匯編語言程序設(shè)計第二章課件

1、第二章 32位PC匯編程序設(shè)計環(huán)境2.1 32位可編程寄存器體系 32位CPU包含有通用寄存器、段寄存器、標志寄存器EFLAGS、指令指針寄存器EIP、算術(shù)邏輯單元（ALU）及控制部件等。圖2.1 CPU與編程相關(guān)的寄存器 2.1.1 通用寄存器 32位寄存器的低16位分別包含AX,BX,CX,DX,SI,DI,BP,SP寄存器。同樣，16位的寄存器又分別包含AH，AL，BH,BL,CH,CL,DH,DL寄存器，分別對應(yīng)AX，BX，CX，DX的高8位與低8位。 例2.1 已知AH的內(nèi)容為75H，AL的內(nèi)容為72H，則AX的內(nèi)容為7572H；BX的內(nèi)容為4612H，BL的內(nèi)容為12H。求執(zhí)行傳送

2、指令 MOV BX,AX 之后，BX、BH、BL、AH、AL的值。 例2.2 已知DH=10H, CL=48H, 求執(zhí)行加法指令 ADD CL,DH 之后CL和DH的值。通用寄存器的用途(1)累加器AX（Accumulator）：存放每次算法運算的結(jié)果，字節(jié)累加器為AL。基址器BX（Base）：地址計算時，用作存放基地址的寄存器。計數(shù)器CX（Count）：某些指令隱含的計數(shù)器，個別指令隱含用CL作計數(shù)器。數(shù)據(jù)寄存器DX（Data）:即端口地址寄存器，某些輸入/輸出(I/O)操作用來存放外部設(shè)備的I/O地址。源變址器SI(Source Index)和目的變址器DI(Destination Ind

3、ex)均是變址寄存器，可對地址進行增量或減量計算，方便于變址的管理?；分羔楤P(Base Pointer)：作為堆棧數(shù)據(jù)存取操作的基本地址指針寄存器。棧指針SP(Stack Pointer)：堆棧指針寄存器，指示堆棧的當前偏移地址。即從堆棧當前存儲單元的地址到堆棧底端的距離(字節(jié)數(shù))。通用寄存器的用途(2)32位通用寄存器是在16位通用寄存器AX,BX,CX,DX,SI,DI,BP,SP的基礎(chǔ)上向左擴展16位寄存器而形成的。例2.3 已知EAX的內(nèi)容為98765432H，EBX的內(nèi)容為12340011H，求執(zhí)行減法指令 SUB EAX，EBX之后EAX，AX， AL， EBX， BX， BH

4、的值。解：指令SUB EAX,EBX表示EAX-EBXEAX，且EBX的內(nèi)容不變。即EAX-EBX= 98765432H- 12340011H=86425421H EAX因而各頂?shù)闹禐椋篍AX=86425421H，AX=5421H，AL=21H，EBX=12340011H，BX=0011H，BH=00H2.1.2 基本控制寄存器(1) 標志寄存器EFLAGS又稱為程序狀態(tài)字寄存器PSW(Program Status Word)，如圖2.1所示。每一位代表程序的某種狀態(tài)。 基本標志寄存器是指011的標志位，分為條件標志和控制標志。(1)條件標志用來反映ALU中算術(shù)邏輯運算后的結(jié)果特征，共有6個，

5、分別為：符號標志位SF(Sign Flag)：設(shè)置成運算操作結(jié)果的符號狀態(tài)。當結(jié)果為負時，SF=1；否則SF=0， 零標志ZF(Zero Flag)：運算結(jié)果為0時，ZF=1，否則ZF=0 輔助進位標志AF(Auxiliary Carry Flag)：運算過程中第3位有進位值，置AF=1，否則AF=0 2.1.2 基本控制寄存器(2)奇偶標志PF(Parity Flag)：當結(jié)果操作數(shù)中有偶數(shù)個“1”時，置PF=1；否則，PF=0,這個標志位可用于檢驗機器代碼傳送是否出錯。 進位標志CF(Carry Flag)：記錄運算操作時由最高有效位產(chǎn)生的進位值。例如，執(zhí)行加法指令時，如果向高位有進位，則

6、CF=1，否則CF=0 溢出標志OF(OverFlow Flag)： 運算時，或結(jié)果操作數(shù)結(jié)果超出了機器能表示的范圍，則產(chǎn)生溢出，置OF=1, 否則,OF=0圖2.2 EFLAG寄存器各個位的含義基本控制寄存器(3)例2.4 執(zhí)行下面兩個加法后，判定各個條件標志位值。 0010 0011 0100 0101+ 0011 0010 0001 1001 0101 0101 0101 1110則指令執(zhí)行后，各個標志位的值分別為SF=0 ZF=0 PF=0 CF=0 AF=0 OF=0 0101 0100 0011 1001+ 0100 0101 0110 1010 1001 1001 1010 00

7、11則指令執(zhí)行后，各個標志位的值分別為SF=1 ZF=0 PF=1 CF=0 AF=1 OF=1基本控制寄存器(4)控制標志的功能是控制執(zhí)行特殊的功能，包括3個標志。 1. 方向標志DF(Direction Flag)用于字符串操作指令的控制。DF設(shè)置為0，則串操作控制處理的方向，是從帶有最低地址的第一個元素開始逐個處理；若DF1，則串操作從高地址向低地址方向逐個進行處理串元素。10000H10001H10002H10003H10004H10005H10000H10001H10002H10003H10004H10005H附加段附加段數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段SIDISIDIDF0DF1abcdef基本控制寄

8、存器(5) 中斷允許標志IF(Interrupt Enable Flag) IF1時，CPU允許中斷；IF=0,則CPU關(guān)閉中斷。 跟蹤標志TF(Trap Flag) 如果TF=1,機器進入單步工作方式，每條指令執(zhí)行后，顯示結(jié)果及寄存器等有狀態(tài)；若TF0，則機器處于連續(xù)工作方式。此標志為調(diào)試機器或調(diào)試程序發(fā)現(xiàn)故障而設(shè)置?；究刂萍拇嫫?6) 指令指針I(yè)P(Instruction Pointer)指出了程序執(zhí)行過程中的當前要取出的下條指令的地址。當取出一條指令后，IP自動的加上該指令的長度或者形成轉(zhuǎn)移地址，又指示下一條指令的地址。從而控制指令的執(zhí)行流程。 在主存中采用分段管理方法。段寄存器存放段

9、的起始地址。6個16位段寄存器如下： 代碼段寄存器CS(Code Segment) 存放當前正在執(zhí)行代碼的段的起始地址。 數(shù)據(jù)段寄存器DS(Data Segment) 存放當前正在執(zhí)行的程序所用數(shù)據(jù)的段的起始地址?；究刂萍拇嫫?7) 堆棧段寄存器SS(Stack Segment) 存放當前正在執(zhí)行程序暫時保留信息的段的起始地址。 附加段寄存器ES(Extra Segment)、FS、GS存放程序的數(shù)據(jù)段的起始地址。為程序設(shè)計使用多個數(shù)據(jù)段提供方便。2.2 實方式存儲器尋址機制 在實方式下，對于16位微處理器，只能尋址1MB存儲空間。 存儲器中以字節(jié)為基本單位進行數(shù)據(jù)的存儲。每個字節(jié)單元都有一

10、個編號，稱為地址。 16位微處理器有20條地址線，就有220個字節(jié)地址，能表示存儲器的容量是220（相當于1MB）個字節(jié)。32位處理器有32條地址線，則有232個字節(jié)地址，存儲容量為4GB。1、單元地址存儲單元的類型有字節(jié)單元、字單元和雙字單元。存儲字節(jié)單元的地址是字節(jié)地址，字單元的地址是連續(xù)2個字節(jié)地址中較低的字節(jié)地址，雙字單元則是4個連續(xù)字節(jié)中最低字節(jié)地址。存儲器地址0FFFFFH 0FFFFEH00801H98H00800H00001H00000H低位字節(jié)高位字節(jié)21H低位字節(jié)高位字節(jié)AHAL21H98H在存放字或雙字類型的數(shù)據(jù)時，按照“低對低，高對高”的存儲原則。2、存儲單元的內(nèi)容 存

11、儲單元的內(nèi)容是指該單元存放的二進制數(shù)據(jù)（常用16進制表示）。有時這些數(shù)據(jù)可以是另一存儲單元的地址。 例如： （1）設(shè)字單元的地址為100H，100H地址的內(nèi)容是1869H，則表示為(100H)=1869H，則字單元包含2個連續(xù)字節(jié)單元的內(nèi)容是（100H）69H，（101H）18H （2）設(shè)一個存儲單元的地址為M，M單元的內(nèi)容表示為(M)，設(shè)M單元中存放N，而N又是一個單元的地址，則N單元的內(nèi)容可表示為(N)=(M) 例2.5 若M=0CA0H，N=0BF9H，(M)=N ， (0BF9H)=2630H，求(M)=?2.2.2 存儲器的分段尋址(1) 1、分段尋址的原因 多任務(wù)、多作業(yè)并行時便于

12、共享存儲器的需要；方便程序的重定位。 、分段尋址的計算方法每個存儲單元的物理地址用“段地址：偏移地址”來表示。實方式下段寄存器只有16位，偏移地址也只有16位。 20位的物理地址=段寄存器的內(nèi)容24+偏移地址注意：存儲器的分段結(jié)構(gòu)是一種邏輯結(jié)構(gòu)。物理地址是唯一確定的，但是它可以不同段地址與偏移地址組合而成。2.2.2 存儲器的分段尋址(1) 、物理地址的形成存儲單元的物理地址(PA)段寄存器里的數(shù)值向左移位(即在最右邊加4個0)+偏移地址16位段地址16位偏移地址 0 0 0 019 18 4 3 2 1 0+20位物理地址341CH00000H123A0H157BCHCS=123AH123A

13、0H圖a: 地址計算圖b: 存儲地址空間2.2.2 存儲器的分段尋址(2) 例2.6 設(shè)數(shù)據(jù)1000放在存儲器的數(shù)據(jù)段里，段地址80480H的前位在DS中，該數(shù)據(jù)所在的存儲地址PA到段地址的距離為EA=0602H,求PA=?,(PA)=?解：因為段地址8048PA=804824+EA=80480H+0602H=80A82H (PA)=1000H2.2.3 段的分配方式（） 在實方式下，每一個存儲段最大可達64K,最小為16B。對于1M的內(nèi)存空間，最多可以216個段，最少也有24個段。 通常段的分配由操作系統(tǒng)負責(zé)。 段重疊是指每個段的大小允許根據(jù)實際情況分配。2.2.3 段的分配方式（）0150

14、4200850000段寄存器CSDSESSS 存儲器64K代碼64K代碼64K代碼64K代碼段地址01500H42000H8C500HC0000H代碼區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)附加段區(qū)堆棧區(qū)2.3堆棧存儲技術(shù)（） 堆?？捎糜趥鬟f參數(shù)或臨時保留和恢復(fù)有關(guān)信息的情形。 堆棧單元的物理地址SS24+SP，其中SS是堆棧段寄存器，SP是棧頂指針。 堆棧的壓入(PUSH)和彈出(POP)操作都是針對字類型數(shù)據(jù)。 堆棧的壓入指令格式： PUSH 源操作數(shù) ；將源操作數(shù)壓入堆棧 執(zhí)行的操作：SP-2SP ；先將SP指針減后送SP 源操作數(shù) SP ；將操作數(shù)送至SP表示的單元。SP表示SP的內(nèi)容作為地址。2.3堆棧存儲技術(shù)（） 例2.7 設(shè)AX=7809H, SP=0100H，執(zhí)行完P(guān)USH AX指令之后，SP=?, SP=? 解：因為SP-2=0100H-2=00FEHSP所以SP=00FEH, AX=7809 SPSP?SP09H78H0100H00FFH00FEH2.3堆棧存儲技術(shù)（3） 堆棧彈出指令POP指令格式 POP 目的操作數(shù) ;將當前SP指向堆棧單元的內(nèi)容彈出到目的操作數(shù) 執(zhí)行的操作：(SP) 目的操作數(shù) ；先將SP單元的內(nèi)容送入目的操作數(shù) S