匯編語言程序設(shè)計(jì)02數(shù)據(jù)表示與匯編語言基礎(chǔ)課件

1、匯編語言程序設(shè)計(jì)_02_數(shù)據(jù)表示與匯編語言基礎(chǔ)大連理工大學(xué)軟件學(xué)院_朱明2009年5月31日_ V1.1第一章提問 IA-32內(nèi)部有8個(gè)32位寄存器，如EAX、EBX等，當(dāng)要將EAX和EBX作為16位寄存器和8位寄存器使用的時(shí)候，他們的名字分別是什么？ EFLAGS中的與算術(shù)運(yùn)算最相關(guān)的標(biāo)志位的名稱和功能分別是什么？ IA-32的三種基本運(yùn)行模式是什么？ 為了減小CPU與內(nèi)存之間交換數(shù)據(jù)的等待時(shí)間，在CPU與內(nèi)存之間增加了緩存（cache）。一個(gè)好的cache替換算法能夠提高命中率，那么請說出三種目前的替換算法？ IA-32指令執(zhí)行的五個(gè)步驟是什么？哪三個(gè)是必須的？匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明2

2、數(shù)據(jù)的表示方法 我們需要先回答以下的幾個(gè)問題： 什么是進(jìn)制？他與計(jì)數(shù)之間有什么關(guān)系？如何進(jìn)行任意進(jìn)制數(shù)的加法和減法運(yùn)算？ “逢X進(jìn)1”，不允許出現(xiàn)比X大的單位數(shù)字出現(xiàn) 加大了就向高位進(jìn)位，減小了就從高位借位 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中常見的進(jìn)制都有哪些？ 二進(jìn)制，逢2進(jìn)1，有0、1 十進(jìn)制，逢10進(jìn)1，有09 十六進(jìn)制，逢16進(jìn)1，有09、AF 計(jì)算機(jī)的內(nèi)存系統(tǒng)中，每一個(gè)位保存的是哪種進(jìn)制的數(shù)？MSB和LSB分別表示什么含義？ 二進(jìn)制數(shù)，只有0和1兩個(gè)數(shù)字 MSB最高有效位，LSB最低有效位3匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明Section 1數(shù)據(jù)的表示方法 我們需要先回答以下的幾個(gè)問題： 字節(jié)、字、雙字的位數(shù)分別

3、是多少？ 8位的Byte，16位的word，32位的doubleword K、M、G、T、P、E、Z、Y分別代表多大？ K=210 、M=220 、G=230 、T=240 、 P=250 、E=260 、Z=270 、Y=280 各類長度有符號和無符號整數(shù)的范圍是多少？ 無符號：8位028-1，16位0216-1，32位0232-1 有符號：有符號整數(shù)的最高位為符號位，若為1則表示是負(fù)數(shù)：8位-2727-1，16位-215215-1 ，32位-231231-1 任意進(jìn)制如何裝換到10進(jìn)制？ DEC=+(D1*X1)+(D0*X0)4匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明Section 1數(shù)據(jù)的表示方法

4、我們需要先回答以下的幾個(gè)問題： 計(jì)算機(jī)中經(jīng)常的字符集都有哪些？ ASCII：美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼，7位+1位 Unicode：UTF-8，UTF-16，UTF-32 UTF-8保留了ASCII字符的編碼 國際編碼，通用性強(qiáng)：英文8位，中文24位 UTF-16是Unicode的最初設(shè)計(jì)目標(biāo)，也是默認(rèn)的Unicode GB2312：基于區(qū)位碼的16位漢字編碼 編碼范圍：0 xA1A1 - 0 x7E7E GBK：向下兼容GB2312，包括所有CJK漢字 GB18030：向下兼容GBK和GB2312，目前在文字符號方面收錄較全的編碼。5匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明Section 1數(shù)據(jù)的表示方法 ASC

5、II字符串：一個(gè)或多個(gè)字符的序列 “ABC123”、ABC123 41h，42h，43h，31h，32h，33h，空字符結(jié)尾 ASCII控制字符，部分：匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明6ASCII控制字符描述0NULL，空字符8BackSpace，退格9Tab，水平制表符10NextLine，換行13Enter，回車，移動到最左列Section 1匯編語言的保留字 MASM環(huán)境中，有一些字符具有特殊的含義： 指令的助記符，對于MASM來說 ADD、CALL、CMP、DEC、INC、JMP、MOV等 偽指令，用于程序的編譯設(shè)置 PROC、.MMX、.DATA、.DATA?、.CODE等 屬性，用于定義

6、變量和操作數(shù)信息 BYTE、WORD、QWORD等 屬性也同屬于MASM的偽指令內(nèi)容 預(yù)定義符號data、stack、$、Time、Version等 更多的保留字會在后面的課程中接觸到匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明7Section 2匯編語言的標(biāo)識符 MASM環(huán)境的標(biāo)識符可以類比為C語言中的變量或函數(shù)，在匯編語言中使用標(biāo)識符來標(biāo)識程序中的變量、常量、過程或代碼的標(biāo)號 標(biāo)識符由1127個(gè)字符組成 標(biāo)識符默認(rèn)大小寫不敏感 可以在匯編時(shí)通過“-cP”選項(xiàng)設(shè)置標(biāo)識符的大小寫敏感 標(biāo)識符必須不是任何保留字 對標(biāo)識符首字符的要求 AZ、az、_、?、$ 盡量避免使用作為首字符匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明8Sec

7、tion 2匯編語言的偽指令 偽指令在程序運(yùn)行時(shí)并不執(zhí)行 匯編語言中由匯編器識別并執(zhí)行相應(yīng)的動作 在C語言中，宏定義由什么來識別并處理？ 匯編語言的偽指令可以用于定義變量、宏、過程、段的命名以及其他的匯編器相關(guān)設(shè)置 偽指令大小寫是不敏感的 變量的定義要使用偽指令匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明9numDWORD100listBYTE10, 20, 30, 40BYTE“Good night”, 0BYTE0Ah, A, 22h Section 2匯編語言的指令 匯編指令的基本構(gòu)成： 標(biāo)號（可選） 數(shù)據(jù)標(biāo)號：數(shù)據(jù)標(biāo)號標(biāo)識了變量的地址 代碼標(biāo)號：代碼標(biāo)號，通常用于跳轉(zhuǎn)和循環(huán)的目標(biāo)地址匯編語言程序設(shè)計(jì) -

8、 朱明10指令助記符操作數(shù);注釋numDWORD100loop:mov eax,12.jmploopSection 2標(biāo)號:匯編語言的指令 匯編指令的基本構(gòu)成： 指令助記符 助記符是一個(gè)簡單短的、能夠被匯編器識別的單詞 mov，將一個(gè)值賦值到另外一個(gè)寄存器或變量中 add，加法操作 sub，減法操作 mul，乘法操作 jmp，跳轉(zhuǎn)到一個(gè)新地址執(zhí)行指令 call，調(diào)用一個(gè)過程匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明11標(biāo)號:指令助記符操作數(shù);注釋Section 2moveax,3匯編語言的指令 匯編指令的基本構(gòu)成： 操作數(shù) 匯編語言的操作數(shù)依匯編指令而定，一般是03個(gè) 操作數(shù)可以是寄存器、立即數(shù)或內(nèi)存地址（標(biāo)

9、號）等 無操作數(shù)： 單操作數(shù)： 雙操作數(shù)：匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明12標(biāo)號:指令助記符操作數(shù);注釋Section 2nopinceax 匯編指令的基本構(gòu)成： 注釋 注釋就是用自然語言描述程序以實(shí)現(xiàn)方便閱讀等功能 匯編語言中有幾種方式能夠?qū)崿F(xiàn)注釋的功能，比如單行注釋： 塊注釋：COMMENT =這是多行注釋=匯編語言的指令匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明13標(biāo)號:指令助記符操作數(shù);注釋Section 2;這是一行注釋TITLEadd and subtract; This is a example, 32-bit integersINCLUDEirvine32.inc.codemainPROCmove

10、ax,10000h;eaxaddeax,40000h;addsubeax,20000h;subcallDumpRegsexitmainENDPENDmainSection 3程序范例 一個(gè)簡單的加減法程序匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明14TITLE偽指令，定義列表文件標(biāo)題可以將整行標(biāo)記為注釋分號右邊的內(nèi)容將作為本行的注釋注釋的內(nèi)容默認(rèn)會被編譯器忽略TITLEadd and subtract; This is a example, 32-bit integersINCLUDEirvine32.inc.codemainPROCmoveax,10000h;eaxaddeax,40000h;addsube

11、ax,20000h;subcallDumpRegsexitmainENDPENDmainSection 3程序范例 一個(gè)簡單的加減法程序匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明15INCLUDE偽指令匯編時(shí)將從irvine32.inc文件中復(fù)制必要的定義信息和設(shè)置信息INCLUDE的目錄在環(huán)境中已經(jīng)設(shè)置TITLEadd and subtract; This is a example, 32-bit integersINCLUDEirvine32.inc.codemainPROCmoveax,10000h;eaxaddeax,40000h;addsubeax,20000h;subcallDumpRegsexi

12、tmainENDPENDmainSection 3程序范例 一個(gè)簡單的加減法程序匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明16.code偽指令標(biāo)記代碼段的開始，代碼段中存放程序中的所有可執(zhí)行語句TITLEadd and subtract; This is a example, 32-bit integersINCLUDEirvine32.inc.codemainPROCmoveax,10000h;eaxaddeax,40000h;addsubeax,20000h;subcallDumpRegsexitmainENDPENDmainSection 3程序范例 一個(gè)簡單的加減法程序匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明17P

13、ROC偽指令用于表示一個(gè)過程的開始，程序中的該過程被命名為mainTITLEadd and subtract; This is a example, 32-bit integersINCLUDEirvine32.inc.codemainPROCmoveax,10000h;eaxaddeax,40000h;addsubeax,20000h;subcallDumpRegsexitmainENDPENDmainSection 3程序范例 一個(gè)簡單的加減法程序匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明18call可以用來調(diào)用另外一個(gè)過程DumpRegs過程是一個(gè)可以顯示CPU內(nèi)部所有寄存器的值的過程TITLEadd

14、and subtract; This is a example, 32-bit integersINCLUDEirvine32.inc.codemainPROCmoveax,10000h;eaxaddeax,40000h;addsubeax,20000h;subcallDumpRegsexitmainENDPENDmainSection 3程序范例 一個(gè)簡單的加減法程序匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明19exit語句將間接調(diào)用irvine32函數(shù)庫中的一個(gè)函數(shù)終止程序ENDP偽指令用來標(biāo)記過程的結(jié)束END偽指令用來標(biāo)示程序的結(jié)束，即當(dāng)前行是有效程序的最后一行匯編代碼 匯編程序的代碼風(fēng)格匯編語言程序設(shè)

15、計(jì) - 朱明20TITLEadd and subtract; This is a example, 32-bit integersINCLUDEirvine32.inc.codemainPROCmoveax,10000h;eaxaddeax,40000h;addsubeax,20000h;subcallDumpRegsexitmainENDPENDmainTITLE.codemoveaxDumpRegsSection 3匯編程序 有關(guān)匯編語言的段： 匯編語言程序以段作為組織結(jié)構(gòu)（前面所講過的代碼段、數(shù)據(jù)段以及堆棧段） 代碼段：存放至少一個(gè)過程，并且必須有一個(gè)啟動過程 啟動過程：啟動過程即為特殊

16、的標(biāo)號，用來標(biāo)示整個(gè)代碼段的開始，匯編器能夠自動識別該標(biāo)號，并從該標(biāo)號處開始支持程序，通常該標(biāo)號為“start”或“main”，并對應(yīng)有該過程的結(jié)束偽指令 數(shù)據(jù)段：存放變量 堆棧段：存放子程序的參數(shù)和局部變量 匯編時(shí)將每一個(gè)段生成對應(yīng)的代碼段和數(shù)據(jù)段（目標(biāo)文件），在連接時(shí)將所有的所有的代碼段生成一個(gè)代碼段，數(shù)據(jù)段整合成一個(gè)數(shù)據(jù)段匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明21Section 3程序執(zhí)行 參考匯編語言課程系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置說明 程序文件： Sect2_P22.asm 直接使用工程模板，替換工程中的源文件 運(yùn)行結(jié)果如下： 匯編語言工程的簡單單步運(yùn)行和觀察調(diào)試（F10）匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明22Sect

17、ion 4程序執(zhí)行 匯編語言的源代碼是不能夠直接被執(zhí)行的匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明23匯編源代碼 .asm目標(biāo)文件 .obj可執(zhí)行文件.exe或.com匯編器鏈接器Section 4程序執(zhí)行 匯編語言的源代碼是不能夠直接被執(zhí)行的匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明24Section 4使用文本編輯器創(chuàng)建源文件源代碼 文本編輯器 目標(biāo)文件 列表文件 匯編編譯器 鏈接庫可執(zhí)行文件 映像文件 輸出鏈接器 系統(tǒng) 裝載器數(shù)據(jù)庫文件 程序執(zhí)行 匯編語言的源代碼是不能夠直接被執(zhí)行的匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明25Section 4匯編器讀取源文件生成目標(biāo)文件，還可以生成列表文件源代碼 文本編輯器 目標(biāo)文件 列表文件 匯

18、編編譯器 鏈接庫可執(zhí)行文件 映像文件 輸出鏈接器 系統(tǒng) 裝載器數(shù)據(jù)庫文件 程序執(zhí)行 匯編語言的源代碼是不能夠直接被執(zhí)行的匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明26Section 4鏈接器判斷并從庫中復(fù)制所需要的過程，同目標(biāo)文件合并在一起生成可執(zhí)行文件源代碼 文本編輯器 目標(biāo)文件 列表文件 匯編編譯器 鏈接庫可執(zhí)行文件 映像文件 輸出鏈接器 系統(tǒng) 裝載器數(shù)據(jù)庫文件 程序執(zhí)行 匯編語言的源代碼是不能夠直接被執(zhí)行的匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明27Section 4操作系統(tǒng)將可執(zhí)行文件裝入內(nèi)存并從程序起始地址執(zhí)行源代碼 文本編輯器 目標(biāo)文件 列表文件 匯編編譯器 鏈接庫可執(zhí)行文件 映像文件 輸出鏈接器 系統(tǒng) 裝載器

19、數(shù)據(jù)庫文件 匯編語言的源代碼是不能夠直接被執(zhí)行的 列表文件、映像文件、程序數(shù)據(jù)庫文件的輸出需要在工程屬性中進(jìn)行設(shè)置數(shù)據(jù)庫文件 映像文件 列表文件 程序執(zhí)行匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明28源代碼 Section 4文本編輯器 目標(biāo)文件 匯編編譯器 鏈接庫可執(zhí)行文件 輸出鏈接器 系統(tǒng) 裝載器TITLEadd and subtract; This is a example, 32-bit integersINCLUDEirvine32.inc.codemainPROCmoveax,10000h;eaxaddeax,40000h;addsubeax,20000h;subcallDumpRegsexitm

20、ainENDPENDmainSection 5程序改進(jìn) 如何改進(jìn)的加減法程序匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明29該程序中直接使用了立即數(shù)10000hval1類型描述BYTE8位無符號整數(shù)（SBYTE位有符號）WORD16位無符號整數(shù)（SWORD位有符號）DWORD32位無符號整數(shù)（SDWORD位有符號）FWORD48位整數(shù)QWORD64位整數(shù)TBYTE80位整數(shù)REAL432位IEEE段實(shí)數(shù)REAL864位IEEE長實(shí)數(shù)REAL1080位IEEE擴(kuò)展精度實(shí)數(shù)匯編數(shù)據(jù)類型 MASM的內(nèi)部數(shù)據(jù)類型：匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明30Section 5匯編數(shù)據(jù)定義 匯編語言的數(shù)據(jù)定義格式： 數(shù)據(jù)類型同時(shí)也是數(shù)

21、據(jù)定義的偽指令 數(shù)據(jù)的初始值： 至少有一個(gè)確定的初始值，或者使用“?”以不給變量分配初始值 如果有超過一個(gè)的初始值 ，初始值之間用“,”分隔 傳統(tǒng)匯編語言每行一條指令匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明31名稱數(shù)據(jù)定義偽指令初始值,初始值Section 5value2SBYTE-128word1WORD65535, 54321,1匯編數(shù)據(jù)定義 多個(gè)初始值的定義方式 MASM允許使用行延續(xù)符號“” 行延續(xù)符號只能在每行最后匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明32Section 5.datalistsBYTE10, 20BYTE30, 40WORD 50, 60102030405060value offset0000

22、h0001h0003h0002h0004h0006h匯編數(shù)據(jù)定義 重復(fù)初始值的定義方式 定義字符串 一般的字符串應(yīng)當(dāng)以空字符結(jié)尾 字符串中可能經(jīng)常用到0Dh和0Ah，分別表示回車和換行的操作匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明33Section 5value2BYTE20 DUP(0)BYTE20 DUP(?)BYTE3 DUP(“STACK”)strings1BYTE“hello world”,0strings2BYTEh,e,l, 存儲數(shù)據(jù)DWORD：12345678h 數(shù)據(jù)的高位存儲在什么樣的地址單元中的區(qū)別 小尾順序使用的更為廣泛數(shù)據(jù)存儲順序匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明34Section 5785

23、634120001h0000h0002h0003h小尾順序little endian123456780001h0000h0002h0003h大尾順序big endianTITLEadd and subtract; This is a example, 32-bit integersINCLUDEirvine32.inc.codemainPROCmoveax,10000h;eaxaddeax,40000h;addsubeax,20000h;subcallDumpRegsexitmainENDPENDmainSection 5程序改進(jìn) 如何改進(jìn)的加減法程序：增加變量匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明35v

24、al1val2+-val3=finalVal 如何改進(jìn)的加減法程序：增加變量TITLEadd and subtract; This is a example, 32-bit integersINCLUDEirvine32.inc.dataval1DWORD10000hval2DWORD40000hval3DWORD20000hfinalValDWORD?.codemainPROCmoveax,val1;eaxaddeax,val2;addsubeax,val3;submovfinalVal,eaxcallDumpRegsexitmainENDPENDmainSection 5程序改進(jìn)匯編語言程序設(shè)計(jì) - 朱明36val1val2+-val3=finalVal變量初始化 前面的程序中使用了如下的方式聲明了變量 .data用于定義已經(jīng)初始化的數(shù)據(jù)段的開始（_data） .data?用于定義未初始化的數(shù)據(jù)段的開始（_BSS） 在定義大塊的未初始化數(shù)據(jù)時(shí)，可以減