匯編語(yǔ)言第一章預(yù)備知識(shí)new

1、第一章 預(yù)備知識(shí)匯編語(yǔ)言是面向機(jī)器的低級(jí)語(yǔ)言：和其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)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(yǔ)言必須做到：了解特定機(jī)器的硬件；了解其數(shù)據(jù)類(lèi)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(yǔ)言；匯編源程序舉例；匯編和調(diào)試過(guò)程；寄存器組1.1 機(jī)器語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言人們用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言操縱計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)交流信息。一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言可以分為以下幾類(lèi)：低級(jí)語(yǔ)言是面向機(jī)器的，為特定機(jī)器提出的；高級(jí)語(yǔ)言是面相人的，接近于自然語(yǔ)言，為了方便人們使用提出的。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言8031匯編語(yǔ)言z80匯編語(yǔ)言8086匯編語(yǔ)言basic語(yǔ)言fortran語(yǔ)言c語(yǔ)言針對(duì)特定機(jī)器的機(jī)器語(yǔ)言

2、匯編語(yǔ)言低級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言第四代語(yǔ)言(vb、pb、asp等)一、 機(jī)器語(yǔ)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(yǔ)句。機(jī)器語(yǔ)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(lèi)型的cpu都有自己特有的、一定數(shù)量的基本指令，組成其特有的機(jī)器語(yǔ)言。機(jī)器指令用二進(jìn)制代碼來(lái)表示，這樣才能夠被計(jì)算機(jī)識(shí)別并直接執(zhí)行。操作碼地址碼機(jī)器指令的一般形式為：例如:1011 10000111 11110000 0000操作碼：1011，mov目的操作數(shù)：1000，ax源操作數(shù)：0000 0000 0111 1111，立即數(shù)完成操作：mov ax, 7fh; 7fhax操作碼指出了運(yùn)算的種類(lèi)，如數(shù)據(jù)傳送、加減

3、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(yǔ)言編程，就意味著要用二進(jìn)制數(shù)0和1編寫(xiě)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(yǔ)言編程，因此人們想辦法對(duì)機(jī)器語(yǔ)言進(jìn)行改進(jìn)，提出了匯編語(yǔ)言。此后很少直接使用機(jī)器語(yǔ)言了。二、 匯編語(yǔ)言從本質(zhì)上看，匯編語(yǔ)言是一種符號(hào)化的機(jī)器語(yǔ)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(yǔ)句前加一個(gè)標(biāo)號(hào)，來(lái)代表該指令的存放地址。匯編語(yǔ)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(shū)寫(xiě)的（不再是二進(jìn)制代碼）、并遵循一定語(yǔ)法規(guī)則的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。例如：mov ax, 7fhmov bx, 12

4、34hadd ax, bx匯編語(yǔ)言是為了方便用戶使用而設(shè)計(jì)的一種符號(hào)語(yǔ)言，并不能直接被計(jì)算機(jī)識(shí)別，必須將匯編語(yǔ)言程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)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(guò)程的圖形表示：匯編源程序（用戶寫(xiě)）目標(biāo)程序（機(jī)器寫(xiě)）匯編程序（翻譯）匯編程序不同于匯編語(yǔ)言程序。匯編語(yǔ)言程序是用匯編語(yǔ)言寫(xiě)的程序，匯編程序是翻譯匯編語(yǔ)言程序的加工程序。匯編程序可分為：asm小匯編程序，占有較小的存貯區(qū)，但功能較弱，沒(méi)有宏功能。masm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(mén)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(yǔ)句，在其它的地方，可以用宏指令名字及不同

5、的參數(shù)來(lái)調(diào)用。宏的功能類(lèi)似于子函數(shù)，但實(shí)現(xiàn)方式不同。此外，匯編語(yǔ)言還必須指出：程序從什么地方開(kāi)始、什么時(shí)候結(jié)束、數(shù)據(jù)放在哪里、數(shù)據(jù)類(lèi)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。三、 為什么要學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)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(xiě)過(guò)程控制、多媒體接口、通訊程序。有些無(wú)法用高級(jí)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的操作，可以由匯編完成。1.2 匯編源程序舉例舉例一、 完整源程序?yàn)榱藢?duì)匯編語(yǔ)言有具體的理解，下面編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的程序：.386;堆棧段 stack segment use16 stack;段名和組合類(lèi)型db 200 dup(0);堆棧的

6、大小為200個(gè)字節(jié)stack ends;數(shù)據(jù)段datasegment use16;段為16位段sum dw ?;sum為字變量，初值不定dataends;代碼段codesegment use16assume cs:code, ss:stack, ds:data, es:datastart:mov ax, datamov ds, ax;數(shù)據(jù)段首址送dsmov cx, 50;循環(huán)計(jì)數(shù)器置初值mov ax, 0;累加器置初值mov bx, 1;1bxnext:add ax, bx;(ax)+(bx)axinc bxinc bx;(bx)+2bxdec cx;(cx)-1cxjne next;(cx)

7、0轉(zhuǎn)nextmov sum, ax;(cx)=0累加結(jié)果summov ah, 4chint 21h;返回doscodeendsend start;源程序結(jié)束語(yǔ)句。程序運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)地址為start二、 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datasegment use16dataends;代碼段codesegment use16assume cs:code, ss:stack, ds:data, es:datastart:mov ax，datamov ds，axmov ah，4c

8、hint 21hcodeendsend start三、 語(yǔ)句該例中的源程序由一系列語(yǔ)句組成。語(yǔ)句的一般格式為：名字 操作符 操作數(shù)或地址 ;注釋1. 操作符可分為3類(lèi)：l 指令l 偽指令l 宏2. 操作數(shù)也可分為3類(lèi)：l 數(shù)值l 寄存器l 內(nèi)存3. 常用指令：mov ax, 0add ax, bxinc axdec cx等1.3 匯編和調(diào)試過(guò)程一、 匯編過(guò)程1. 必備軟件l masm.exel link.exel td.exel 其他：文本編輯器、dosbox等2. 命令l masm demo.asm匯編demo.asm，應(yīng)該生成masm.objl link demo.obj連接demo.ob

9、j，應(yīng)該生成masm.exel td demo.exe調(diào)試demo.exe二、 調(diào)試程序turbo debugger的使用1. 如圖，td的界面可分為：l 菜單l 代碼操作區(qū)l 數(shù)據(jù)操作區(qū)l 寄存器操作區(qū)l 標(biāo)記寄存器操作區(qū)l 堆棧段操作區(qū)標(biāo)記有：l 當(dāng)前指令標(biāo)記l 當(dāng)前棧頂標(biāo)記2. td的主要操作l 單步執(zhí)行：f7，f8l 設(shè)置（取消）斷點(diǎn)：f2l 直接執(zhí)行：f93. 查看數(shù)據(jù)區(qū)4. 查看用戶界面5. 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(yǔ)言是一種面向機(jī)器的低級(jí)語(yǔ)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。一、 微型計(jì)算機(jī)的組成微型計(jì)算機(jī)主要由微處理器

10、（cpu）、主存貯器（mm）、外部設(shè)備及互連部件組成。如下圖所示：微處理器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心。存貯器：存放程序以及數(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(pán)等。二、 intel 80x86內(nèi)部結(jié)構(gòu)個(gè)人電腦的發(fā)展，經(jīng)過(guò)了8086、80186、80286、80386等幾代產(chǎn)品，intel 80x86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：各部分的功能：1. 總線接口部件：是cpu與整個(gè)計(jì)算

11、機(jī)系統(tǒng)之間的高速接口功能：接受所有的總線操作請(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)。2. 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)l eax (累加器)accumulatorl ebx (基址寄存器)basel ecx (計(jì)數(shù)寄存器)countl edx (數(shù)據(jù)寄存器)data作用 ：用來(lái)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(wèn)總線和主存儲(chǔ)器的時(shí)間，加快運(yùn)行速度。注意：l 它們既可作32位、16位寄存器，也可作8位寄存器使用。l 1

12、6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(lái)存放操作數(shù)的偏移地址，用作指示器或變址寄存器。l esp（stack pointer），稱(chēng)為堆棧指示器，存放的是當(dāng)前堆棧段中棧頂?shù)钠频刂?；l ebp(base pointer)，為對(duì)堆棧操作的基址寄存器；l esi(source index)，稱(chēng)為源變址寄址器；字符串指令源操作數(shù)的指示器；l edi(destination index)，稱(chēng)為目的變址寄存器；字符串指令目的操作數(shù)的指示器3. 指令預(yù)取部件和指令譯碼部件指令預(yù)取部件：通過(guò)總線接口部件，把將要執(zhí)行的指令從主存中取出

13、，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。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。4. 分段部件和分頁(yè)部件(1) 使用分段部件和分頁(yè)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(yè)部件虛擬的線性的地址主存儲(chǔ)器的物理地址(2) 段寄存器用來(lái)保存段首地址l 代碼段寄存器 csl 堆棧段寄存器 ssl 數(shù)據(jù)段寄存器 dsl 附加段寄存器 esl 附加段寄存器 fsl 附加段寄存器 gs5.

14、指令執(zhí)行過(guò)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(yè)部件由分段部件和分頁(yè)部件，將“cs : eip”轉(zhuǎn)換為指令的物理地址(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(guò)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(yè)部件由分段部件和分頁(yè)部件，將“段首址 : 偏移地址”轉(zhuǎn)換為操作數(shù)的物理地址(8) 總線接口部件從主存中取數(shù)據(jù)送到執(zhí)行部件三、 80x86的三種工作方式1. 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