微機(jī)原理與接口與接口技術(shù)第四章匯編程序設(shè)計(jì)

4.1 匯編語(yǔ)言的格式

4.1.1 8086匯編語(yǔ)言程序的一個(gè)例子

  • 8086匯編的一個(gè)語(yǔ)句行是由4個(gè)部分組成的，即：
    標(biāo)號(hào) 操作碼 操作數(shù) ;注釋?zhuān)ɑ蛎郑?/li>

4.1.2 8086匯編語(yǔ)言源程序的格式

  • 源程序的一般格式位：
NAME1    SEGMENT
   語(yǔ)句
      語(yǔ)句
NAME1 ENDS
NAME2 SEGMENT
  語(yǔ)句
    語(yǔ)句
 NAME2 ENDS
     END<標(biāo)號(hào)>

語(yǔ)句行的構(gòu)成

4.2.1 標(biāo)記（Token）

1.IBM宏匯編的字符集

（1）字母

  • 包含大寫(xiě)的英文字母
  • 小寫(xiě)的英文字母
    （2）數(shù)字
  • 阿拉伯?dāng)?shù)字
    （3）特殊字符

  • IBM中宏匯編字符集中可打印字符


2.界符

  • IBM宏匯編字符集中可打印字符


3.常量

（1）數(shù)字（整數(shù)）常量
①二進(jìn)制常量

  • 字母B結(jié)尾
    ②十進(jìn)制常量
  • 字母D結(jié)尾
    ③八進(jìn)制常量
  • 以字母Q結(jié)尾
    ④十六進(jìn)制
  • 以字母H結(jié)尾

（2）字符串常量

  • 字符串常量是由包含在單引號(hào)內(nèi)的1或2個(gè)ASCII碼構(gòu)成的
4.標(biāo)識(shí)符
  • 標(biāo)識(shí)符是由程序員自由建立起來(lái)的、有特定意義的字符序列，如例子中的SUM、CYCLE、PORT_VAL等
  • 一個(gè)標(biāo)識(shí)符是由最多31個(gè)字母、數(shù)字及規(guī)定的特殊字符（?@_$）等組成的，且不能用數(shù)字打頭（以免與十六進(jìn)制數(shù)向混淆）
5.保留字
  • 保留字看上去像標(biāo)識(shí)符，但是它們?cè)谡Z(yǔ)言中有特殊的意義，而且不能用它們作為標(biāo)識(shí)符
IBM宏匯編中的保留字


6.注釋
  • 為了使匯編語(yǔ)言的源程序更便于閱讀和理解，常在源程序中加上注釋
  • 注釋是在分號(hào)（;）后面的任意的字符序列，知道行的結(jié)尾
  • 在匯編時(shí)，匯編程序?qū)λ鼈儾⒉贿M(jìn)行處理
  • 可打印的文件中，注釋和源程序一起打印

4.2.2 符號(hào)（Symbol）

1. 寄存器
2.變量
  • 所有變量都有三種屬性：
    （1）段值（SEGMENT），即變量單元所在段的段地址（段的起始地址）的高16位，低4位始終為0
    （2）偏移量（OFFSET），即變量單元地址與段的起始地址之間的偏移量（16位）
    （3）類(lèi)型（TYPE），變量有三種類(lèi)型：字節(jié)（Byte）、字（word）和雙字（Double Word）
3.標(biāo)號(hào)（Label）
  • 標(biāo)號(hào)是某條指令所存放單元的符號(hào)地址，它是轉(zhuǎn)移（條件轉(zhuǎn)移或無(wú)條件轉(zhuǎn)移）指令或調(diào)用（CALL）指令的目標(biāo)操作數(shù)
  • 標(biāo)號(hào)的類(lèi)型與變量不同，它的類(lèi)型是NEAR或是FAR
4.數(shù)
  • 匯編源程序中的常數(shù)也常以符號(hào)的形式出現(xiàn)
5.其他符號(hào)

4.2.3 表達(dá)式（Expressions）

1.操作數(shù)（Operands）
  • 一個(gè)操作數(shù)或者一個(gè)寄存器名，或是一個(gè)常量（數(shù)字常量或字符串常量），或是一個(gè)存儲(chǔ)器操作數(shù)

（1）常量操作數(shù)

  • 具有數(shù)字值的操作數(shù)是常量或是表示常量的標(biāo)識(shí)符（符號(hào)）
  • 例中的常量操作數(shù)是100、PORT_VAL
  • 常量操作數(shù)的值允許范圍是從-65535 ~ +65535

（2）存儲(chǔ)器操作數(shù)

  • 存儲(chǔ)器操作數(shù)，通常是標(biāo)識(shí)符
  • 具體地說(shuō)，可以分為標(biāo)號(hào)（Label）和變量（Variable）兩種
變量可以具有以下幾種尋址方式：

①直接尋址
②基址尋址
③變址（索引）尋址
④基址變址尋址

2.運(yùn)算符（Operators）

（1）算術(shù)運(yùn)算符（Arithmetic Operators）

  • 一個(gè)是加（+）減、乘、除運(yùn)算發(fā)
  • 另一個(gè)算術(shù)運(yùn)算符是MOD

因此對(duì)例子中地存儲(chǔ)其地址作如下運(yùn)算：
SUM+2
CYCLE-5
NOT_DONE-GO
是有效地表達(dá)式。而
SUM-CYCLE

（2）邏輯運(yùn)算符

  • 邏輯運(yùn)算符是按位操作地AND、OR、XOR和NOT
    （3）關(guān)系運(yùn)算符
  • 在IBM宏匯編中有以下關(guān)系運(yùn)算符
    ①相等Equal（EQ）
    ②不等Not Equal（NE）
    ③小于Less Than（LT）
    ④大于Greater Than（GT）
    ⑤小于或等于Less Than or Equal（LE）
    ⑥大于或等于Greater Than or Equal（GE）

MOV BX ,PORT_VAL LT 5
若PORT_VAL地值小于5，關(guān)系為真，則會(huì)變程序在匯編后產(chǎn)生地語(yǔ)句為：
MOV BX ,OFFFFH
若PORT_VAL的值不小于5，則關(guān)系為假，匯編后產(chǎn)生的語(yǔ)句為：
MOV BX,0

（4）分析運(yùn)算符

  • 把存儲(chǔ)器操作數(shù)分解為它的組成部分，如它的段值、段內(nèi)偏移量和類(lèi)型
    （5）合成運(yùn)算符
  • 由已存在的存儲(chǔ)器操作數(shù)生成一個(gè)段值和偏移量相同而類(lèi)型不同的新的存儲(chǔ)器操作數(shù)

4.2.4 語(yǔ)句（Statements）

  • 一個(gè)匯編語(yǔ)言的源程序是由一條條語(yǔ)句組成的，語(yǔ)句就是對(duì)需要計(jì)算機(jī)完成的動(dòng)作的說(shuō)明

  • 源程序中的語(yǔ)句可分為兩類(lèi)：指令語(yǔ)句和指示性語(yǔ)句

  • 指令語(yǔ)句，匯編程序把它們翻譯成機(jī)器代碼，這些代碼命令8086執(zhí)行某些操作。如MOV、ADD、JMP等

  • 對(duì)于指示性語(yǔ)句（偽指令），匯編程序并不把它們翻譯成機(jī)器代碼，實(shí)際上也不可能翻譯成機(jī)器代碼，只是用來(lái)指示、引導(dǎo)匯編程序在匯編時(shí)做一些操作，如定義符號(hào)、分配存儲(chǔ)單元、初始化存儲(chǔ)器等，所以偽指令本身不占用存儲(chǔ)單元

  • 例如：
    MY_PLACE DB ?
    指令語(yǔ)句的格式：
    標(biāo)號(hào)：助記符 參數(shù)，...，參數(shù) ;注釋
    指示性語(yǔ)句的格式為：
    名字 命令 參數(shù)，...，參數(shù) ;注釋

4.3 指示性語(yǔ)句

4.3.1 符號(hào)定義語(yǔ)句

1.等值語(yǔ)句EQU

NAME EQU EXPRESSION

  • EQU語(yǔ)句給符號(hào)定義一個(gè)值，或定義為別的符號(hào)名，甚至可定義為一條可執(zhí)行的指令等

  • 一些例子如下：


2.等號(hào)（Equal Sign） =語(yǔ)句
  • 能對(duì)符號(hào)進(jìn)行再定義
    EMP = 6
    EMP = 7
    EMP = EMP + 1
3.解除語(yǔ)句PURGE

PURGE 符號(hào)1，符號(hào)2，...，符號(hào)n

  • 已經(jīng)用EQU命令定義的符號(hào)，若以后不再用了，就可以用PURGE語(yǔ)句接觸
    例如：


4.3.2 數(shù)據(jù)定義語(yǔ)句

  • 數(shù)據(jù)定義語(yǔ)句，為一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)分配存儲(chǔ)單元，用一個(gè)符號(hào)名與這個(gè)存儲(chǔ)單元相聯(lián)系，且為這個(gè)數(shù)據(jù)提供一個(gè)人選的初始值

  • 與該項(xiàng)相聯(lián)系的符號(hào)名稱(chēng)為變量

  • 例子：


  • 例如：THING DB 25
    不僅使THING這個(gè)符號(hào)與一個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)單元相聯(lián)系，而且在匯編時(shí)會(huì)把25放入THING相聯(lián)系的存儲(chǔ)單元中
    所以THING是一個(gè)字節(jié)變量，它的初始值為25

  • BIGGER_THING DW 4142H
    在匯編時(shí)就會(huì)把41H與42H分別放至與BIGGER_THING相聯(lián)系的兩個(gè)連續(xù)的字節(jié)單元中（一個(gè)字中），而且42H放在地址低的字節(jié)，41H放在地址高的字節(jié)
    所以，若BIGGER_THING是一個(gè)字變量，則它的初始值為4142H

  • 語(yǔ)句：BIGGEST_THING DD 12345678H
    它定義了一個(gè)雙字變量，且給了初始值


  • 一個(gè)存儲(chǔ)單元的類(lèi)型如下：
    （1）數(shù)據(jù)字節(jié)
    SUM DB ? ;定義一個(gè)字節(jié)
    （2）數(shù)據(jù)字（兩個(gè)連續(xù)的字節(jié)）
    BIGGER DW ?; 定義一個(gè)字

（3）數(shù)據(jù)雙字（四個(gè)連續(xù)的字節(jié)）
BIGGER DD ? ;定義一個(gè)雙字
（4）Near指令單元
CYCLE : CMP SUM,100
（5）Far指令單元

  • 若在一個(gè)程序中，對(duì)它的數(shù)據(jù)段有如下定義：



    其中的每一個(gè)存儲(chǔ)單元都有一些屬性（或組成成分）
    分析運(yùn)算符SEG，返回的是一個(gè)存儲(chǔ)單元的段地址（即它所在段的起始地址）OFFSET運(yùn)算符返回的是每一個(gè)存儲(chǔ)單元地址的段內(nèi)偏移量，即它與段地址之間的偏差。故：
    SEG BUFFER1
    SEG BUFFER2
    SEG BUFFER3
    都是相同的，它們返回的地址都是DATA_TABLES的地址
    所以，若要對(duì)數(shù)據(jù)段寄存器初始化，則可采用指令：
    MOV AX,SEG BUFFER1
    MOV DS,AX
    而
    OFFSET BUFFER1
    OFFSET BUFFER2
    OFFSET BUFFER3
    是各不相同的，若要向這些緩沖區(qū)填入新的數(shù)據(jù)，可以采用一些地址指針，則可以用以下指令來(lái)初始化地址指針：
    MOV BX ,OFFSET BUFFER1
    MOV SI,OFFSET BUFFER2
    MOV DI,OFFSET BUFFER3
    以后，就可以用這些指針來(lái)間接尋址這些緩沖區(qū)

存儲(chǔ)器地址操作數(shù)的類(lèi)型值

4.3.3 段定義語(yǔ)句

  • 段定義的主要命令有①SEGMENT，②ENDS，③ASSUME，④ORG

  • SEGMENT和ENDS語(yǔ)句把匯編語(yǔ)言源程序分成段

  • 這些段就相應(yīng)于存儲(chǔ)器段，在這些存儲(chǔ)器段中，存放相應(yīng)段的目標(biāo)碼

  • 如何使用SEGMENT、ENDS和ASSUME命令，以定義代碼段、堆棧段、數(shù)據(jù)段和附加段



    image.png




    （1）不要搭接，段中的第一個(gè)可用字節(jié)是在16字節(jié)界限上
    MY_SEG SEGMENT
    .
    .
    .
    MY_SEG ENDS
    這是一種正常情況
    （2）允許搭接，但第一個(gè)可用字節(jié)必須在字的界限上
    MY_SEG SEGMENT WORD
    .
    .
    .
    MY_SEG ENDS
    （3）段開(kāi)始在指定的16個(gè)字節(jié)界值上，但第一個(gè)可用字節(jié)在指定的偏移位置上
    MY_SEG SEGMENT AT 1A2BH ; 段地址為1A2BH
    ORG 0003H ;段內(nèi)從偏移量0003H開(kāi)始
    MY_SEG ENDS

偽指令ORG的一般格式為：
ORG <表達(dá)式>

此語(yǔ)句指定了段內(nèi)在它以后的程序或數(shù)據(jù)塊存放的起始地址，也即以語(yǔ)句中的表達(dá)式的值作為起始地址，連續(xù)存放，除非遇到一個(gè)新的ORG語(yǔ)句

4.3.4 過(guò)程定義語(yǔ)句

過(guò)程定義語(yǔ)句的格式：
PROCEDURE_NAME PROC [NEAR]
或
PROCEDURE_NAME PROC FAR
RET
PROCEDURE _NAME ENDP

  • 例子



4.3.5 結(jié)束語(yǔ)句

START:
END START

4.4 指令語(yǔ)句

4.4.1 指令助記符

1.NOP（No Operation）
  • 使匯編產(chǎn)生一字節(jié)指令，使寄存器AX的內(nèi)容自行交換
2.保留空格（Place Holder）
  • NIL是使匯編程序不產(chǎn)生任何指令的唯一的指令助記符

4.4.2 指令前綴

  • IBM宏匯編中允許作為前綴的助記符：
    LOCK
    REP（Repeat）
    REPE （當(dāng)相等時(shí)重復(fù)）
    REPNE （當(dāng)不相等時(shí)重復(fù)）
    REPZ （當(dāng)標(biāo)志ZF=1時(shí)重復(fù)）
    PEPNZ （當(dāng)標(biāo)志ZF=0時(shí)重復(fù)）

具有前綴的指令語(yǔ)句例子
CYCLE: LOCK DEC COUNT

4.4.3 操作數(shù)尋址方式

1.立即

MOV AX,15 ;15是一個(gè)立即數(shù)

2.寄存器

MOV AX,15 ;15是一個(gè)寄存器操作數(shù)

3.直接

SUM DB ?
MOV SUM,15 ;SUM是一個(gè)直接存儲(chǔ)操作數(shù)

4.通過(guò)基址寄存器間接

MOV AX,[BX]
MOV AX,[BP]

5.通過(guò)變址寄存器間接

MOV AX,[SI]
MOV AX,[DI]

6.通過(guò)基址寄存器加變址寄存器間接

MOV AX,[BX][SI]
MOV AX,[BX][DI]
MOV AX,[BP][SI]
MOV AX,[BP][DI]

7.通過(guò)基址或變址寄存器加位移量間接

MANY_BYTES DB 100 DUP (?)
.
.
.
MOV AX,MANY_BYTES[BX]
MOV AX,MANY_BYTES[BP]
MOV AX,MANY_BYTES[SI]
MOV AX,MANY_BYTES[DI]

8.通過(guò)基址寄存器加變址寄存器加位移量間接存儲(chǔ)器

MANY_BYTES DB 100 DUP (?)
.
.
.
MOV AX,MANY_BYTES[BX][SI]
MOV AX,MANY_BYTES[BX][DI]
MOV AX,MANY_BYTES[BP][SI]
MOV AX,MANY_BYTES[BP][DI]

4.4.4 串操作指令

ALPHA DB ?
BETA DB ?
MOV SI,OFFSET ALPHA
MOV DI,OFFSET BETA
MOV BETA,ALPHA

  • 一個(gè)完整的匯編語(yǔ)言源程序應(yīng)該由可執(zhí)行命令組成的指令性語(yǔ)句和由對(duì)符號(hào)定義、分配存儲(chǔ)單元、分段等組成的指示性語(yǔ)句構(gòu)成的。而且，一個(gè)完整的程序至少應(yīng)該包含三種段：由源程序組成的代碼段。堆棧操作所需要的堆棧段和存放數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)段

該例子是把兩個(gè)分別由未組合的BCD碼（一個(gè)字節(jié)為一位BCD數(shù)）的串相加；由于8086中允許兩個(gè)未組合的十進(jìn)制數(shù)相加，只要經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整就可以得到正確的結(jié)果。所以，在程序中把第一個(gè)串的一位BCD數(shù)取至AL中，與第二個(gè)串的相應(yīng)位相加，經(jīng)過(guò)AAA調(diào)整，再把結(jié)果存至存儲(chǔ)器中。程序中的前面部分是為了設(shè)置段，先設(shè)置數(shù)據(jù)段，用DB偽指令定義兩個(gè)數(shù)據(jù)串，用COUNT表示數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。接著是定義堆棧段，為堆棧留下了100個(gè)單元的空間（實(shí)際上當(dāng)然由需要來(lái)定），然后是當(dāng)以代碼段，從標(biāo)號(hào)GO開(kāi)始就是可執(zhí)行指令部分。







4.5 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)及舉例

4.5.1 算術(shù)運(yùn)算程序設(shè)計(jì)（直線運(yùn)行程序）

  • 例 兩個(gè)32位無(wú)符號(hào)數(shù)乘法程序

4.5.2 分支程序設(shè)計(jì)

4.5.3 循環(huán)程序設(shè)計(jì)

1.用計(jì)數(shù)器控制循環(huán)

例題：在一串給定個(gè)數(shù)的數(shù)中尋找最大值（或最小值），放至指定的存儲(chǔ)單元。每個(gè)數(shù)用16位表示

2.多重循環(huán)

4.5.4 字符串處理程序

1.確定字符串的長(zhǎng)度

例題：從頭搜索字符串的結(jié)束標(biāo)志，統(tǒng)計(jì)搜索的字符個(gè)數(shù)

2.加偶校驗(yàn)到ASCII字符
  • 例題：若有一個(gè)ASCII字符串，它的起始地址放在單元STRING內(nèi)，要求從串中取出每一個(gè)字符，檢查其中包含的“1”的個(gè)數(shù)，若已為偶數(shù)，則它的最高有效位置“0”；否則，最高有數(shù)位置“1”，然后送回

4.5.5 碼轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)

1.十六進(jìn)制到ASCII的轉(zhuǎn)換

例4-5 若有一個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼串，要把每一個(gè)字節(jié)中的二進(jìn)制轉(zhuǎn)換位兩位十六進(jìn)制數(shù)的ASCII，高4位的ASCII放在第hi高的單元。串中的第一個(gè)字節(jié)為串的長(zhǎng)度（小于128）

2.從二進(jìn)制到ASCII串的轉(zhuǎn)換
  • 例4-6 把在內(nèi)存變量NUMBER中的16位二進(jìn)制數(shù)，每一位轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的ASCII，存入串變量STRING中

4.5.6 有關(guān)I/O的DOS功能調(diào)用

1.在CRT上連續(xù)輸出0 ~ 9

4.5.7 宏匯編與條件匯編

1.宏命令的用途

（1）在匯編語(yǔ)言的源程序中，若有的程序段要多次使用，為了使在源程序中不重復(fù)書(shū)寫(xiě)這個(gè)程序段，可以一條宏指令來(lái)代替。由宏匯編程序在匯編時(shí)產(chǎn)生所需要的代碼

MOV CL,4
SAL AL,CL

若要多次使用，就可以用一條宏指令代替：
SHFT MACRO
MOV CL,4
SAL AL,CL
ENDM

（2）宏定義不但能使源程序書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)潔，而且由于宏指令具有接受參量的能力，所以功能就更靈活

SHFT MACRO X,Y
MOV CL,X
SAL Y,CL
ENDM

（3）形式參量不只可以出現(xiàn)在操作數(shù)部分，也可以出現(xiàn)在操作碼部分。如：
SHFT MACRO X,Y,Z
MOV CL,X
S&Z Y,CL
ENDM

若有以下調(diào)用：
SHFT 4,AL,AL
SHIFT 6,BX,AR
SHIFT 8,SI,HR
在匯編時(shí)，分別產(chǎn)生以下指令的目標(biāo)代碼
MOV CL,4
SAL AL,CL
MOV CL,6
SAR CL,6
SAR BX,CL
MOV CL,8
SHR SI,CL

2.IBM宏匯編中主要宏操作偽指令

（1）MACRO

宏定義名 MRRCO <形式參量表>

（2）PURGE
PURGE 宏定義名 [,......]

（3）LOCAL

  • 例題在AL中有一位十六進(jìn)制數(shù)碼要轉(zhuǎn)換為ASCII，則可以用以下宏定義：
    CHANGE MACRO
    CMP AL,10
    JL ADD_0
    ADD AL,'A'-'0'-10
    ADD_0 ADD AL,'0'
    ENDM

上面的CHANGE宏定義在下有多次調(diào)用的情況，應(yīng)定義為：
CHANGE MACRO
LOCAL ADD_0
CMP AL,10
JL ADD_0
ADD AL,'A'-'0'-10
ADD_0 ADD AL,'0'
ENDM

（4）REPT
REPT <表達(dá)式>
ENDM

  • 這個(gè)偽指令可以重復(fù)執(zhí)行在它的指令體部分所包含的語(yǔ)句。重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)，由表達(dá)式的值所決定

例4-7 把數(shù)字0 ~ 9的ASCII填入表TABLE。CHAR = ‘0’


例題4-8 建立一個(gè)地址表，其中每個(gè)字的內(nèi)容是下一個(gè)字的地址（用作地址指針），而最后一個(gè)字的內(nèi)容是第一個(gè)字的地址


（5）IRP
IRP 形式參量（參數(shù)表）
ENDM


（6）IRPC
IRPC 形式參量，字符串（或<字符串>）
ENDM

3.宏定義嵌套
4.宏指令與子程序的區(qū)別

（1）宏指令是為了簡(jiǎn)化源程序的書(shū)寫(xiě)，在匯編時(shí)，匯編程序處理宏指令，還把宏定義體插入到宏調(diào)用處。所以，宏指令并沒(méi)有簡(jiǎn)化目標(biāo)程序。有多少次宏調(diào)用，在目標(biāo)程序中仍需要有同樣多次的目標(biāo)代碼插入。所以，宏指令不能節(jié)省目標(biāo)程序所占的內(nèi)存單元
（2）若一個(gè)源程序中多次調(diào)用一個(gè)程序段，則可用子程序，也可以用宏指令來(lái)簡(jiǎn)化源程序。用子程序的辦法，匯編后產(chǎn)生的目標(biāo)代碼少，也即目標(biāo)程序占用的內(nèi)存少，節(jié)約了內(nèi)存空間。但是，子程序在執(zhí)行時(shí)，每調(diào)用一次都要先保護(hù)斷點(diǎn)，通常在程序中還要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)；在返回時(shí)先要恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，然后恢復(fù)斷點(diǎn)（返回）
這些操作都額外增加了時(shí)間，因而執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)，速度慢指令恰好相反，它的目標(biāo)程序長(zhǎng)，占用的內(nèi)存的那元多；但是執(zhí)行時(shí)不需要保護(hù)斷點(diǎn)，也不需要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)以及恢復(fù)、返回等這些額外的操作，因而執(zhí)行時(shí)間短、速度快

5.條件匯編
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