資料轉移、定址、算術 Data Transfer, Addressing, and Arithmetic

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拥心闳
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1 Assembly Language

2 資料轉移指令加法和減法資料相關的運算子與指引間接定址 JMP 和 LOOP 指令

3 運算元型別相關指令

4 立即運算元 Immediate, 標記方式 :imm 例 : mov ecx,0 暫存器 Register 標記方式 :reg 例 : mov ecx,0 記憶體 Memory 標記方式 :mem 例 : mov AL,var1

5 運算元 r8 r16 r32 reg sreg imm imm8 imm16 imm32 r/m8 r/m16 r/m32 mem 說明 8-bit 通用暫存器,AH,AL,BH,BL,CH,CL,DH,DL 16-bit 通用暫存器,AX,BX,CX,DX,SI,DI,SP,BP 32-bit 通用暫存器,EAX,EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,ESP,EBP 任何通用暫存器 16-bit 區段暫存器,CS,DS,SS,ES,FS,GS 8,16,32-bit 立即值 8-bit 立即值 16-bit 立即值 32-bit 立即值 8-bit 運算元, 可以是 8-bit 通用暫存器或記憶體位元組 16-bit 運算元, 可以是 16-bit 通用暫存器或記憶體字組 32-bit 運算元, 可以是 32-bit 通用暫存器或記憶體雙字組 8,16,32-bit 記憶體運算元

6 記憶體運算元的一種直接指出運算元所在處之記憶體有效位址有效位址可以透過變數名稱表示變數名稱其參照 (reference) 資料區段的位移值例 :.data val1 BYTE 10h 假設,val1 是位於位移值 10400h 處, 欲將其內容搬移到 AL 暫存器 mov al,val1 ;MASM 組譯結果 : A

7 表示直接記憶體運算元, 也可以使用方括號例如 : mov al,[val1] ; 等於 mov al,val1

8 將資料由來源運算元, 複製到目地運算元類同於高階語言中, 比如 C 語言中的 = 運算子基本格式 : MOV destination, source ; destination = source destination: 目的運算元 source: 來源運算元 Note: destination 和 source 必須要有相同大小不能 destination 和 source 都是記憶體運算元目地運算元不可以是 CS,EIP,IP

9 保護模式下, 常用合法 MOV 指令語法 ( 不含區段暫存器 ) MOV reg,reg ; 暫存器間的資料搬移 MOV mem,reg ; 將資料由暫存器搬移到記憶體 MOV reg,mem ; 將資料由記憶體搬移到暫存器 MOV mem,imm ; 為某特定記憶體位置設定一個值 MOV reg,imm ; 為暫存器設定一個值保護模式下不能夠直接由程式修改區段暫存器的內容

10 實體模式下, 可修改區段暫存器內容, 下列為合法存取區段暫存器的 MOV 指令語法 (Note: 但是不可使用 CS 為目的運算元 ) MOV r/m16,sreg MOV sreg,r/m16

11 要實現高階語言中, 將變數 a 的資料複製給變數 b b = a 因為 mov 不能夠兩個運算元都是記憶體運算元解決方式 : 將資料先搬到暫存器再由暫存器般到記憶體程式片段範例.data a WORD 10h b WORD?.code ; b = a mov ax,a mov b,ax

12 要實現高階語言中, 將變數 a 的資料複製給變數 b b = a 使用 mov

13 要實現高階語言中, 將變數 a 的資料複製給變數 b b = a 問題 :mov 不能夠兩個運算元都是記憶體運算元

14 要實現高階語言中, 將變數 a 的資料複製給變數 b b = a 因為 mov 不能夠兩個運算元都是記憶體運算元解決方式 : 將資料先搬到暫存器再由暫存器般到記憶體程式片段範例.data a WORD 10h b WORD?.code ; b = a mov ax,a mov b,ax

15 情況 : 欲將記憶體中 16-bit 值複製到 32-bit 暫存器存放

16 情況 : 欲將記憶體中 16-bit 值複製到 32-bit 暫存器存放問題 :MOV 不能直接將較小值複製到較大值

17 情況 : 欲將記憶體中 16-bit 值複製到 32-bit 暫存器存放問題 :MOV 不能直接將較小值複製到較大值解法 : 無號數 / 正數 : 先將目的暫存器的內容清為 0 再將資料搬移到該暫存器的低 16-bit 處例 : 欲將 16-bit 變數 count 的 ( 正 ) 數值複製到 ECX 程式碼 :

18 例 : 欲將 16-bit 變數 count 的 ( 正 ) 數值複製到 ECX 程式碼 :.data count WORD 1 ; count 變數, 大小為 16-bit, 初值為 1.code ; 將 16-bit 變數 count 的值複製到 ECX mov ecx,0 ; 將目的暫存器的內容清除為 0 mov cx,count ; 將資料搬移到該暫存器的低 16-bit 處

19 情況 : 欲將記憶體中 16-bit 值複製到 32-bit 暫存器存放解法 : 負數 : 先將目的暫存器的內容設為 FFFFFFFF 再將資料搬移到該暫存器的低 16-bit 處例 : 欲將 16-bit 變數 count 的負值複製到 ECX 程式碼 :

20 例 : 欲將 16-bit 變數 count 的負值複製到 ECX 程式碼 :.data count SWORD -16 ; count 變數, 大小為 16-bit, 初值為 -16.code ; 將 16-bit 變數 count 的負值複製到 ECX mov ecx,0ffffffffh ; 將目的暫存器的內容設為 FFFFFFFF mov cx,count ; 將資料搬移到該暫存器的低 16-bit 處

21 討論上述解法對於有號數, 要先判讀數值的正負號才能據此採用正確的程式需要使用兩個 mov 指令來達成 Intel 提供特定的指令, 可以不需要使用兩個 mov 指令 MOVZX 以 0 擴展適用無號整數或正數語法 : MOVZX r32,r/m8 MOVZX r32,r/m16 MOVZX r16,r/m 來源運算元目的運算元

22 討論上述解法對於有號數, 要先判讀數值的正負號才能據此採用正確的程式需要使用兩個 mov 指令來達成 Intel 提供特定的指令, 可以不需要使用兩個 mov 指令 MOVSX 將來源運算元的最大有效位元擴展適用有號整數語法 : 來源運算元 MOVSX r32,r/m8 MOVSX r32,r/m16 MOVSX r16,r/m 目的運算元

23 LAHF Load Status Flags into AH 將狀態旗標載入到 AH 動作 : 將 EFLAGS 暫存器的低位元組複製到 AH 中, 被複製旗標如下 : 符號旗標零值旗標輔助進位旗標同位旗標進位旗標

24 可用於將旗標值複製到變數中, 例.data saveflags BYTE? ; 宣告一個位元組大小的變數,saveflags.code ; saveflags = 旗標狀態 lahf ; 將旗標放置到 AH mov saveflags, ah ; saveflags =

25 將 AH 暫存器的值存回到旗標暫存器是 LAHF 的反向操作應用 : 將保管存放於記憶體中的旗標狀態回存到旗標 ( 恢復先前的旗標狀態 ) 例 : ; 恢復先前的旗標狀態 mov ah,saveflags ; 旗標狀態保管於變數 saveflags 內 sahf ; 回存到 flags 內

26 資料交換指令 exchange data 語法 : XCHG reg,reg ; 將兩個一般暫存器的內容交換 XCHG reg,mem ; 將一個一般暫存器內容與記憶體中一個相等容量大小的內容相交換 XCHG mem,reg ; 同上

27 例 XCHG ax,bx ; 暫存器資料交換,16-bit XCHG ah,al ; 暫存器資料交換,8-bit XCHG var1,bx ; 暫存器與記憶體資料交換,16-bit XCHG eax,ebx ; 暫存器資料交換,32-bit

28 交換兩個變數的內容問題 :xchg 不能夠直接交換記憶體內容

29 交換兩個變數的內容問題 :xchg 不能夠直接交換記憶體內容解法 : 將其中一個記憶體內容先複製到暫存器, 然後再分別執行記憶體與暫存器內容的交換動作即可

30 交換兩個變數的內容問題 :xchg 不能夠直接交換記憶體內容解法 : 將其中一個記憶體內容先複製到暫存器, 然後再分別執行記憶體與暫存器內容的交換動作即可程式碼 :.data var1 WORD 1234h var2 WORD 5678h.code ; 交換變數 var1 和 var2 的內容 mov ax,var1 ; 將其中一個記憶體內容先複製到暫存器 xchg ax,var2 ; 分別執行記憶體與暫存器內容的交換動作 xchg ax,var1 ; 完成交換 Swap var1 and var2.

31 直接對一個變數名稱進行算術運算, 取得新的有效位址, 也就是相對於該變數位址進行位移例如, 相對於變數 var1 的位址位移一個位元組處存取資料 :.data var1 BYTE 3,4.code mov al,var1+1 注意位移量為一個位元組應用陣列元素的存取

32 .data arrayb BYTE 10h,20h,30h,40h,50h arrayw WORD 100h,200h,300h,400h arrayd DWORD 10000h,20000h,30000h.code mov al,[arrayb+1] ; 存取 arrayb 的第二個元素,20h mov al,arrayb+1 ; 同上 mov bx,arrayw+4 ; 存取 arrayw 的第三個元素,300h mov edx,[arrayd+4] ; 存取 arrayd 的第二個元素,20000h

33 搬移的範例程式觀察每個指令執行前後, 暫存器內容的變化與預期是否相符 pp. 103

34 pp. 103~104, 自我評量請使用 A4 紙張, 要寫題目, 答案跟著題目, 例如 1. 試問運算元有哪三種基本類型? 答 : 立即值暫存器記憶體下周上課時繳交逾期不收

35 組合語言課程

36 INC DEC ADD SUB NEG 重點要瞭解這些指令對旗標的影響

37 INC 遞增指令 DEC 遞減址令語法 INC reg/mem INC reg/mem 影響旗標溢位符號零值輔助進位同位旗標不影響旗標進位

38 例.data myword WORD 1000h.code inc myword ;1001h mov bx,myword ;bx = 1001h dec bx ;bx = 1000h

39 加法將來源運算元的值加到目的運算元語法 ADD dest,source ; dest = dest+source 可用運算元與 MOV 指令相同影響旗標進位溢位符號零值輔助進位同位旗標依據目地運算元的值變化例 : 相加兩個 32-bit 整數.data var1 DWORD 10000h var2 DWORD 20000h.code mov eax,var1 add eax,var2 ;EAX=10000h ;EAX=30000h

40 減法目的運算元減去 ( 扣掉 ) 來源運算元的值語法 SUB dest,source ;dest <- dest source 運算元同 ADD 和 MOV 影響旗標進位溢位符號零值輔助進位同位旗標依據目地運算元的值變化例 : 相減兩個 32-bit 整數.data var1 DWORD 30000h var2 DWORD 10000h.code mov eax,var1 sub eax,var2 ;EAX=30000h ;EAX=20000h

41 將一個數值轉換成其 2 s 補數語法 NEG reg NEG mem 影響旗標進位溢位符號零值輔助進位同位旗標依據目地運算元的值變化例.data var1 BYTE 01h.code neg var1 ;var1 = FFh = -1

42 將下列算術運算式以組合語言表示 Rval = -Xval + (Yval Zval); Xval = 26, Yval=30, Zval = 40 解

43 將下列算術運算式以組合語言表示 Rval = -Xval + (Yval Zval); Xval = 26, Yval=30, Zval = 40 解 ; 定義出此式所需使用的四個變數 :Rval, Xval, Yval, Zval.data Rval SDWORD? ; 定義有號雙字組大小整數變數 Rval Xval SDWORD 26 ; 定義有號雙字組大小整數變數 Xval, 初值為 26 Yval SDWORD 30 ; 定義有號雙字組大小整數變數 Yval, 初值為 30 Zval SDWORD 40 ; 定義有號雙字組大小整數變數 Zval, 初值為 40

44 將下列算術運算式以組合語言表示 Rval = -Xval + (Yval Zval); Xval = 26, Yval=30, Zval = 40 解 ; 此式含有四個變數.data Rval SDWORD? Xval SDWORD 26 Yval SDWORD 30 Zval SDWORD 40.code mov eax,yval sub eax,zval ; Yval-Zval mov ebx,xval neg ebx ; -Xval add ebx,eax ; -Xval + (Yval Zval) mov Rval,ebx ; Rval = -Xval + (Yval Zval)

45 進位旗標假設指令所處理之資料為整數, 其運算元的大小為 x-bit, x=8,16,32 若產生的結果需要增加一個位元才能夠表示, 則進位旗標會被設定例某指令具有 8 位元的目的運算元, 但是此指令運算的結果大於 b, 則進位旗標被設定

46 溢位旗標指出有號整數的溢位狀態例某指令具有 16 位元的目地運算元, 但是此指令產生的負數 >-32768, 則溢位旗標被設定

47 零值旗標指出運算是否產生零值例某運算元減去具有相同值的另一個運算元, 則零值旗標被設定

48 符號旗標指出一個運算是否產生的結果是負值例如果目的運算元的最大有效位元是 1, 則符號位元會被設定

49 同位旗標計算目的運算元中, 最小有效位元組具有位元值為 1 的位元數目, 當數目為偶數, 其值被設定輔助進位旗標目的運算元中, 最小有效位元組中,bit-3 產生進位時, 此旗標被設定例如目的運算元的值 b 被加 1100b 時, bit-3 產生進位

50 有興趣的旗標零值, ZF 進位, CF 輔助進位, AC

51 mov al,0ffh add al,1 ;AL=00h, CF=1 CF

52 mov ax,00ffh add ax,1 ;AX=0100h, CF=0 mov ax,0ffffh add ax,1 ;AX=0000h, CF=1

53 當一個較小的無號整數減去一個較大的無號整數時, 此減法運算會使進位旗標被設定 ( 表示有借位 ) 例 : =1+(-2) CF NOT (1) (-2) (-1)

54 常用於 BCD Ref Ch7.6 例 mov al,0fh add al,1 ;AC=1, AL=10h

55 例 mov al, b ; add al, b ;AL= b, PF=1 sub al, b ;AL= b, PF=0, CF= b b = b b = b

56 符號旗標,SF 當有號數算術運算的結果是負值, 符號旗標會設定, 例 : mov eax,4 sub eax,5 ;EAX = -1, SF=1 EAX b ( 5) b (-5) b EAX 5 = EAX + (-5) EAX b F F F F F F F F h CF = 1 SF = 1

57 溢位旗標, OF 當有號數算術運算結果使目地運算元溢位或欠位時設定例 mov al,+127 add al,1 mov al,-128 sub al,1 ;OF=1 ;OF=1 硬體判別 OF 方式 MSB 的進位 XOR 次 MSB 的進位 XOR b (+127) b (+1) b (-128) b (-128) b (-1) CF=0, b (+127 溢位 )

58 若執行 NEG 指令時, 目地運算元不能夠正確表示結果時, 溢位旗標會被設定, 例如 mov al,-128 ;AL= b neg al ;AL= b, OF=1 mov al,+127 ;AL= b neg al ;AL= b, OF=0

59 CPU 不知道要執行的運算是有號還是無號數運算, CPU 是依據一套布林規則來設定所有的狀態旗標程式設計者需要根據自己對所執行的運算類型, 自行判別哪些旗標是有意義, 哪些可以忽略

60 請將程式鍵入並執行目的觀察狀態旗標如何受到影響使用 DEBUG 的旗標視窗觀察 P111

61 P112, 題目 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12

Microsoft PowerPoint - chap4.ppt

Microsoft PowerPoint - chap4.ppt 定址方式定址方式格式有效位址立即資料定址 #data8 暫存器定址 Rn (R0 ~ R7) 直接定址 addr8 addr8 絕對定址 addr11 addr11 長程 ( 絕對 ) 定址 addr16 addr16 ( 暫存器 ) 間接定址 @Ri (@R0 @R1) 或 @DPTR R0 R1 或 DPTR ( 暫存器 ) 相對定址 disp8 PC+ 符號擴展之 disp8 ( 基底