微机原理汇编语言程序设计

微机原理与接口技术第四章汇编语言程序设计本章内容4.1概述4.2汇编语言的格式与语法4.3DOS与BIOS中断调用4.4汇编语言程序设计和上机过程4.1概述-程序设计语言机器语言：每种CPU都有自己独立的一套指令系统，其能直接理解和执行的是二进制机器码形式，这种二进制编码格式语言称为机器语言。特点是占内存少、执行速度快，但难以记忆、容易出错，实际中很少使用。例：89H，DCH汇编语言：用指令的助记符来表示二进制机器码的语言称为汇编语言，即是机器语言的符号表示。它是一种面向机器的程序设计语言，通常是为特定计算机或计算机系列专门设计的。特点是允许直接调用CPU内部资源，代码精简，占内存少，执行速度快，但通用性差，编写、调试周期长。常用来编制系统软件、实时控制程序、实时通信程序及接口的驱动程序等。例：MOVSP，BX高级语言：是面向过程的语言（如：BASIC语言、C语言等），不依赖于具体的计算机结构和指令系统。特点是通用性强，可移植，但目标程序长，执行速度慢。4.1概述-汇编程序用汇编语言编写的程序不能由机器直接执行，而必须经汇编程序（Assembler）翻译成机器语言程序常使用的汇编程序是Microsoft公司的宏汇编MASM，它可以将源程序翻译成对应的目标程序，并且：检查语句语法自动分配存储区将其他进制转换为二进制数计算表达式的值展开宏命令4.2汇编语言的格式与语法4.2.1源程序的结构4.2.2语句的格式与构成元素4.2.3语句的操作数4.2.3.1常量4.2.3.2变量和标号4.2.3.3表达式4.2.4伪指令4.2.5宏指令4.2.1源程序的结构汇编语言源程序通常由一个或几个程序模块组成,每个模块一般由三种逻辑段组成：数据段、附加段——定义和存放数据、变量堆栈段——堆栈区域代码段——存放程序指令4.2.1源程序的结构NAMEPROGRAMMOVAX,EXTRASTACKSEGMENTSTACKMOVES,AXSTADB100DUP(?)……STACKENDSMOVAX,OFFSETSDAT;----------------------------------------------CALLP1DATASEGMENT……SDATDB1,2,3,4,5MOVAH,4CHDATAENDSINT21H;-----------------------------------------------MAINENDPEXTRASEGMENT;------------------------------------------------DDATDB5DUP(?)P1PROCEXTRAENDS……;------------------------------------------------RETCODESEGMENTP1ENDPASSUMECS:CODE,SS:STACK;-----------------------------------------------ASSUMEDS:DATA,ES:EXTRACODEENDSMAINPROCFAR;----------------------------------------------MOVAX,DATAENDMAINMOVDS,AX堆栈段数据段扩展段代码段代码段4.2.1语句的格式汇编语言的语句有两种：指令性语句：由8086指令构成的语句指示性语句：由伪指令构成的语句指令性语句由CPU执行，每一条指令性语句都有一条机器码指令与其对应，指令性语句汇编时生成机器码。指示性语句由汇编程序执行,它指示汇编程序应如何对源程序进行汇编，如何定义变量、分配存储单元以及指示程序开始和结束等。指示性语句无机器码指令与其相对应，在汇编时不生成机器码。标号：指令的符号地址，用来代表指令在存储器中的地址符号：段、过程、变量的名字，用来代表它们在存储器中的地址指令助记符：8086指令助记符、伪指令助记符操作数：即指令的操作对象对指令性语句：0，1，2个对指示性语句：根据需要而定操作数之间以逗号分隔操作数可以由标号、常量、变量、表达式、寄存器操作数和存储器操作数等构成例如：AX，[DI+BX+10]，DATA，200，16*8+TABLE，等等4.2.2语句的构成元素注释：以分号开头，可放在指令后，也可单独一行。注意注释的写法，要写指令（或程序段）在程序中的作用，而不要写指令的操作。例如：以下为同一条指令写的注释1）MOVCX,100;传送100到CX2）MOVCX,100;循环计数器置初值显然，第二种写法要比第一种写法要好4.2.2语句的构成元素4.2.3语句的操作数4.2.3.1常量4.2.3.2变量和标号4.2.3.3表达式4.2.3.1常量常量操作数：数值常数：11001000B，0FA21H，329D(329)字符常数：‘ABCD’(41H42H43H44H)例：MOVAX，0FA21HVARDB329STRDB‘ABCD’变量：指存储器存储单元中的数据，数据运行时可改变变量名：是存储单元的符号地址变量在程序中作为存储器操作数被引用变量有三个属性:段地址：变量所在段的段地址偏移地址：变量所在存储单元的偏移地址类型：有BYTE、WORD和DWORD等例：MOVAX，VARPUSHVAR4.2.3.2变量与标号-变量标号：指令所在存储单元的符号地址标号的三个属性：段地址：即标号所在段的段地址；偏移量：标号所代表存储单元的段内偏移地址；类型：NEAR或FAR：NEAR：段内转移或段内调用FAR：段间转移或段间调用标号通常作为转移指令的转移地址JMPlabelJNZnon_zero4.2.3.2变量与标号-标号组成：A-Z(不分大小写),0-9,？@._$不能以数字开头，句号(.)只能作为首字符长度小于31个字符不能与保留字(指令助记符、伪指令、预定义符号等)重名不能重复定义例如：正确的：LP1,AGAIN,NEXT,_GO,OK_1错误的：4M,LOOP,AAA,#HELP,+ONE4.2.3.2变量与标号-命名规则4.2.3.3表达式表达式由标号、常量、变量等加上必要的运算符构成有数字表达式和地址表达式两种汇编时按优先规则对表达式进行计算，计算出具体的数值或地址,运行时不能改变表达式中的运算符包括：算术、逻辑、关系、分析以及属性运算符等算术运算符包括：加:＋，减:－，乘:*，除:/，取模:MOD例：MOVAX,4*1024汇编后的形式为:MOVAX,4096逻辑运算符包括：与：AND、或：OR、异或：XOR、非：NOT例：MOVCL,36HAND0FH经汇编后：MOVCL,06H逻辑运算符只能用于数字表达式中。注意，不要把逻辑运算符与逻辑运算指令混淆：例：ANDAX,3FC0HAND0FF00H汇编后源操作数被翻译为：3F00H，所以上述指令与以下指令等价:ANDAX,3F00H4.2.3.3表达式—算术运算符分析运算符包括：SEG、OFFSETSEG：取变量/标号的段地址OFFSET：取变量/标号的偏移地址例：VARDB12HMOVBX，OFFSETVAR；取变量VAR的偏移地址MOVAX，SEGVAR；取变量VAR的段地址SEG、OFFSET运算符在汇编过程取相应地址4.2.3.3表达式—分析运算符4.2.3.3表达式—属性运算符PTR属性运算符PTR用来指定地址操作数的类型格式：类型PTR地址操作数类型∈{BYTE,WORD,DWORD,NEAR,FAR}BYTE、WORD、DWORD用于描述数据存储单元(变量)地址例：MOVWORDPTR[BX]，03HNEAR、FAR用于描述转移、调用的目的地址例：JMPFARPTRLABEL1例：MOV[DI],0;类型不定MOVBYTEPTR[DI],0;字节类型MOVWORDPTR[DI],0;字类型4.2.3.3表达式—属性运算符PTRDI48H45H00H45H00H00HBYTEPTRWORDPTRDIDI4.2.3.3表达式—属性运算符PTRPTR也可用来进行强制类型转换例：VARDW1234H;VAR定义为字类型MOVAX,VAR1;合法MOVAL,VAR1;非法MOVAL,BYTEPTRVAR1;合法4.2汇编语言的格式与语法4.2.1源程序的结构4.2.2语句的格式与构成元素4.2.3语句的操作数4.2.3.1常量4.2.3.2变量和标号4.2.3.3表达式4.2.4伪指令4.2.5宏指令4.2.4伪指令伪指令由汇编程序执行的指令，它本身不被汇编成机器指令。常用的伪指令有：数据定义伪指令符号定义伪指令段定义伪指令过程定义伪指令程序模块定义伪指令定义模块连接标号和变量的伪指令4.2.4伪指令—数据定义伪指令用于对程序中使用的变量进行定义通过变量定义指明变量的类型，并为其分配存储单元。数据定义伪指令的格式为：变量名数据定义伪指令操作数，操作数，…VARDW1234H常用的数据定义伪指令有如下几种：DB定义字节DW定义字DD定义双字DQ定义4字型变量（占8字节存储空间）DT定义10字节变量（表示BCD码，或用于浮点运算）数据定义伪指令中的操作数可以是常数、变量或表达式DATA1_BDB10DATA2_BDB5DATA3_BDB10HDATA1_WDW100HDATA2_WDW-4DATA_DDD0FFFBH汇编后的内存分配情况如右图所示。Q05H10H00H01HFCHFFHFBHFFH00H00H0AHDATA_BDATA_WDATA_D10510H100H-40FFFBH数据定义伪指令-例1操作数可以是字符串，使用DB，DW例STR_DBDB‘HELLO’STR_DWDW‘AB’，‘CD’汇编后的情况如图：注意下面两个定义的不同之处：STR_DBDB‘AB’;41H在低字节，42H在高字节STR_DWDW‘AB’;42H在低字节，41H在高字节STR_DB‘H’‘E’‘L’‘L’‘O’48H45H4CH4CH4FH数据定义伪指令-例2STR_DB‘A’41H42H42H41HSTR_DW‘B’‘B’‘A’?用来分配存储空间,但不置初值例1：RSVDB?复制操作符DUP:重复的数据可以使用复制操作符DUP,如上面RSV亦可写成:例2：STRDB10DUP(‘A’)DATADB10DUP(30H，9DUP(20H))若操作数中若使用$,则表示的是地址计数器的当前值。例3BUFDW0A32H，$，$+3数据元素的初值：ADDR+1,（ADDR+2）+34.2.4伪指令—数据定义伪指令：?、DUP、$例：TABLEDB10DUP(?)BUFFERDWTABLE,$+3设TABLE的偏移地址为0080H,则汇编后如下图所示：BUFFER0080H80HTABLE008AH008BH008CH008DH...8FH00H00H0089H10Bytes数据定义伪指令-例34.2.4伪指令—符号定义伪指令：EQU将一个表达式用一个符号表示，以后凡出现该表达式的地方都可用这个符号表示类似于C语言中的#define汇编时，符号被符号代表的内容替换例：COUNTEQUCXTENEQU10MOVCOUNT，TEN汇编后：MOVCX，104.2.4伪指令—段定义伪指令汇编语言程序是按段来组织程序和数据的，段的划分与存储器的物理段相对应。汇编语言程序中的段称为逻辑段，汇编连接后被映射到相应的物理段中。逻辑段共分为：代码段、堆栈段、数据段和附加段段定义伪指令：SEGMENT、ENDS、ASSUME、ORG定义一个段的基本格式：段名SEGMENT[定位类型][组合方式][类别]汇编语言语句段名ENDSSEGMENT和ENDS成对出现，二者前面的段名应一致伪指令SEGMENT说明了一个段的开