匯編語言第一章預(yù)備知識(shí)

1、第一章預(yù)備知識(shí)匯編語言是面向機(jī)器的低級(jí)語言：和其他計(jì)算機(jī)語言相比，能夠充分利用計(jì)算機(jī)硬件特性；隨機(jī) 器的不同而不同。學(xué)習(xí)匯編語言必須做到：了解特定機(jī)器的硬件；了解其數(shù)據(jù)類型的表示方法；了解其指 令系統(tǒng)等。本章的內(nèi)容包括：什么是匯編語言；匯編源程序舉例；匯編和調(diào)試過程；寄存器組1.1機(jī)器語言與匯編語言人們用計(jì)算機(jī)語言操縱計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)交流信息。一般來說, 計(jì)算機(jī)語言可以分為以下幾類：低級(jí)語言是面向機(jī)器的，為特定機(jī)器提出的；高級(jí)語言是面相人的，接近于自然語言，為了方便人們使用提出的。,針對(duì)特定機(jī)器的機(jī)器語言，低級(jí)語言（ 8031匯編語言U匯編語言 Z Z80匯編語言 8086匯編語言BASIC語

2、言FORTRAN 語言C語言計(jì)算機(jī)語言 高級(jí)語言 5四代語言（VB、PB、ASP等）機(jī)器語言機(jī)器指令：能夠被計(jì)算機(jī)識(shí)別，并能直接加以執(zhí)行的語句。機(jī)器語言：由機(jī)器指令構(gòu)成的集合。機(jī)器指令也叫做硬指令，不同類型的CPUTB有自己特有的、一 定數(shù)量的基本指令，組成其特有的機(jī)器語言。機(jī)器指令用二進(jìn)制代碼來表示，這樣才能夠被計(jì)算機(jī)識(shí)別并直 接執(zhí)行。機(jī)器指令的一般形式為：操作碼 地址碼例如:1011 1000 操作碼：1011, MOV0111 1111 目的操作數(shù)：1000, AX0000 0000 源操作數(shù)：0000 0000 0111 1111 立即數(shù)I完成操作：MOV AX, 7FH; 7FH A

3、X操作碼指出了運(yùn)算的種類，如數(shù)據(jù)傳送、加減運(yùn)算等。地址碼指出了參與運(yùn)算的操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果的存放位置。用機(jī)器語言編程，就意味著要用二進(jìn)制數(shù)0和1編寫程序。這 樣做效率很低，而且容易出錯(cuò)。但為了能夠充分利用硬件特性，在 一些時(shí)候仍然需要用低級(jí)語言編程，因此人們想辦法對(duì)機(jī)器語言進(jìn) 行改進(jìn)，提出了匯編語言。此后很少直接使用機(jī)器語言了。匯編語言從本質(zhì)上看，匯編語言是一種符號(hào)化的機(jī)器語言：用助記符表示機(jī)器指令的操作碼；用變量代替操作數(shù)的存放地址；用在語句前加一個(gè)標(biāo)號(hào)，來代表該指令的存放地址。匯編語言的主要操作與機(jī)器指令一一對(duì)應(yīng)，是一種用符號(hào)書寫 的（不再是二進(jìn)制代碼）、并遵循一定語法規(guī)則的計(jì)算機(jī)語言。例

4、如：MOV AX, 7FHMOV BX, 1234HADD AX, BX匯編語言是為了方便用戶使用而設(shè)計(jì)的一種符號(hào)語言， 并不能 直接被計(jì)算機(jī)識(shí)別，必須將匯編語言程序翻譯成機(jī)器語言程序 （也 叫目標(biāo)程序），才能由計(jì)算機(jī)所執(zhí)行。翻譯過程的圖形表示：匯編程序不同于匯編語言程序。匯編語言程序是用匯編語言寫 的程序，匯編程序是翻譯匯編語言程序的加工程序。匯編程序可分為：ASI小匯編程序，占有較小的存貯區(qū)，但功能較弱，沒有宏功能。MAS宏匯編程序，需要較大的存貯區(qū)，但功能強(qiáng)大，具有 宏能力。這門課使用的是宏匯編程序。宏，是指用一個(gè)宏指令名字代替程序中重復(fù)出現(xiàn)的一組語句,在其它的地方， 可以用宏指令名字及

5、不同的參數(shù)來調(diào)用。宏的功能類似于子函數(shù)，但實(shí)現(xiàn)方式不同。此外，匯編語言還必須指出：程序從什么地方開始、什么時(shí)候結(jié)束、數(shù)據(jù)放在哪里、數(shù)據(jù)類型是什么、臨時(shí)存貯區(qū)等，這需要一組另外的指令指示 MASM 工作，這種指令叫做偽指令。為什么要學(xué)習(xí)匯編語言？匯編程序產(chǎn)生的目標(biāo)程序簡(jiǎn)短， 占用的存貯空間小，執(zhí)行速度快，適合于編寫過程控制、多媒體接口、通訊程序。有些無法用高級(jí)語言實(shí)現(xiàn)的操作，可以由匯編完成。匯編源程序舉例舉例完整源程序?yàn)榱藢?duì)匯編語言有具體的理解，下面編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的程序：.386;堆棧段STACK SEGMENT USE16 STACK ;段名和組合類型DB 200 DUP(0);堆棧的大小為 2

6、00 個(gè)字STACK ENDS;數(shù)據(jù)段DATA定DATA;代碼段CODEES:DATASTART:SEGMENT USE16SUM DW ?; 段為 16 位段;SUM 為字變量，初值不NEXT:ENDSSEGMENT USE16ASSUME CS:CODE, SS:STACK, DS:DATA,MOV AX, DATAMOV DS, AXMOV CX, 50MOV AX, 0MOV BX, 1ADD AX, BXINC BXINC BXDEC CX;數(shù)據(jù)段首址送DS;循環(huán)計(jì)數(shù)器置初值;累加器置初值;1 7 BX;(AX)+(BX) -AX;(BX)+2 - BX;(CX)-1 -CXJNE

7、NEXT ;(CX)?轉(zhuǎn) NEXT MOV SUM, AX ;(CX)=0 累力口結(jié)果-SUM MOV AH, 4CHINT 21H;返回 DOSCODE ENDSEND START;源程序結(jié)束語句。程序運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)地址為 START分段在該例中，一共定義了三個(gè)段：堆棧段、數(shù)據(jù)段和代碼段。.386;堆棧段STACK SEGMENT USE16 STACK STACK ENDS;數(shù)據(jù)段DATA SEGMENT USE16 DATA ENDS;代碼段CODE SEGMENT USE16ASSUME CS:CODE, SS:STACK, DS:DATA, ES:DATASTART: MOV AX ，

8、 DATAMOV DS， AX MOV AH ， 4CHINT 21HCODE ENDSEND START語句該例中的源程序由一系列語句組成。語句的一般格式為：名字 操作符 操作數(shù)或地址;注釋 操作符可分為 3 類：指令偽指令宏操作數(shù)也可分為 3 類：數(shù)值寄存器內(nèi)存常用指令：MOV AX, 0ADD AX, BXINC AXDEC CX等匯編和調(diào)試過程一、 匯編過程必備軟件MASM.EXELINK.EXETD.EXE其他：文本編輯器、 DOSBOX 等命令MASM DEMO.ASM匯編 DEMO.ASM ，應(yīng)該生成MASM.OBJLINK DEMO.OBJ連接DEMO.OBJ ,應(yīng)該生成 MA

9、SM.EXETD DEMO.EXE調(diào)試 DEMO.EXE調(diào)試程序Turbo Debugger的使用1.如圖，TD的界面可分為:菜單代碼操作區(qū) 數(shù)據(jù)操作區(qū)寄存器操作區(qū)標(biāo)記寄存器操作區(qū) 堆棧段操作區(qū)標(biāo)記有：當(dāng)前指令標(biāo)記當(dāng)前棧頂標(biāo)記TD 的主要操作單步執(zhí)行：F7， F8設(shè)置（取消）斷點(diǎn)： F2直接執(zhí)行：F9查看數(shù)據(jù)區(qū)查看用戶界面修改數(shù)據(jù)、指令、寄存器內(nèi)容1.4 Intel 8086 微處理器簡(jiǎn)介匯編語言是一種面向機(jī)器的低級(jí)語言，要學(xué)好它，必須對(duì)計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)有一個(gè)初步了解。微型計(jì)算機(jī)的組成微型計(jì)算機(jī)主要由微處理器（ CPU） 、主存貯器（ MM ） 、外部設(shè)備及互連部件組成。如下圖所示：存貯器：存放

10、程序以及數(shù)據(jù)、信息、中間結(jié)果外設(shè)：I/O設(shè)備和大容量存貯器。I/O設(shè)備包括顯示器、打印機(jī)、 鍵盤等。Intel 80 x86內(nèi)部結(jié)構(gòu)個(gè)人電腦的發(fā)展，經(jīng)過了 8086、80186、8028& 80386等幾代 產(chǎn)品，Intel 80 x86是1985年推出的32位處理器，按功能可分為執(zhí) 行部件（EU）和總線接口部件（BIU）。其中運(yùn)算器執(zhí)行所有的算 術(shù)和邏輯運(yùn)算指令；控制器負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的控制工作（如取出指令、 發(fā)出各種控制命令）。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下所示：分頁部件執(zhí)行部件寄存器組標(biāo)志寄存器算避部件總線接口部件*主存*外部設(shè)備各部分的功能：.總線接口部件：是CPU與整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的高速接口功能：接受所

11、有的總線操作請(qǐng)求，并按優(yōu)先權(quán)進(jìn)行選擇，最大限度地利用本身的資源為這些請(qǐng)求服務(wù)。.執(zhí)行部件：寄存器組、標(biāo)志寄存器、算邏部件、控制部件等組成功能：從譯碼指令隊(duì)列中取出指令并且執(zhí)行（1）數(shù)據(jù)寄存器組（EAX, EBX, ECX, EDX）EAX （累加器）AccumulatorEBX （基址寄存器）BaseECX （計(jì)數(shù)寄存器）CountEDX (數(shù)據(jù)寄存器)Data作用：用來保存操作數(shù)、運(yùn)算結(jié)果或作指示器、變址寄存器,減少存取操作數(shù)所需要的訪問總線和主存儲(chǔ)器的時(shí)間，加快運(yùn)行速度。EAXAHAL累加器(AX)EBXBHBL基址寄存器(BX)ECXCHCL計(jì)數(shù)寄存器(CX)EDXDHDL數(shù)據(jù)寄存器(D

12、X)ESISI源變址寄存器EDIDI目的變址存存器EBPBP堆?；访┐嫫鱁SPSP堆棧指示器3116158 70汪息：它們既可作32位、16位寄存器，也可作8位寄存器使用16位和8位的寄存器不能作指示器或變址寄存器。(2)指示器變址寄存器組(ESI、EDI、ESP、EBP)作用：一般用來存放操作數(shù)的偏移地址，用作指示器或變址寄 存器。ESP (Stack Pointe”稱為堆棧指示器，存放的是當(dāng)前堆 棧段中棧頂?shù)钠频刂?；EBP(Base Pointer)為對(duì)堆棧操作的基址寄存器;ESI(Source Index),稱為源變址寄址器；字符串指令源操 作數(shù)的指示器；EDI(Destinatio

13、n Index),稱為目的變址寄存器；字符串指 令目的操作數(shù)的指示器.指令預(yù)取部件和指令譯碼部件指令預(yù)取部件：通過總線接口部件，把將要執(zhí)行的指令從主存 中取出，送入指令排隊(duì)機(jī)構(gòu)中排隊(duì)。指令譯碼部件：從指令預(yù)取部件中讀出指令并譯碼，再送入譯 碼指令隊(duì)列排隊(duì)供執(zhí)行部件使用。IP3116 150指令指示器：它總是保存著下一條將要被CPU執(zhí)行的指令的偏 移地址，其值為該指令到所在段首址的字節(jié)距離。.分段部件和分頁部件(1)使用分段部件和分頁部件實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)空間映射到物理存 儲(chǔ)空間程序員使用二維地址，即“段地址：段內(nèi)偏移地址”分段部件段地址：段內(nèi)偏移地址 一維的線性的地址分頁部件虛擬的線性的地址主存儲(chǔ)器

14、的物理地址(2)段寄存器用來保存段首地址代碼段寄存器CS堆棧段寄存器SS數(shù)據(jù)段寄存器DS附加段寄存器ES附加段寄存器FS附加段寄存器GS.指令執(zhí)行過程：(1)指令預(yù)取部件和指令譯碼部件由EIP取得指令的偏移地址EIP增量，形成下一條指令的地址(2)分段部件和分頁部件由分段部件和分頁部件，將“ CS : EIP”轉(zhuǎn)換為指令的物理地(3)總線接口部件從主存中取指令送到預(yù)取指令隊(duì)列4) CPU 按序從預(yù)取指令隊(duì)列中取出指令送到指令譯碼部件。5) 指令譯碼部件譯碼，執(zhí)行部件執(zhí)行指令;6) 執(zhí)行過程中若需要取主存操作數(shù)，從指令中取得操作數(shù)偏移地址7) 分段部件和分頁部件由分段部件和分頁部件，將“段首址: 偏移地址”轉(zhuǎn)換為操作數(shù)的物理地址) 總線接口部件從主存中取數(shù)據(jù)送到執(zhí)行部件80 x86 的三種工作方式實(shí)方式(實(shí)際地址)操作相當(dāng)于一個(gè)可進(jìn)行32 位快速運(yùn)算的8