微機原理與接口技術(shù)_04匯編語言程序基礎(chǔ)

1、第44章 匯編語言程序基礎(chǔ) 本章主要內(nèi)容 4.1機器語言與匯編語言 4.2匯編語言的基本語法 4.3偽指令 4.4 宏指令 4.5 DOS功能調(diào)用和BIOS中斷簡介 4.6 匯編語言程序設(shè)計方法 4.7 宏匯編程序設(shè)計 4.8 匯編語言上機及調(diào)試過程4.1機器語言與匯編語言 程序設(shè)計語言按其級別可以劃分為機器語言、匯編語言和高級語言三大類。 1機器語言 機器語言就是計算機指令系統(tǒng)。用機器語言編的程序可以被計算機直接執(zhí)行。 2匯編語言 匯編語言用助記符來代替機器指令的操作碼和操作數(shù)，如用ADD表示加法，SUB表示減法，MOV表示傳送數(shù)據(jù)等。 4.2匯編語言的基本語法4.2.1語句格式 匯編語言的

2、源程序是由若干條語句構(gòu)成的，每條語句可以由四項構(gòu)成，格式如下。 標(biāo)識符 操作碼 操作數(shù) ;注釋 其中，標(biāo)識符用來對程序中的變量、常量、段、過程等進行命名，它是組成語句的一個常用成分，它的命名應(yīng)符合下列規(guī)定。 （1）標(biāo)識符是一個字符串，第一個字符必須是字母、“？”、“”或“_”這四種字符中的一個。 （2）從第二個字符開始，可以是字母、數(shù)字、“？”、“”、“_”。 （3）一個標(biāo)識符可以由131個字符組成。 4.2.2 語句類型與結(jié)構(gòu) 1指令性語句的結(jié)構(gòu) 標(biāo)號：前綴 指令助記符 操作數(shù);注釋 說明： （1）方括號中的成分可以選用或默認(rèn)。 （2）標(biāo)號是后面緊跟“：”的一個標(biāo)識符，標(biāo)號代表該行指令在存儲

3、器中的首地址，標(biāo)號可作為轉(zhuǎn)移指令和調(diào)用指令的一個操作數(shù)。 （3）前綴包括重復(fù)前綴、總線封鎖前綴等。 （4）操作數(shù)可以是一個、兩個或沒有，由指令類型決定，若有兩個操作數(shù)，前面為目的操作數(shù)，后面為源操作數(shù)，中間用逗號隔開。 （5）注釋是以“；”開始的字符串，不影響程序的匯編與執(zhí)行，僅用于增加源程序的可讀性。 2指示性語句的結(jié)構(gòu) 名字 偽指令助記符 操作數(shù);注釋 說明： （1）名字可以是符號常量名、變量名、過程名、段名等，名字后面不能有“：”。 （2）偽指令助記符共有四十多個，按功能不同分成八類，本章介紹常用的五類共二十多個。 （3）操作數(shù)可少到一個沒有，多到兩個以上，操作數(shù)之間須用逗號分隔。 3宏

4、指令語句的結(jié)構(gòu) 宏名 宏操作助記符 操作數(shù);注釋 說明： （1）宏名即宏指令名，是一個標(biāo)識符，宏名后面不能有“：”。 （2）宏操作助記符共有8個，分別是MACRO、ENDM、EXITM、LOCAL、REPT、IRPC、IRP、PURGE。 （3）其余同指示性語句。 4.2.3 匯編語言中的表達式 表達式由操作數(shù)和運算符組成，在匯編時一個表達式得到一個值。表達式分為數(shù)值表達式和地址表達式。 1表達式中的常量 常量是在匯編時已經(jīng)確定的常數(shù)值，常量可以是數(shù)據(jù)和字符。常量表示一個固定的數(shù)值，它又分成多種形式。 （1）常數(shù)：指由10、16、2和8進制形式表達的數(shù)值。 （2）字符串：字符串常量是用單引號或

5、雙引號括起來的單個字符或多個字符，其數(shù)值是每個字符對應(yīng)的ASCII碼值。 2表達式中的變量 常以變量名的形式出現(xiàn)在程序中，可以看作是存放數(shù)據(jù)的存儲單元的符號地址，它用來定義存儲器中的數(shù)據(jù)。變量具有三種屬性。 （1）段屬性（SEG）：變量所在段的段地址。 （2）偏移地址屬性（OFFSET）：變量所在段的段內(nèi)偏移地址。 （3）類型屬性（TYPE）：變量占用存儲單元的字節(jié)數(shù)。 3表達式中的標(biāo)號 標(biāo)號是給指令性語句所在單元地址取的名字，它表明該指令在存儲器中的位置，可作為轉(zhuǎn)移類指令的操作數(shù)。它有以下三種屬性。 （1）段屬性：標(biāo)號所在段的段地址。 （2）偏移地址屬性：標(biāo)號所在段的段內(nèi)偏移地址。 （3）類

6、型（距離）屬性：NEAR，近標(biāo)號，表示該標(biāo)號在段內(nèi)使用；FAR，遠(yuǎn)標(biāo)號，表示該標(biāo)號在段間使用。4.2.4 匯編語言的運算符 1算術(shù)運算符 算術(shù)運算符包括（加）、（減）、*（乘）、/（除）、MOD（模除）、SHL（左移）、SHR（右移）。其中，除號只取商，模除只取余，SHL一次相當(dāng)于乘2，SHR一次相當(dāng)于除2。 2邏輯運算符 邏輯運算符包括AND（與）、OR（或）、XOR（異或）、NOT（非）四種。邏輯運算符只出現(xiàn)在語句的操作數(shù)部分，運算在匯編時完成；邏輯操作指令只出現(xiàn)在指令的操作碼部分，運算在執(zhí)行指令時完成。 3關(guān)系運算符 關(guān)系運算符包括EQ（等于）、NE（不等）、LT（小于）、GT（大于）、

7、LE（小于等于）、GE（大于等于）共六種。它們對兩個運算對象進行比較操作，若滿足條件，表示運算結(jié)果為真“TRUE”，輸出結(jié)果為全“1”；若比較后不滿足條件，則運算結(jié)果為假“FALSE”，輸出結(jié)果為全“0”。 4分析運算符 分析運算符的操作對象必須是存儲器操作數(shù)，即變量、標(biāo)號或過程名。返回的結(jié)果是一個數(shù)值常量。 1）SEG運算符 取段地址運算符，該運算返回變量或標(biāo)號所在段的段地址（字常量）。 2）OFFSET運算符 取段內(nèi)偏移地址符，該運算返回變量或標(biāo)號所在段的段內(nèi)偏移地址。 3）TYPE運算符 取類型屬性運算符，該運算返回變量或標(biāo)號的類型值。若運算對象是標(biāo)號，則返回標(biāo)號的距離屬性值，若運算對象

8、是變量，則返回變量類型所占字節(jié)數(shù)。 4）LENGTH運算符 取數(shù)組變量元素個數(shù)運算符，如果變量是用重復(fù)數(shù)據(jù)操作符DUP說明的，則返回DUP前面的數(shù)值（即重復(fù)次數(shù)）；如果沒有DUP說明，則返回值總是1。 5）SIZE運算符 取數(shù)組變量總字節(jié)數(shù)運算符，該運算符返回數(shù)組變量所占的總字節(jié)數(shù)，相當(dāng)于LENGTH和TYPE兩個運算符返回值的乘積。 5分離運算符 1）LOW運算符 取地址表達式或16位絕對值低8位。 2）HIGH運算符 取地址表達式或16位絕對值高8位。 3）SHORT運算符 當(dāng)轉(zhuǎn)移指令的目標(biāo)地址與該指令之間的距離在128127字節(jié)范圍內(nèi)時，可用SHORT運算符進行說明，以保證匯編程序能為該

9、指令生成最短的機器碼，從而提高運行效率。 6組合運算符 1）“：”運算符 用來臨時給變量、標(biāo)號或地址表達式指定一個段屬性。 2）PTR運算符 賦予表達式指定的類型，新的類型只在所處的指令內(nèi)有效。格式為 類型 PTR 表達式 3）THIS運算符 該運算符和“”（或EQU）偽指令連用，把它后面指定的類型屬性或距離屬性賦給當(dāng)前的變量或標(biāo)號。常用的格式為 變量或標(biāo)號=THIS 屬性 4）圓括號“（ ）”運算符 用來改變被括運算符的優(yōu)先級別。 4.3偽指令4.3.1 符號定義偽指令 1EQU偽指令 格式：名字 EQU 表達式 功能：將數(shù)值或字符序列與一個指定的名字等價。 2“”偽指令 與EQU具有相同的

10、功 3LABEL偽指令 格式：變量或標(biāo)號名 LABEL 類型 功能：為當(dāng)前存儲單元定義一個指定類型的變量名或標(biāo)號。能，區(qū)別僅在于“”定義的符號允許重新定義。4.3.2 變量定義偽指令 常用的變量定義偽指令有DB、DW、DD、DQ、DT，分別用來定義字節(jié)、單字、雙字、四字及十字節(jié)類型變量。基本應(yīng)用格式如下。 變量名 DBDWDDDQDT 表達式 其中，變量名是可選的； 中的偽操作指令必須選用一種，表達式有以下幾種。 1數(shù)值表達式 這種形式定義的變量具有表達式給定的數(shù)值初值。 例如： BETA DW 4*10H;BETA為字類型,初值為64 2ASCII字符串 字符串必須用單引號括起來。DB偽指令

11、為串中每一個字符分配一個字節(jié)單元，且自左到右按地址遞增的順序依次存放，字符個數(shù)不得超過255個。 例如： MSG DB STUDENT 3地址表達式 地址表達式的運算結(jié)果是一個地址，因此只能用DW或DD定義。如果用DW定義，則將原變量或標(biāo)號的偏移地址定義為新變量；如果用DD定義，則將原變量或標(biāo)號的偏移地址和段地址分別置入新變量的低位和高位字中。 4？表達式 表示所定義的變量未指定初值。 例如： BUF DW ？;定義一個字變量BUF,初值為一隨機數(shù) 5nDUP表達式 用于定義重復(fù)變量，DUP是重復(fù)數(shù)據(jù)操作符，n表示重復(fù)次數(shù)，括號內(nèi)的表達式表示要重復(fù)的內(nèi)容。DUP可以嵌套使用，即圓括號中的表達式

12、又是一個帶DUP的表達式。4.3.3 段定義偽指令 1SEGMENT和ENDS 1）語句格式 段名 SEGMENT 定位方式 組合方式 分類名 ;段內(nèi)語句 段名 ENDS 其中，段名是為該段起的名字；定位方式、組合方式和分類名是可選的，選兩個以上時，書寫順序必須與格式中的順序一致。當(dāng)某段作為堆棧段使用時，必須至少有組合方式STACK。 2）組合方式 組合方式指出如何鏈接不同模塊中的同名段，把不同模塊中的同名段按照指定的方式組合起來。既便于程序運行，又可以達到有效使用存儲空間的目的。組合方式有六種。 （1）PUBLIC （2）STACK （3）COMMON （4）MEMORY （5）數(shù)值表達式

13、（6）不指定方式。 3）定位方式 定位方式通過匯編告知LINK程序如何將組合后的新段定位到存儲器中。定位方式有四種。 （1）PARA方式 （2）BYTE方式 （3）WORD方式 （4）PAGE方式 4）分類名 指令對分類名相同的各模塊中的所有段是如何處理的呢？LINK程序把各模塊中分類名相同的所有段（段名未必相同）放在連續(xù)的存儲區(qū)域內(nèi)，但仍然是不同的段。分類名相同的各個段在鏈接時，先出現(xiàn)的在前，后出現(xiàn)的在后。分類名應(yīng)用單引號括起來。 2ORG偽指令 格式：ORG 表達式 功能：該指令后生成的目標(biāo)代碼，從表達式提供的偏移地址開始存放。 3GROUP偽指令 格式：組名 GROUP 段名1,段名2,

14、 GROUP是群或組的意思，用來把模塊中若干不同名的段集合成一個組，并賦予一個組名，使它們都裝在同一個邏輯段中（64K）。組內(nèi)各段名間的跳轉(zhuǎn)都可以看作是段內(nèi)跳轉(zhuǎn)。組名和段名一樣，它表示該組的段地址。 4ASSUME 格式：ASSUME段寄存器：段名 ,段寄存器：段名 功能：告訴匯編哪個段寄存器將為哪個段名尋址。 4.3.4 過程定義偽指令 子程序通常是具有某種特定功能的程序段，可供其他主程序多次調(diào)用。子程序通常以過程的形式編寫。格式如下。 過程名 PROC 類型 RET 過程名 ENDP （1）過程名是為該過程取的名字。 （2）地址屬性是指過程中第一個語句的地址。 （3）類型屬性由格式中的類型

15、指明，可以有NEAR和FAR兩種 （4）RET為過程返回指令，不能省略，否則過程將無法返回。 （5）過程既允許嵌套定義，也允許嵌套調(diào)用。 4.3.5 模塊定義與通信偽指令 1NAME和END 格式： NAME 模塊名 END 標(biāo)號 2PUBLIC 格式：PUBLIC 符號表 功能：表示該模塊中符號表中的符號常量、變量、標(biāo)號、過程名等可以被其他模塊 引用。 3EXTRN 格式：EXTRN 符號：類型, 功能：表示在其他模塊中定義過并說明為PUBLIC的那些符號，在本模塊中需要引用。 4INCLUDE 格式：INCLUDE 文件名 功能：把另一個源文件插入到當(dāng)前源文件中一起匯編，直到該文件中語句匯

16、編完畢，匯編程序繼續(xù)匯編INCLUDE語句之后的語句。 4.4 宏指令 1宏指令的使用 宏指令的使用包括宏定義、宏調(diào)用和宏擴展。 1）宏定義 格式：宏指令名 MACRO 形參,形參 ENDM 2）宏調(diào)用 格式：宏指令名 實參,實參 3）宏擴展 當(dāng)匯編程序掃描到源程序中的宏調(diào)用時，就把對應(yīng)宏定義的宏體指令序列插入到宏調(diào)用所在處，用實參替代形參，并在插入的每條指令前面加上一個“”號，這一過程就稱為宏擴展。 2用于宏定義的其他偽指令1）LOCAL格式：LOCAL 符號表2）PURGE格式：PURGE 宏指令名表3）特殊的宏操作符 （1）%取表達式操作符。 （2）標(biāo)識字符串或符號中的形參操作符。 （3

17、）！標(biāo)識普通字符操作符。4.5 DOS功能調(diào)用和BIOS中斷簡介 1基本的輸入與輸出 1）AH01H，輸入一個字符 2）AH02H，輸出一個字符 3）AH05H，輸出一個字符到打印機 4）AH09H，輸出字符串 5）AH0AH，輸入字符串 2文件管理 文件：文件是具有名字的一維連續(xù)信息的集合。DOS以文件的形式管理數(shù)字設(shè)備和磁盤數(shù)據(jù)。 文件名：在DOS文件系統(tǒng)中，文件名是一個以零結(jié)尾的字符串，該字符串可包含驅(qū)動器名、路徑、文件名和擴展名，如：C：SAMPLEMY.ASM。 文件管理：將工作文件名和一個16位的數(shù)值相關(guān)聯(lián)，對文件的操作不必使用文件名，而直接使用關(guān)聯(lián)數(shù)值，這個數(shù)值稱為文件稱號。文件

18、管理從PC-DOS2.0版本開始引入。 3其他 1）AH00H，程序終止 功能：退出用戶程序并返回操作系統(tǒng)。其功能與INT 20H指令相同。 2）AH4CH，進程終止 功能：結(jié)束當(dāng)前執(zhí)行的程序，并返回父進程DOS或DEBUG（加載并啟動它運行的程序）。返回時，AL中保留返回的退出碼。4.6 匯編語言程序設(shè)計方法4.6.1 設(shè)計步驟 1建立數(shù)學(xué)模型 2確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法 3繪制流程圖及編制程序 4調(diào)試 4.6.2 順序程序設(shè)計 1數(shù)字/字符的輸入和輸出 1）接收鍵盤輸入的一個字符 功能號：01H 功能：等待接收鍵盤輸入的一個字符，將字符的ASCII碼送入AL中，同時在屏幕上顯示該字符。 2）顯示

19、一個字符 功能號：02H 功能：在當(dāng)前光標(biāo)位置顯示DL中的字符，光標(biāo)右移。 3）接收一個字符串 功能號：0AH 功能：從鍵盤中接收一字符串，存入DS：DX指示的緩沖區(qū)。 4）顯示一個字符串 功能號：09H 功能：在當(dāng)前光標(biāo)處顯示由DS：DX指示的，以字符 “$”作為結(jié)束標(biāo)志的一個字符串。 2代碼轉(zhuǎn)換程序設(shè)計 （1）BCD碼-ASCII碼轉(zhuǎn)換。因為數(shù)字09的ASCII碼值等于數(shù)字本身加上30h，所以在轉(zhuǎn)換時要將數(shù)字值加上30h。 （2）十六進制-ASCII碼轉(zhuǎn)換。09的ASCII碼可以加上30h得到，AF的ASCII碼，需要加7。 （3）BCD碼-二進制轉(zhuǎn)換。各位分離后，從高位開始反復(fù)乘10加次

20、位。 4.6.3 分支程序設(shè)計 計算機的一個重要特點在于它能“判斷”情況。計算機指令系統(tǒng)中的比較指令、測試指令和條件轉(zhuǎn)移指令等就反映了這種能力。 例如，程序設(shè)計中經(jīng)常會遇到判斷“相等”和“不相等”、“負(fù)”和“正”、“大于”和“小于”、“滿足條件”和“不滿足條件”等。這種判斷使程序的流程不再是一條順序執(zhí)行的直線，而變?yōu)橛蓛蓚€或多個分支所組成的倒樹型結(jié)構(gòu)，其中每個分支只有在滿足條件時才被執(zhí)行。4.6.4 循環(huán)程序設(shè)計 1循環(huán)程序的構(gòu)成 任何循環(huán)程序都可分為循環(huán)初始部分、循環(huán)體和循環(huán)結(jié)束部分。循環(huán)初始部分為進入循環(huán)做必要的準(zhǔn)備工作。循環(huán)體是程序中重復(fù)執(zhí)行的程序段，由兩部分組成。 （1）循環(huán)工作部分

21、（2）循環(huán)參數(shù)修改及循環(huán)控制部分。 2循環(huán)的類型 循環(huán)體的結(jié)構(gòu)依照問題的不同，一般可以分為兩種類型：先判斷后處理；先處理后判斷。 3控制循環(huán)次數(shù)的方法 （1）用計數(shù)控制循環(huán)。 （2）用條件控制循環(huán)。 （3）多重循環(huán)程序設(shè)計。 4.6.5 子程序設(shè)計 1子程序的組成 （1）保護現(xiàn)場（一些將要在子程序運行時被破壞的寄存器的內(nèi)容）。 （2）依入口參數(shù)從指定位置取要加工處理的信息。 （3）加工處理。 （4）依出口參數(shù)向指定位置送經(jīng)加工處理后的結(jié)果信息。 （5）返回調(diào)用程序。 2子程序調(diào)用 子程序調(diào)用可分為段內(nèi)調(diào)用和段間調(diào)用兩種情況。段內(nèi)調(diào)用是主程序和子程序處在同一代碼段中，此時只需保存主程序中調(diào)用指令

22、的下一條指令的偏移地址，并將子程序的入口地址送入IP，從而轉(zhuǎn)去執(zhí)行子程序。子程序返回時再將保存的斷點地址送入IP，即可繼續(xù)執(zhí)行主程序。段間調(diào)用則必須保存好斷點的段地址和偏移地址，并將子程序入口的偏移地址和段地址分別送入IP和CS。返回時需將保存的偏移地址和段地址重新送回IP和CS。 4.7 宏匯編程序設(shè)計4.7.1 宏匯編 1宏定義 宏定義的一般格式為： 宏指令名 MACRO形式參數(shù)列表 宏體 ENDM 2宏調(diào)用 宏調(diào)用格式如下： 宏指令名 實際參數(shù)列表 宏調(diào)用中的實參應(yīng)與宏定義中的形參一一對應(yīng)，實參之間應(yīng)用逗號隔開。 3宏體內(nèi)標(biāo)號的使用 其格式為 LOCAL 標(biāo)號名，標(biāo)號名 4宏定義中的參數(shù)

23、 宏定義中的參數(shù)可以是操作數(shù)也可以是操作碼，為了使宏定義中的參數(shù)更加靈活，匯編程序提供了一些宏操作符。這里介紹一下宏定義的變元中使用%操作符的情況，它的格式是： %表達式4.7.2 重復(fù)匯編 1重復(fù)偽操作 重復(fù)偽操作的格式為 REPT 表達式 （重復(fù)塊） ENDM 其中表達式的值用來確定重復(fù)塊的重復(fù)次數(shù)，表達式中如包含外部或未定義的項則匯編指示出錯。 2不定重復(fù)偽操作 1）IRP偽操作 格式為 IRP啞元， （重復(fù)塊） ENDM 2）IRPC偽操作 格式為 IRPC啞元，字符串（或） （重復(fù)塊） ENDM4.7.3 條件匯編 匯編程序能根據(jù)條件把一段源程序包括在匯編語言程序內(nèi)或者把它排除在外，

24、這里就用到條件匯編這樣的偽指令。 格式為 IF XX argument ;自變量滿足給定條件匯編此塊 ELSE ;自變量不滿足給定條件匯編此塊 ENDIF4.8 匯編語言上機及調(diào)試過程4.8.1 匯編過程 1源文件的建立和匯編 這個過程也稱為源代碼錄入。 2匯編過程 匯編過程是把編寫的正確的源代碼編譯為機器語言、程序清單及交叉引用表的目標(biāo)文件。 3鏈接為可執(zhí)行文件 即鏈接為.EXE或.COM文件。在DOS提示符下輸入：LINK filename并按Enter鍵。4.8.2 DEBUG調(diào)試 1DEBUG的調(diào)用 用于調(diào)試程序的命令格式： DEBUG FILENAME.? 其中，F(xiàn)ILENAME是文件名，?是擴展名。例如，已編譯好了一個文件，它的名稱為djx.exe，要對它進行調(diào)試時就在DOS提示符下輸入DEBUG djx.exe，并按Enter鍵執(zhí)行，便可見到提示符，如無任何提示說明正確，則可進行調(diào)試。 2DEBUG常用命令 1）D命令 功能：顯示指定內(nèi)存單元的內(nèi)容，一般用來查看DS數(shù)據(jù)段的內(nèi)容。 格式：-d 地址;表示從地址指定的內(nèi)存單元顯示128個字