(2, 3), 1 DUP(6)) 说明第一行 : 将 13 个变量分为 13 组, 每组重复 1 次第二行 : 将 13 个变量分为两组, 第 1 组将 25 重复 1 次, 第 2 组将 (8,2,3,2,3,6) 重复 2 次 43

45 分析运算符类型符号功能分析运算符 SEG OFFSET LENGTH TYPE SIZE 返回段基值返回偏移地址返回变量单元数返回变量的类型返回变量的总字节数 44

46 分析运算符 (1) SEG 运算符格式 :SEG 变量名或标号功能 : 返回变量或标号所在段的段基值说明 : 若 A 为变量名或标号, 则 SEG A 表示 A 所在段的段基值 OFFSET 运算符格式 :OFFSET 变量名或标号功能 : 返回变量或标号的偏移地址说明 : 若 A 为变量名或标号, 则 OFFSET A 表示 A 的偏移地址 45

47 示例 DATA SEGMENT W1 DW 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 B1 DB 10, 20, 30, 40, 50 N1 EQU B1-W1 ; N1=14 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA BEGIN: label:mov BX, OFFSET W1 MOV DX, SEG label CODE ENDS END BEGIN ; 数据段 ; 数据段结束 ; 代码段 ; 代码段结束 ; 模块结束 46

48 分析运算符 (2) TYPE 运算符格式 :TYPE 变量名或标号功能 : 返回变量或标号的类型属性值变量类型返回值字节 (BYTE) 1 字 (WORD) 2 双字 (DWORD) 4 四字 (QWORD) 8 十字节 (TBYTE) 10 标号类型近 (NEAR) 远 (FAR) 返回值 -1(FFH) -2(FEH) 47

49 分析运算符 (3) LENGTH 运算符格式 :LENGTH 变量名功能 : 返回变量的长度, 即以 DUP 形式表示的第一组变量被重复设置的次数 SIZE 运算符格式 :SIZE 变量名功能 : 返回变量的大小, 即 TYPE LENGTH 48

50 示例 w1 DW 20 DUP(3, 10 DUP(7)) TYPE w1=2,length w1=20,size w1=40 w2 DW 8, 20 DUP(3, 10 DUP(7)) TYPE w2=2,length w2=1,size w2=2 b1 DB 20 DUP(3, 10 DUP(7)) TYPE b1=1,length b1=,size b1=. b2 DB 8, 20 DUP(3, 10 DUP(7)) TYPE b2=,length b2=,size b2=. 49

51 表达式用伪操作符将操作对象组合起来即为表达式单个操作对象也可称为表达式表达式可作为语句的操作数示例 [ 标号 :] 指令操作助记符 [ 操作数表达式 1 [, 操作数表达式 2] ] [; 注释 ] L: MOV AL, B SHL 2 ; 指令语句示例 50

52 主要内容一汇编语言的主要特点二汇编语言程序的结构三汇编语言的基本语法语句伪指令宏指令运算符其它四汇编语言程序的开发调试 51

53 偏移地址计数器偏移地址计数器 $ $ 的内容就是当前指令或变量的偏移地址在每个段开始汇编时, 汇编器都将 $ 清为 0, 以后, 每处理一条指令或一个变量,$ 就增加一个值, 此值为该指令或该变量所占的字节数示例 1 DEC CX JZ $+5 ; 本条指令占 2 个字节 MOV AX, 2 ; 本条指令占 3 个字节 LAB:... ; JZ 指令执行后跳转到此处 52

54 偏移地址计数器 ( 续 ) 示例 2 A DW 1,2,$+4,3,4,$+4 示例 2 的分析 1 第一个 $+4 的偏移地址为 A+4 2 第二个 $+4 的偏移地址为 A+10 3 假设 A 的偏移地址是 0074H: 第一个 $+4:$+4=(A+4)+4=(0074H+4)+4=007CH 第二个 $+4:$+4=(A+10)+4=(0074H+10)+4=0082H 53

55 主要内容一汇编语言的主要特点二汇编语言程序的结构三汇编语言的基本语法四汇编语言程序的开发调试 54

56 x86 汇编器 Assembler OS x86-64 Active FASM Windows, DOS, Linux, Unix-like Yes Yes GoAsm Windows Yes Yes HLA Windows, Linux, FreeBSD, Mac OS X No Yes MASM Windows, DOS Yes Yes Mical a86 Unix, DOS, PC/IX No NASM Windows, Linux, Mac OS X, DOS, OS/2 Yes Yes 55

57 基于 MASM 的汇编过程 56

58 BIOS 中断 ROM BIOS(Basic Input Output System) 装于从地址 0FE00H 开始的 8KB ROM 中提供了系统加电自检引导装入主要 I/O 设备的处理程序及接口控制等功能模块 BIOS 中断 BIOS 各功能模块的入口地址都在中断向量表中通过软件中断指令 INT n 调用各功能模块如有需要, 使用寄存器传递参数 57

59 实模式下的存储器地址空间地址范围 :00000H~FFFFFH, 共 1M 字节存储器地址存储器说明 FFFFFH FFFF0H FFFEFH 专用区 (16 字节 ): 初始化代码区 CPU 复位后从地址 FFFF0H 取出第一条指令, 通常是一条无条件转移指令, 转移到系统程序的入口处通用区用来存储一般的程序指令和数据 00400H 003FFH 00000H 专用区 (1 K 字节 ): 中断向量表区存放 256 个中断服务程序的入口地址 ( 也称中断向量 ), 每个入口地址占 4 个字节单元 58

60 中断向量和中断服务程序 255 号中断向量 1 号中断向量 0 号中断向量 003FFH 段基值段基值偏移地址 003FCH 偏移地址 H 段基值 40H 段基值 00H 偏移地址 30H 06H 00004H 偏移地址 00003H 段基值段基值偏移地址 00000H 偏移地址中断向量表 INT H CS 3006H IP 存储器片段高地址 43008H 43007H 43006H 低地址 1 号中断服务程序号中断服务程序.. 0 号中断服务程序 59

61 示例 : 调用 BIOS 中断 MOV AH, 1 ; 设置功能号, 对于 1AH 号中断,AH=1 为置时钟 MOV CX, 0 ; 设置入口参数,CH:CL= 时 : 分 MOV DX, 0 ; 设置入口参数,DH:DL= 秒 :1/100 秒 INT 1AH ; 调用 1AH 号中断中断号功能号功能入口参数出口参数 10H 0 10H 2 设置显示方式设置光标位置 1AH 0 读时钟 1AH 1 置时钟 AL= 单色图形 = 彩色图形 BH= 页号 DH, DL= 行, 列 CH:CL= 时 : 分 DH:DL= 秒 :1/100 秒 CH:CL= 时 : 分 DH:DL= 秒 :1/100 秒 60

62 DOS 中断格式 :INT 21H 功能包含最常用的功能程序, 分别实现文件管理存储管理作业管理和设备管理等功能共用 21H 号中断入口, 通过传参数的方式设置功能号, 以选择执行不同功能模块的代码说明 DOS 中断功能比 BIOS 中断更齐全完整进一步屏蔽了设备的物理特性及其接口特性 61

63 示例 : 调用 DOS 中断 ; 在屏幕上输出字符 $ MOV AH, 6 ; 设置功能号,DOS 中断 6 号功能为屏幕输入输出 MOV DL, $ ; 设置入口参数,DL 中放置待输出的字符 INT 21H ; 调用 DOS 中断功能号功能入口参数出口参数 06H 09H 2CH 2DH 直接控制台 I/O 显示字符串取时间设置时间 DL=FF( 输入 ) DL= 字符 ( 输出 ) DS:DX= 串地址 $ 结束字符串 CH:CL= 时 : 分 DH:DL= 秒 :1/100 秒 AL= 输入字符 CH:CL= 时 : 分 DH:DL= 秒 :1/100 秒 AL=00H 成功 AL=FFH 无效 62

64 作业作业题 : 教材第 170~172 页第题 63

65 下讲预告下讲主题微处理器的硬件结构 ( 一 ) 学习资料教材第 7 章 :7.1 64

66 谢谢! 65

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untitled 8086/8088 CIP /. 2004.8 ISBN 7-03-014239-X.... TP313 CIP 2004 086019 16 100717 http://www.sciencep.com * 2004 8 2004 8 1 5 500 787 1092 1/16 16 1/2 391 000 1 2 ii 1 2 CAI CAI 3 To the teacher To the student