新编汇编语言第五章.pptx

学习目的掌握转移指令与循环指令的使用方法，能够在程序中使用各种程序结构。掌握汇编语言程序设计的完整步骤，能够上机调试程序。5.1 顺序结构程序设计顺序结构：指令按照内存中的地址顺序依次被执行，没有任何流程改变。例1 计算 Z=（3X+Y-5）/2（其中的变量为无符号数）（1）数据分析表达式中有三个变量X、Y、Z，可以使用三个内存单元来表示。未指明变量的变化范围，使用字节、字为单位均可，这里以字为单位。（2）算法分析3X ：2X+X一条移位指令和一条加法指令3X+Y-5：一条加法指令和一条减法指令（3X+Y-5）/2：可使用右移指令程序应为顺序结构，按照表达式规定的顺序使用加法、减法、移位指令可实现全部运算。（3）绘制流程图并写出程序主体开始计算2X+X计算3X+Y-5计算（3X+Y-5）/2结束MOV AX，VARXSHL AX，1ADD AX，VARXADD AX，VARYSUB AX，5SAR AX，1MOV VARZ，AX编制完整程序的余下步骤（4）选择一种程序框架，把程序主体添加到框架中。（5）汇编过程：使用MASM.EXE对源程序文件（ASM）进行汇编，检查并修改语法错误，生成目标代码文件（OBJ）。（6）连接过程：使用LINK.EXE连接工具把OBJ文件组织为可执行文件（EXE文件）。（7）使用DEBUG调试可执行程序，观察并修改程序中的逻辑错误。5.2 分支程序设计若程序需对计算结果或测试条件进行判断，根据判断结果来决定程序流程，则采用分支结构。汇编语言中，实现分支结构的指令是转移类指令，这类指令通过修改CS和IP的内容来改变程序执行的流程。循环结构可看作分支结构的一种特例。5.2.1 转移指令转移指令分为无条件和条件两类。无条件转移指令一定改变程序流程，改变下一条将要执行的指令地址。条件转移指令会判断特定的标志位或寄存器，如果满足条件，则改变程序流程，如果不满足则不会改变程序流程。两种转移指令的功能都不可忽视，在程序中都是经常使用的。（1）无条件转移指令指令格式：JMP 目标地址功能：无条件的修改IP或者CS、IP中的内容，改变下一条将要执行的指令地址。即跳转到目标地址继续执行程序。标志位影响：无（1）无条件转移指令 JMP L1 MOV AX，0 L1:MOV AX，0FFFFH 执行JMP指令后，程序流程改变到L1标号指明的地址。（1）无条件转移指令JMP指令的转移类型分为两种：段内转移和段间转移。（1）段内转移JMP指令本身和目标地址在同一代码段内，只需修改IP的内容，而不需要改变CS的内容。（1）无条件转移指令1）段内直接转移格式：JMP 标号机器指令由两部分构成，OPCODE和DISP，OPCODE是操作码，DISP是一个8位或16位的补码。1）段内直接转移指令DISP表示的含义是标号地址相对于JMP后一条指令的字节距离。DISP=标号偏移量 JMP后一条指令偏移量上面的计算是汇编程序在汇编过程中完成的。1）段内直接转移指令标号地址 JMP后一条指令地址：DISP 0标号地址 JMP后一条指令地址：DISP 0功能：IP=（IP）+DISP1）段内直接转移指令（IP）+DISP该加法是两个补码的加法。DISP可以是正数或负数，但是（IP）总是理解为正数。把第16位（超出字的范围）理解为符号位，（IP）的第16位总是理解为0，DISP的第16位由它自己的符号位决定。1）段内直接转移指令例：（IP）=1100101001101011 DISP=11100110（IP）+DISP：0 11001010 01101011+1 11111111 11100110 0 11001010 01010001注意，相加的结果总是一个正数，补码加法完毕以后应当重新把（IP）看作无符号数。短转移与长转移DISP字段是由汇编程序在汇编过程中计算并生成的。按照DISP的长度，段内直接转移指令又可分为短转移和长转移两种类型。若DISP在-128127范围内，则只占用一个字节。这种情况称为短转移。若DISP超过了-128127范围，则DISP占用一个字。这种情况称为长转移，其转移范围为-3276832767。2）段内间接转移JMP指令针对的目标偏移量存放在16位通用寄存器或字内存单元中。指令格式：JMP 通用寄存器名称 JMP 字内存单元功能：IP=（通用寄存器）IP=（EA）2）段内间接转移例：JMP BX功能：IP=（BX）JMP WORD PTR SI功能：IP=（DS：SI）段内直接与段内间接的区别注意段内直接转移和段内间接转移的区别。段内直接转移：由机器指令的DISP字段给出目标地址相对于JMP后一条指令的带符号字节距离，功能为IP=（IP）+DISP。段内间接转移：由16位通用寄存器或字内存单元直接给出IP寄存器新的内容。（2）段间转移标号地址和JMP指令不在同一代码段内，这类转移必须同时修改CS和IP的内容，才能完成正确的转移操作。1）段间直接转移指令格式：JMP FAR类型的标号 JMP FAR PTR 标号第二种格式是强制指定标号的临时类型属性为FAR，无论该标号定义为什么类型，都作为FAR类型来引用。1）段间直接转移机器指令中除OPCODE字段外，还有两个16位的字段，分别表示目标地址的偏移量和段基值。功能：IP=目标地址偏移量 CS=目标地址段基值同时修改CS、IP中的内容，实现段间转移。2）段间间接转移该转移方式所用的目标地址只能是存放在双字内存单元中的内容。指令格式：JMP DWORD PTR 双字单元起始偏移量功能：IP=（EA）CS=（EA+2）2）段间间接转移例：ADR1 DD L1JMP DWORD PTR ADR1功能：实现段间转移，目标地址为L1标号所在位置，逻辑地址存放在ADR1双字单元中。2）段间间接转移例：JMP DWORD PTR BXDI双字单元有效地址：EA=（BX）+（DI）采用基址变址寻址方式。功能：IP=（EA）CS=（EA+2）（2）条件转移指令功能：根据前一条指令所影响的某些标志位或寄存器状态作为判断条件；当条件满足时，把程序流程转移到指定的目标地址；当条件不满足时，不改变程序流程，CPU会顺序执行下一条指令。（2）条件转移指令统一的汇编指令格式：JXX 目标地址标志位影响：无（只使用标志位作为判断条件，不会去修改它）（2）条件转移指令机器指令格式：总是占用2个字节，OPCODE与带符号的相对位移量（DISP）。由于DISP仅有8位，转移范围一定是-128 127字节，只能是短转移，这一特征对于所有条件转移指令是一致的。如果需要条件转移的转移范围得到扩大，那么必须结合使用无条件转移。（2）条件转移指令在执行条件转移指令前，一般需要执行一条算术运算指令或逻辑运算指令对特定标志位产生有意义的影响。根据所判断的条件，条件转移指令可分为三类：单条件转移、无符号数条件转移，带符号数条件转移。（1）单条件转移指令这一类条件转移指令只对某一个标志位或寄存器的状态进行判断，并决定是否进行转移。1）单标志位转移单标志位转移指令总共有5对，能对5个标志位：CF、ZF、SF、OF、PF各自的状态进行判断。例：JC L1JNC L11）单标志位转移例1 编写一段程序判断两个字节变量DB1和DB2的内容是否相同，如果相同则把AL清0，否则置全1。MOV AL，DB1 CMP AL，DB2 JZ L1 MOV AL，0FFH JMP L2 ；无条件转移对于实现分支结构也是必不可少的L1：MOV AL，00HL2：MOV AH，4CH INT 21H1）单标志位转移注意分析，上面的条件转移有什么样的缺陷。如果JZ L1指令和L1标号之间的字节距离超过127，那么在汇编过程中就会出现语法错误。1）单标志位转移条件转移指令不适合直接用于距离较远的转移。一般来说，应该结合无条件转移指令在分支结构中实现长距离转移。就上面的例子，可通过流程图来得到合理的源程序根据流程图写出相关程序主体CMP AL,DB2JZ L1JMP L2MOV AL,DB1AL=DB1AL=0AL=DB2？AL B 成立则转移JNBE：A B 不成立则转移这两个助记符含义相同，对应同一条机器指令。判断规则：CF=0 AND ZF=0，转移，否则不转移。CF=0：A-B最高位不产生借位，够减，ABZF=0：A-B结果不为0，AB综合分析所得：AB（2）无符号数条件转移指令JAE：AB成立则转移JNB：AB不成立则转移两个助记符对应同一条机器指令。判断规则：CF=0 OR ZF=1，转移，否则不转移。CF=0：A-B最高位不产生借位，够减，ABZF=1：A-B结果为0，A=B综合分析所得：AB（2）无符号数条件转移指令JB：AB成立则转移JNAE：AB不成立则转移两个助记符对应同一条机器指令。判断规则：CF=1 AND ZF=0，转移，否则不转移。CF=1：A-B最高位产生借位，不够减，ABZF=0：A-B的结果不为0，AB综合分析所得：AB不成立则转移两个助记符对应同一条机器指令。判断规则：CF=1 OR ZF=1，转移，否则不转移。CF=1：A-B最高位产生借位，不够减，ABZF=1：A-B的结果为0，A=B综合分析所得：AB（2）无符号数条件转移指令例2 数据段中的ARY数组中存放了10个字节型的无符号数，从数组中找出最大的数保存到MAX字节单元中。例2 （1数据分析 数组ARY需要10个字节的空间。MAX字节单元用于存放最终结果。例2（2）算法分析1）把数组中的第0个数据首先存放到一个寄存器中（这里选用AL）。2）将寄存器中数据与数组中每一个数据按顺序作比较，每遇到一个大于寄存器中数据的数组元素，则用它替换寄存器中数据，保持寄存器中数据总是当前最大值。例2（2）算法分析3）由于需要逐个访问数组中的元素，需要使用一个基址或变址寄存器作为一维数组的浮动下标，这里选用SI；4）需要一个计数器，对访问次数进行记数，保证对数组的访问不会越界，这里数组中有10个元素，使用CX来完成记数的功能。（3）绘制流程图并写出程序主体开始开始初始化初始化SI、CX、AL进入循环，修改进入循环，修改SI使它指向下一个数据使它指向下一个数据MOV SI,OFFSET ARYMOV CX,9MOV AL,SILOP1:INC SI(AL)(SI)AL=(SI)Y:L1N:L2=L3LOP1:L3CMP AL,SIJB L1JMP L3 ；L2=L3L1:MOV AL,SI JMP L3（可省略）（可省略）（3）绘制流程图并写出程序主体结束结束CX=(CX)-1L3:DEC CXJNZ LOP1 ；条件转移实现循环；条件转移实现循环(CX)=0?MAXB成立则转移JNLE：AB不成立则转移判断规则：SF=OF AND ZF=0，转移，否则不转移。SF=OF：（参见教案对CMP指令的分析）A-B的正确结果应该是一个正数或者是0，ABZF=0：A-B结果不为0，AB综合分析所得：AB（3）带符号数条件转移指令JGE：AB成立则转移JNL：AB不成立则转移判断规则：SF=OF OR ZF=1，转移，否则不转移。SF=OF：ABZF=1：A-B结果为0，A=B综合分析所得：AB逻辑上ZF=1这个条件可以去掉。（3）带符号数条件转移指令JL：AB成立则转移JNGE：AB不成立则转移判断规则：SFOF AND ZF=0，转移，否则不转移。SFOF：A-B的正确结果应该是负数，ABZF=0：A-B的结果不为0，AB综合分析所得：AB不成立则转移判断规则：SFOF OR ZF=1，则转移，否则不转移。SFOF：ABZF=1：A=B综合结果：AB（3）带符号数条件转移指令例3.修改例2，把数组中存放的无符号数改成带符号数，要求不但找出数组中最大值，而且找出最小值。数据分析：ARY字节数组占用10个字节MIN字节单元用于存放最小值MAX字节单元用于存放最大值（3）带符号数条件转移指令算法分析：增加了求最小值的功能，可在求最大值的循环中一起完成，只是在循环中增加一个分支结构。在前面的例子中使用AL寄存器存放当前比较的最大值，这里增加AH寄存器存放当前比较的最小值。（3）带符号数条件转移指令开始开始初始化初始化SI、CX、AL、AH进入循环，修改进入循环，修改SI使它指向下一个数据使它指向下一个数据MOV SI,OFFSET ARYMOV CX,9MOV AL,SIMOV AH，SILOP1:INC SI(AL)(SI)AL(SI)?L3AH=(SI)Y:L4N:L5=L6 L6CX=(CX)-1L6:DEC CX JNZ LOP1(CX)=0?N:LOP1（3）带符号数条件转移指令结束 MOV AH，4CH INT 21HMAX=(AL)MOV MAX，ALMIN=(AH)MOV MIN，AH分支结构分支结构是结合使用条件转移指令和无条件转移指令来构造的。分支结构分为两种：1）IF-THEN-ELSE结构：双分支结构，把程序流程分为两支，这种结构和条件转移指令本来的特征是一致的。2）CASE结构：多分支结构，可嵌套使用双分支结构来实现，但执行效率不高，也可通过建立多分支表的方法来建立效率较高的多分支结构。结构化程序设计结构化程序设计在非结构化的分支结构中，每一个分支可能有多个出口，如果需要分析或调试这一分支结构，那么必须在源程序中找到所有的出口位置。非结构化的分支会造成程序的可读性下降，调试难度加大。如果采用结构化的分支，那么分支的所有出口都是一致的，程序的分析和调试都非常方便。5.3 循环程序设计所有循环结构均可使用条件转移指令来实现。高级语言中的WHILE循环、DO UNTILL循环，都很适合使用条件转移指令实现。5.3 循环程序设计FOR循环（记数循环）同样可以使用DEC指令和条件转移指令相结合来实现。但是为了简化记数循环的设计，8086/8088系统提供了专门的记数循环指令。5.3.1 循环控制指令循环指令和转移指令的功能基本一致，都是完成程序流程的转移，区别在于循环指令会隐含使用CX寄存器作为记数器，每执行一次循环指令，（CX）就会自动被减1。5.3.1 循环控制指令机器指令格式：OPCODE（8位）DISP（8位）DISP和条件转移指令中的位移量解释相同，作为相对位移量，转移范围也是-128到127。5.3.1 循环控制指令执行步骤：1）CX=（CX）-12）若循环条件满足，IP=（IP）+DISP循环条件主要是指CX）是否为0，如果（CX）=0则停止循环，不改变程序的执行流程，否则执行流程转移，继续循环。5.3.1 循环控制指令有些循环指令在循环条件中还加上了对ZF标志的判断。标志位影响：所有转移指令和循环指令都不会影响任何的标志位；虽然它们可能会对标志位的当前取值进行判断。（1）LOOP指令格式：LOOP 目标地址执行步骤：1）CX=（CX）-12）如果（CX）0，转移到目标地址，否则停止循环，顺序执行下一条指令使用前提：在使用LOOP指令控制循环以前（进入程序的循环体以前），必须把循环次数保存到CX。（1）LOOP指令例：将 dec cx jnz lop替换为 loop lop（2）LOOPZ/LOOPE指令格式：LOOPZ/LOOPE 目标地址执行步骤：1）CX=（CX）-12）如果（CX）0 AND ZF=1，则转移到目标地址，否则停止循环，顺序执行下一条指令。（2）LOOPZ/LOOPE指令例：试编写一程序，在一字符串中查找第一个非空格字符，并将其在字符串中的序号（1n）送入index单元中。如果未找到非空格字符，则将全1送到index单元中。（2）LOOPZ/LOOPE指令data segmentstrg db CHECK NO_SPACEleng db$-strgindex db?data endsstack1 segment para stack dw 20h dup(0)stack1 ends（2）LOOPZ/LOOPE指令code segment assume cs:code,ds:data,ss:stack1start:mov ax,data mov ds,ax mov cx,leng mov bx,-1next:inc bx cmp strgbx,loopz next jnz found mov bl,0feh（2）LOOPZ/LOOPE指令found:inc bl mov index,bl mov ah,4ch int 21hcode ends end start（3）LOOPNE/LOOPNZ指令格式：LOOPNE/LOOPNZ 目标地址执行步骤：1）CX=（CX）-12）如果（CX）0 AND ZF=0，则转移到目标地址，否则停止循环，顺序执行下一条指令。（3）LOOPNE/LOOPNZ指令例：试编写程序，计算两个字节数组ary1和ary2对应元素之和，一直计算到两数之和为0或数组结束为止。并将和存入非0数组sum中，将该数组长度存放在num单元中。（3）LOOPNE/LOOPNZ指令data segmentary1 db 12,10,3,5,-1,7,34,8,9,10ary2 db 14,23,6,-2,1,9,45,21,8,24leng equ ary2-ary1sum db leng dup(?)num db?data endsstack1 segment para stack dw 20h dup(0)stack1 ends（3）LOOPNE/LOOPNZ指令coseg segment assume cs:coseg,ds:data,ss:stack1begin:mov ax,data mov ds,ax mov cx,leng mov bx,-1nzero:inc bx mov al,ary1bx add al,ary2bx mov sumbx,al loopnz nzero jz zero（3）LOOPNE/LOOPNZ指令 inc blzero:mov num,bl mov ah,4ch int 21hcoseg ends end begin（4）JCXZ在循环程序中的作用进入循环体之前，首先使用JCXZ指令判断（CX）是否为0，如果为0就跳转到循环体出口，以免执行错误的循环过程。mov cx,count jcxz nextLop:loop lopnext:5.3.2 单重循环程序设计（1）记数循环对应高级语言中的FOR循环。（2）条件循环对应高级语言中的WHILE或DO UNTIL循环。5.3.2 单重循环程序设计例 试编写一程序，统计字单元VARW中含“1”数据位的个数，统计结果存放于CONT单元中。算法思想：将VARW中各数据位逐位移动到最高位进行判断，并计数。条件循环：每次移位后判断是否为全0，如果是，则不需要继续移位和统计。5.3.2 单重循环程序设计data segmentvarw dw 1101010010001000Bcont db?data endsstack1 segment stack dw 20h dup(0)stack1 ends5.3.2 单重循环程序设计code segment assume cs:code,ds:data,ss:stack1begin:mov ax,data mov ds,ax mov cl,0 mov ax,varwlop:test ax,0ffffh jz end05.3.2 单重循环程序设计 jns shift inc clshift:shl ax,1 jmp lopend0:mov cont,cl mov ah,4ch int 21hcode ends end begin5.3.3 多重循环程序设计在程序中嵌套使用循环结构，称为多重循环结构。和高级语言相比，汇编语言中多重循环结构设计相对烦琐。需注意程序流程从外层循环进入内层循环时重新设置内层循环的初始环境。5.3.3 多重循环程序设计例 不使用乘法指令，试编写一程序，求级数12+22+32+的前N项和。算法思想：N2=N+N+N（N次累加）；累加使用内层循环实现；级数和累加使用外层循环实现，总体上呈现双重循环结构。5.3.3 多重循环程序设计data segmentsum dw?n db 20data endsstack1 segment stack dw 20h dup(0)stack1 ends5.3.3 多重循环程序设计code segment assume cs:code,ds:data,ss:stack1start:mov ax,data mov ds,ax mov dx,0 mov cx,0 mov cl,n5.3.3 多重循环程序设计lop1:mov ax,0 mov bx,cxlop2:add ax,cx dec bx jnz lop2 add dx,ax loop lop15.3.3 多重循环程序设计 mov sum,dx mov ah,4ch int 21hcode ends end start