汇编语言设计----汇编基础第一节

汇编语言设计

机器语言是机器指令集合

早期：打纸带：1打孔，0不打孔

汇编语言与汇编指令

汇编语言主体是汇编指令

汇编指令是机器指令便于记忆书写格式
汇编指令是机器指令助记符
机器指令100110001100001100000

汇编MOV,AX,BX

汇编语言编写程序工作过程

汇编指令--编译器--机器码

伪指令--编译器执行

汇编指令--机器码助记符

其他符号--编译器识别

计算机组成

cpu，总线，内存，扩展槽

指令和数据存放在内存或磁盘上，都是二进制

数据如何表示：二进制B，八进制O，十进制D，十六进制H

计算机中的存储单元

一个存储器有128单元

8086有20条数据总线，那有2的20次方的，1MB的空间

总线：链接cpu和其他芯片的导线，

逻辑上总线分：数据总线，地址总线，控制总线

地址总线

地址总线宽度，决定了可寻址总线的存储单元大小

数据总线

cou内存和其他器件之间的数据传送是通过数据总线进行的，数据总线宽度决定了cou的外界数据传输速度

8088 8位，8086,16位

控制总线

cpu对外部设备器件进行控制

内存的读写和地址空间

存储单元地址（地址信息）

器件的选择，读或写的命令（控制信息）

读或写的数据（数据信息）

什么是内存地址空间

RAM：能读能写，没电就没了，

ROM：只读，系统的BIOS

所有物理存储器看做一个由若干存储单元组成的逻辑存储器

每个物理存储器在逻辑存储器中占有一个地址段，即一段地址空间

汇编语言实践语言的环境搭建

目标：理解计算机底层工作原理

DOS环境

链接：https://pan.baidu.com/s/1P62ldT7uXqKBAl3v4tXUOA?pwd=6fr9
提取码：6fr9
--来自百度网盘超级会员V5的分享

解压后的文件夹如下：
　
　其中：
　DOSBox0.74-win32-installer.exe是DOS模拟器的安装文件；
　MASM文件夹中是汇编程序设计中用到的命令；
　EX文件夹中提供了几个汇编程序作为示例。
　
　照下面的提示完成环境的配置。
　1. 将MASM文件夹拷贝到工作盘
　MASM中包含了8086汇编程序设计中要用到的几个必需的工具（masm.exe汇编、link.exe连接、Debug.exe调试，edit.com和edlin.com是两个编辑程序。），如下：
　
　将这个文件夹拷贝到你习惯的工作盘（我用D盘作工作盘，拷贝后，这些文件在D:\MASM中）。
　2. 安装DOSBox
　双击DOSBox0.74-win32-installer.exe，照提示安装，最后，桌面上有快捷方式：
　　
　3. 启动DOSBox
　双击上面的图标，启动DOSBox0.74。启动后的界面如下：
　
　4.挂接MASM文件夹
　在Z:>提示符后输入命令mount c d:\masm。这个命令的意思是，将本机d:\masm文件夹作为模拟器的C盘。
　运行命令后的界面如下：
　
　注意：d:\masm是第1步拷贝到的工作目录，若你在第1步设置的是其他工作，请按你的实际设置改动。
　下面，将工作盘转换到C盘（输入C:并回车），再查看目录（dir再回车），可以看到类似下面的界面，标志着工作环境设置好了。
　
　在以后工作时，只需要第3、4步即可。

寄存器和数据存储

运算器进行信息处理

寄存器进行信息存储

控制器协调各种器件

内存总线实现CPU各器件之间的联系

14个寄存器

通用寄存器AX例子

在AX中存储18D

18D --十进制
12H --十六进制
10010 --二进制

问：8088 如何8086兼容？

分高低位

01001110 00100000
高位        低位

AH AL AX
BH BL BX
CH CL CX
DH DL DX

字：一个字可以存在一个16位的寄存器中

高位字节在高位寄存器高8位，低位字节在低8位寄存器

MOV add指令

mov ax.18 AX = 18 相当于赋值

mov ah.78 AH = 78 把78放到了高 8位

add ax.8 AX = AX +8 在AX数据加8

mov.ax.bx AX = BX BX数据送入AX中

add ax.bx AX = AX+BX 把AX,BX 内容相加

汇编指令不区分大小写

确定物理地址方法

川普访问内存单元都要给出内存单元地址

每一个内存单元在这个空间构成的空间都有唯一地址，这个地址叫物理地址

8086有20位地址总线，寻址能力是1mb

8086是16位cpu，寻址能力是64KB

如何解决寻址空间的矛盾

用两个16位地址和段地址，偏移地址合成一个20位的物理地址

物理地址 = 段地址X16+偏移地址

例子：

段地址： 1230 偏移1位

偏移地址 00C8

12300
+00C8
= 123C8

物理地址 = 123C8

本质含义

用两个16位地址相加得到20位物理地址

本质含义：cpu在访问内存时，用一个基础地址和一个相对于基础地址的偏移地址相加，给出一个内存单元的物理地址

内存的分段表示法

内存并没有分段，段的划分来自于cpu

同一段内存，多种分段方案

根据段地址计算偏移地址

4个段寄存器

CS-代码段DS数据段-SS栈段-ES段加

debug的使用

R查看寄存器的内容

R 寄存器名改变指定寄存器内容（128字节）

RCS,RIP

D命令：查看内存中的内容

D段地址：偏移地址-列出内存中指定地址处的内容

D 1000:0

D段地址：偏移地址结尾偏移地址-；列出内存中指定地址范围内容

E命令

E段地址：偏移地址数据1

EE段地址：偏移地址

E 1000:0

逐个询问式修改

空格接收，继续

回车，结束

U命令将内存中机器指令翻译成汇编指令

有汇编指令
mov ax,0123H
mov bx,0003H
mov ax,bx
add ax,bx

对应机器码
B8 23 01
BB 03 00
89 D8
01 D8

e 地址- 数据写入

d 地址查看

u地址-查看代码

A命令

有汇编指令
mov ax,0123H
mov bx,0003H
mav ax,bx
add ax,bx
对应机器码
B8 23 01
BB 03 00
89 D8
01 D8

a 地址-写入汇编指令

d 地址-查看数据

u 地址 -查看代码

T指令(执行机器命令)

t 执行CS:IP处的指令

mov ax,123H

两个关键的寄存器

CS：代码寄存器

IP：指令指针寄存器

CS:IP ：cpu将内存中CS：IP指向的内容当做指令执行

CS内容是2000H，IP中内容是0000H

8086PC工作过程简要概述

1.CS:IP指向内存单元读取指令，读取的指令进入指令缓存器

2.IP = IP+ 所读取的指令的长度，从而指向下一条指令

3.执行指令，转到步骤1

jmp指令

事实：执行何处的指令，去取决于CS:IP

应用；可以通过改变CS IP的内容，来控制执行目标的指令

转移指令jmp

同时修改cs,ip内容

jmp段地址：偏移地址

jmp:2AE3:3

jmp:30B16

用指令中给出的段地址修改cs，偏移地址修改ip、

仅修改ip内容

jmp 某一合法寄存器

?	jmp ax (类似于mov IP,ax)

?	jmp bx

内存中字的存储

8086 16位作为一个字

高8位，低8位

低位字节低地址单元，高位字节高地址单元

0是低地址单元，1是高地址单元

字单元：由两个连续地址连续内存单元组成，存放一个字型数据

原理在一个字单元中，低地址单元存放低位字节，搞地质单元存放高位字节

用DS和[address]实现字的传送

要解决的问题：cpu从内存单元中要读取数据

在8086中，内存地址有段地址和偏移地址组成（段地址：偏移地址）

DS寄存器存放要访问的数据和段地址

偏移地址用[]形式

将段地址送入DS的方式
mov bx,1000H
mov bs, bx
套路是： 数据---一般寄存器---段寄存器

字的传送

8086可以一次性传送一个字

例子：

mov bx,1000H
mov ds ,bx
mov ax, [0] # 1000:0处的字型数据送入ax
mov[0]，cx # cx中的16位数据送到1000:0处

[0] -- 1123
[1] -- 2211
[2] -- 1122

DS与数据段

对内存单元中数据的访问

对于8086 可以根据需要将一组内存单元定义为一个段

将一组长度N，地址连续，起始地址16的倍数内存单元当做专门存储数据内存空间，从而定义的一个数据段

段地址 123BH 起始偏移地址0000H 长度10字节

处理方法 DS([address])

用DS存放数据段的段地址

用相关指令访问数据段中的具体单元，单元地址由[address]

将123B0H--123BAH定义为数据段

累加数据段中前3个单元的数据

mov ax,123BH
mov ds,ax
mov al,[0]
add al,[0]
add,al,[1]
add al,[2]

用mov指令操作数据

add指令操作

栈结构

栈的基本操作

入栈和出栈

入栈：将一个新的元素放到栈顶

出栈：从栈顶取出一个元素

栈顶元素总是在最后入栈，需要出栈，又最先从栈中取出

cpu提供栈机制

8086cpu提供相关指令，支持用栈的方式访问内存空间

基于8086cpu编程，可以将一段内存当栈来使用

PUSH入栈和POP出栈指令
push ax:将ax从中的数据送入栈中
pop ax：从栈顶取出数据送入ax

问题：cpu如何知道一段内存空间被当做栈使用？

执行push和pop的时候，如何知道哪个单元是栈顶单元？

答案

8086中有两个与栈相关的寄存器

栈段寄存器SS--存放栈顶的段地址

栈顶指针寄存器SP--存放栈顶的偏移地址

栈的操作

mov ax,1000H

mov ss,ax

mov sp,0010H

mov ax,001AH
mov bx,001BH

push ax
push bx

pop ax
pop bx

执行入栈，栈顶超出栈空间

总结

push，pop实质上就是一种内存传送指令，可以在寄存器和内存之间传送数据，与mov指令不同的是，push指令访问的内存单元地址不是在指令中给出的，而是有SS:SP指出的

段总结

物理地址 = 段地址x16 +偏移地址

数据段

将段地址放在DS中
用mov，add，sub等访问内存单元指令时，cpu将我们定义的数据段中内容当做数据段访问

代码段

将段地址放在CS中，将段中第一条指令的偏移地址放在IP
CPU将执行我么定义四的代码段中指令

栈段

将段地址放在SS，将栈顶单元偏移的放在SP中
CPU在需要我们进行栈操作push，pop，就将我们定义的栈段当做栈空间来使用

汇编语言程序

汇编语言编程序的工作过程

程序员--汇编程序--编译器--机器码--计算机

伪指令：没有对应的机器码指令，最终不被cpu所执行

伪指令是编译器执行，编译器根据伪指令进行相关的编译工作

汇编程序：汇编程序好伪指令的文本

程序返回：程序结束后将cpu的控制权交还给使运行的程序系统

程序的三种伪指令

段定义：一个会变程序是多个段组成的，这些段用来被存放代码，数据或当做栈空间来使用

一个有意义的汇编程序中至少有一个段，这个段用来存放代码

段名 segment --- 段的开始

段名 ends --- 段的结束

assume cs:codesg
codesg segment
	mov ax,0123H
	mov bx,0456H
	add ax,bx
	add ax,ax
	mov ax,4c00h
	int 21h
codesg ends
end



'''



end

汇编程序结束标志

assume

含义是假设某一段寄存器中某一个使用segment，ends定义段相关联--assume cs:cdoesg指的是cs寄存器与codesg关联，将定义的codesg当做程序的代码来使用
'''

源程序经过编译连接后变为机器码

源程序文件 .asm ---可执行 .exe

汇编程序结构

在debug中直接写入指令编写汇编程序

适用于简单的短小精悍的程序

单独编写成源文件在编译可执行文件--编写大程序

注释；

编写一个汇编程序

步骤

定义一个段
实现处理任务
指出程序在何时结束
段与段寄存器关联
加上程序返回的代码

assume cs:abc
abc segment
abc segment
	mov ax,2
	add ax,ax
	add ax,ax
	
	mov ax,4c00h
	int 21h
abc ends
end

程序中出现的错误

语法错误

写错了。。。

逻辑错误

脑子抽了。。。

写出源程序到可执行文件过程

编辑源程序

编译

? 对目标文件.OB对一个源程序进行编译要得到的结果

? 列表文件.LST是编译器将源程序编译为目标文件的过程中产生的中间结果

? 交叉引用文件。CRF和列表文件一样，是编译器将源程序编译为目标文件过程中产生的中间结果

对源程序编译结束，编译器输出最后两行告诉错误必须改正的错误

assume cs:codesg
codesg segment
	mov ax,0123H
	mov bx,0456H
	add ax,bx
	add ax,ax

	mov ax,4c00h
	int 21h
codesg ends
end

提示语法错误

severe errirs

找不到所给出的源文件

连接

可执行文件是对一个程序进行连接要得到的最终结果

映象文件：是连接程序将目标文件连接为可执行文件过程中产生中间结果

库文件包含了一些可以调用的子程序，如果我们的程序中调用了某一个库文件中的子程序，就需要连接的时候将这个库文件和我们的目标文件连接到一起，生成可执行文件、

no stack segment，一个没有栈段的错误警告，可以不去理会

执行程序；直接输入文件名

程序的运行和跟踪

DEBUG装在程序EXE

程序加载后，DS中存放着程序所在内存区的段地址，这个内存区的偏移地址是0，程序内存区地址是DS:0

这个内存区前256字节存PSP，DOS用来程序进行通信

从256字节向后空间存放的是程序，CS值是DS+10H

程序加载后，CX存放代码长度

继续命令P

类似于T命令，逐条执行指令，显示结果，但遇到子程序，中断等，直接执行，然后显示结果

运行命令G

从指定地址处开始运行程序，知道断点结束或者程序正常结束

在DOS中执行

程序执行的常态

一个内存单元的描述：

? 内存单元地址
? 内存单元长度

[...]表示一个内存单元

(...)表示一个内存单元或寄存器中内容

LOOP指令

功能：实现循环

cpu执行loop指令时进行的操作

(cx)=(cx)-1
判断cx的值
1. 不为0则转到标号处执行程序
2. 如果是0就向下执行

要求

cx要提前存放循环次数，(cx)影响着loop指令执行结果

要定义一个符号

assume cs:code
code segment
	mov ax,2
	mov cx,11
	s:add ax,ax
	loop s
	
	mov ax,4c00h
	int 21h
code ends
end

例子：编程计算 2^2 ， 2^3

cx和loop指令想配合实现循环功能的三个要点

? 1.在cx中存放循环次数

? 2.用标号指定循环开始的位置

? 3.在标号和loop指令的中间，写上要循环执行的程序段（循环体）

? 例子：计算 123x236

assume cs:code
code segment
	mov ax,0
	mov cx,236
	s: add ax,123
	loop s
	mov ax,4c00h
code ends
end

例子

编译：

masm p5-1.asm
link p5-1
debug p5-1.exe

assume cs:code

code segment
	mov ax,0ffffh
	mov ds,ax
	mov bx,6
	mov al,[bx]
	mov ah,0
	
	mov dx,0
	mov cx,3
	s: add dx,ax
	loop s
	
	
	mov ax,4c00h
	int 21h
code ends
end

引入段前缀，异常现象的对策

访问内存单元--loop和[bx]

问题：计算ffff:0-ffff:b字节单元中的数据的和，结果存储在dx中

分析：略

对策：取出8位数据，加到16位寄存器

mov al,ds:[addr]  取出8位数据
mov ah,0
add dx,ax

段前缀的使用

代码段中数据的使用

将内存ffff:0中数据拷贝到0:200-0:20b

问题，程序中直接写地址，很危险

对策

在程序中段中存放数据，运行时由操作系统分配空间

段的类别：数据段，代码段，栈段

各种段中均可以有数据

可以在单个段中安置，也可以将数据代码，栈放入不同的段中

实际应用

问题编程计算以下8个数据的和，结果存放到ax寄存器中

解决方案

assume cd:code
code segment
	dw 0123H,0456H,0789H,0ABCH,0DEFH,0CBAH,0987 ;在代码段中定义数据，只要求数据本身，并未指定在哪些单元中
	
	mov bx,0
	mov ax,0
	mov cx,8
	s: add ax,cs:[bx]
	add bx,2
	loop s
	
	mov ax,4c00h
	int 21h
code ends
end

dw:定义一个字

db:定义一个字节

dd:定义一个双字

代码有问题

改进

assume cs:code
code segment
	dw 0123H,0456H,0789H,0ABCH,0DEFH,0CBAH,0987 ;在代码段中定义数据，只要求数据本身，并未指定在哪些单元中

start: 	; 定义一个标号，指示代码开始的位置
	mov bx,0
	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 通知编译器程序结束外，还可以通知编译器入口在什么地方

在代码段中使用栈

程序运行时候。定义存放的数据cs:0--cs:f,一共8个单元

依次将八个单元中数据入栈，然后一次出栈找到8个字单元，从而实现数据的逆序存放

栈需要内存空间，在程序中通过定义：空数据来获得

数据逆序存放程序

assume cs:codesg
codesg segment
	dw 0123H,0456H,0789H,0ABCH,0DEFH,0CBAH,0987 ;在代码段中定义数据，只要求数据本身，并未指定在哪些单元中
	dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
	
start:
	mov ax,cs
	mov ss,ax
	mov sp,30h
	mov bx,0
	mov cx,8
	s:push cs:[bx]
	add bx,2
	loop s
	
	mov bx,0
	mov cx,8
	s0:pop cs:[bx]
	add bx,2
	loop s0
	
	mov ax,4c00h
	int 21h

codesg ends
end start

将数据代码栈放入不同段



assume cs:code,ds:data,ss:stack
data segment
    dw 0123H,0456H,0789H,0ABCH,0DEFH,0CBAH,0987
data ends
stack segment
    dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
stack ends

; --------------------------- 数据
code segment
start:
    mov ax,stack
    mov ss,ax
    mov sp,20h
    mov ax,data
    mov ds,ax

    mov bx,0
    mov cx,8
;---------------------------入栈
    s:push [bx]
    add bx,2
    loop s


    mov bx,0
    mov cx,8

   ; --------------------------出栈
    s0:pop [bx]
    add bx,2
    loop s0

    mov ax,4c00h
    int 21h
code ends
end

内存寻址方式

处理字符问题

汇编中，用‘..................'的方式指明数据是字符形式给出的，编译器把他们转化为响应的ASCII码

大小写字符问题

大写+20H --->小写小写-20H --->大写

大小写转换

第一个字符串：小--大

第二个大--小

assume cs:codesg,ds:datasg
datasg segment
    db 'BsSic'
    db 'INforMAtion'

datasg ends

codesg:segment
start:
    mov ax,datasg
    mov ds,ax
    ;第一个字符串：
    mov bx,0
    mov cx,5
    s:mov al,[bx]
    and al,11011111b
    mov [bx],al
    inc bx
    loop s
    ;第二个字符串
    mov bx,5
    mov,cx 11
    s0:mov al,[bx]
    or al,00100000b
    mov [bx],al
    inc bx
    loop s0
    mov ax,4c00h
    int 21h
codesg ends
end start

[bx+idata]含义

表示一个内存单元，它的偏移地址为(bx)+idata (bx中数值加上idata)

mov ax,[bx+200]/mov ax,[200+bx]

将一个内存单元的内容送入ax

这个内存单元的段地址在ds中，偏移地址在ds中，偏移地址为200加上bx的数值，数学化的描述是(ax) = ((ds)*16+200+(bx))

指令mov,ax,[bx+200]其他用法

mov ax,[200+bx]

mov ax,200[bx]

mov ax,[bx].200

用数组方法解决大小写转换问题

assume cs:codesg,ds:datasg
datasg segment
    db 'BasiC'
    db 'MinIX'
datasg ends
codesg segment
start: 
    mov ax,datasg
    mov ds,ax

    mov bx,0
    mov cx,5
    s:mov al,[bx]
    and al,11011111b
    mov [bx],al

    mov al,[5+bx]
    or al,00100000b
    mov [5+bx],al
    inc bx
    loop s

    mov ax,4c00h
    int 21h
codesg ends
end start

SI和DI寄存器

8086cpu有十四个寄存器

通用寄存器 AX,BX,CX,DX

变址寄存器 SI,DI

指针寄存器 SP,DP

指令指针寄存器 IP

段寄存器 CS,SS,DS,ES

标志寄存器 PSW

执行与地址有关操作

SI,DI和BX相近的寄存器

SI:源变址寄存器

DI目标变址寄存器

区别：SI,DI不能够分成两个8位寄存器来使用

1.mov bx,0

mov s,0
mov di 0

例子：用寄存器SI,SI实现将字符串‘welcome to masm’复制到特后面的数据区

源数据起始地址：datasg:0

目标数据起始地址：datasg:16

用ds:si指向要复制的原始字符串

用ds:di指向目的空间

然后用一个循环来完成复制

原地址：si

目标地址：di

assume cs:codesg,ds:datasg
datasg segment
    db 'welcome to masm'
    db '...............'
    datasg ends
    codesg segment
    start:
        mov ax,datasg
        mov ds,ax

        mov si,0
        mov di,16
        mov cx,8
        s: mov ax,[si]
        mov [di],ax
        add si,2
        add di,2
        loop s

        mov ax,4c00h
        int 21h
    codesg ends
    end start

[bx+si] [bx+di]指定地址

[bx+si] 表示一个内存单元
偏移地址 bx +si 即是数值上加si中的数值

指令mov ax, bx+si 含义

将一个内存单元的内容送入ax
这个内存单元长度是2字节(字单元)，存放一个字
偏移地址是bx中数值加上si中的数值
段地址在ds中

指令mov ax,[bx+si]的数学化描述

(ax) = ((ds)*16+(bx)+(si))
mov ax,[bx+si]其他用法
mov ax,[bx] [si]

例子

mov ax,2000H
mov ds,ax
mov bx,1000H
mov si,0
mov ax,[bx+si]
inc si
mov cx,[bx+si]
inc si
mov di,si
mov ax,[bx+di]

[bx+si+idata] 和 [bx+di+idata]

偏移地址是 (bx) +(si)+idata 就是bx中的数值加上si中数值再加上idata

move ax,[bx+si+idata]含义

将一个内存单元的内容送入ax

这个内存单元长度是2字节，存放一个字

偏移地址中bx中数值加上idata，段地址在ds中

数字化描述

(ax=(ds)*16)+(bx)+(si)+idata

指令mov,ax,[bx+si+idata] 其他写法

mov ax,[bx+200+si]
mov ax,[200+bx+si]
mov ax,200[bx] [si]
mov ax,[bx].200[si]
mov ax,[bx] [si].200
mov ax,[bx] [si]

例子

内存中数据 2000:1000 BE 00 06 00 6A 22

程序执行后

mov ax,2000H
mov ds,ax
mov bx,1000H
mov si,0
mov ax,[bx+2+si]
inc si
mov cx,[bx+2+si]
inc si
mov di,si
mov ax,[bx+2+di]

内存寻址方式的灵活应用

例子

二重循环用了同一个cx，解决办法

但是存在问题是，cx占用寄存器资源，比较浪费

可以利用固定的储存单元，也可以用栈来存数据

直接寻址过程

寄存器间间接寻址过程

寄存器相对寻址过程

基址变址寻址过程

相对基址变址寻址过程

汇编