引言:
本章对前面的所有nei'内容是具有总结性的。我们知道,计算机时进行数据处理、运算的机器,那么有两个基本的问题就包含在其中:
(1)处理的数据在什么地方?
(2)要处理的数据有多长?
这两个问题,在机器指令中必须给以明确或隐含的说明,否则计算机就无法工作。
本章的学习将针对8086CPU对这两个基本问题进行讨论。虽然讨论是在8086CPU的基础上进行的,但是这两个基本问题确实普遍的,对任何一个处理器都存在的。
在以后的学习中,我们将使用两个描述性符号reg(寄存器的缩写)来表示一个寄存器,用sreg(段寄存器的缩写)表示一个段寄存器。
reg的集合包括:ax、bx、cx、dx、ah、al、bh、bl、ch、cl、dh、dl、sp、bp、si、di;
sreg的集合包括:ds、ss、cs、es。
8.1 bx、si、di、bp
前面三个寄存器已经有过接触,总结一下:
(1)在8086CPU中,只有这4个寄存器(bx、bp、si、di)可以用在“[……]”中来进行内存单元的寻址。
正确的指令: 错误的指令:
mov ax,[bx] mov ax,[cx]
mov ax,[bx+si] mov ax,[ax]
mov ax,[bx+di] mov ax,[dx]
mov ax,[bp] mov ax,[ds]
mov ax,[bp+si] mov ax,[bx+ax]
mov ax,[bp+di]
(2)在“[……]”中,这四个寄存器(bx、bp、si、di)可以单个出现,或只能以四种组合出现:
bx和si、bx和di、bp和si、bp和di。
错误的用法:
mov ax,[bx+bp]
mov ax,[si+di]
正确的用法:
mov ax,[bx] mov ax,[bp+si]
mov ax,[si] mov ax,[bp+di]
mov ax,[di] mov ax,[bx+si+idata]
mov ax,[bp] mov ax,[bx+di+idata]
mov ax,[bx+si] mov ax,[bp+si+idata]
mov ax,[bx+di] mov ax,[bp+di+idata]
(3)只要在[……]中使用寄存器bp,而指令中没有显性的给出段地址,段地址就默认在ss中。比如:
mov ax,[bp] 含义:(ax)=((ss)*16+(bp))
mov ax,[bp+idata] 含义:(ax)=((ss)*16+(bp)+idata)
mov ax,[bp+si] 含义:(ax)=((ss)*16+(bp)+(si))
mov ax,[bp+si+idata] 含义:(ax)=((ss)*16+(bp)+(si)+idata)
8.2机器指令处理的数据所在位置
绝大部分机器指令都是进行数据处理的指令,处理大致可分为三类:
读取、写入、运算
在机器指令这一层来讲,并不关心数据的值是多少,而关心指令执行前一刻,他将要处理的数据所在的位置。
指令在执行前,所要处理的数据可以在三个地方:
CPU内部、内存、端口
举例:
汇编语言中用三个概念来表达数据的位置。
1、立即数(idata)
2、寄存器
3、段地址(SA)和偏移地址(EA)
1、立即数
对于直接包含在机器指令中的数据(执行前在CPU的指令缓冲器中),在汇编语言中称为立即数(idata),在汇编指令中直接给出,例如:
mov ax,1
对应机器码:B80100
2、寄存器
指令要处理的数据在寄存器中,在汇编指令中给出相应的寄存器名。例如:
mov ax,bx
对应机器码:89D8
执行结果:(ax)=(bx)
3、段地址(SA)和偏移地址(EA)
指令要处理的数据在内存中,在汇编指令中可用[X]的格式给出EA,SA在某个段寄存器中。
存放段地址的寄存器可以是默认的。
示例:
mov ax,[bx]
mov ax,[bx+8]
mov ax,[bx+si]
mov ax,[bx+si+8]
段地址默认在ds中
mov ax,[bp]
mov ax,[bp+8]
mov ax,[bp+si]
mov ax,[bp+si+8]
段地址默认在ss中
存放段地址的寄存器也可以显性的给出。
示例:
mov ax,ds:[bp] 含义:(ax)=((ds)*16+(bp))
mov ax,es:[bx] 含义:(ax)=((es)*16+(bx))
mov ax,ss:[bx+si] 含义:(ax)=((ss)*16+(bx)+(si))
mov ax,cs:[bx+si+8] 含义:(ax)=((cs)*16+(bx)+(si)+8)
8.4寻址方式
当数据存放在内存中的时候,可以用多种方式来给定这个内存单元的偏移地址,这种定位内存单元的方法一般被称为寻址方式。
8086CPU有多种寻址方式,在之前的学习中已经用到了,这里总结下:
8.5指令要处理的数据有多长?
8086CPU的指令,可以处理两种尺寸的数据,byte和word。所以在机器指令中要指明,指令进行的是字操作还是字节操作。
对于这个问题,汇编语言中用以下方法处理。
(1)通过寄存器名指明要处理的数据的尺寸。
下面的指令中,寄存器指寄存器指明了指令进行的是字操作:
mov ax,1
mov bx,ds:[0]
mov ds,ax
mov ds:[0],ax
inc ax
add ax,1000
下面的指令中,寄存器指明了指令进行的是字节操作:
mov al,1
mov al,bl
mov al,ds:[0]
mov ds:[0],al
inc al
add al,100
(2)在没有寄存器名的情况下,用操作符X ptr指明内存单元的长度,X在汇编指令中可以为word或byte。
下面的指令中,用word ptr指明了指令访问的内存单元是一个字单元:
mov word ptr ds:[0],1
inc word ptr [bx]
inc word ptr ds:[0]
add word ptr [bx],2
下面的指令中,用byte ptr指明了指令访问的内存单元是一个字节单元:
mov byte ptr ds:[0],1
inc byte ptr [bx]
inc byte ptr ds:[0]
add byte ptr [bx],2
在没有寄存器参与的内存单元访问指令中,用word ptr或byte ptr显性地指明所要访问的内存单元的长度是很有必要的。
否则,CPU无法得知所要访问的单元是字单元,还是字节单元。
假设我们用Debug查看内存的结果如下:
2000:1000 FF FF FF FF FF FF……
那么指令:
mov ax,2000H
mov ds,ax
mov byte ptr [1000H],1
将使内存中的内容变为:
2000:1000 01 FF FF FF FF FF……
而指令:
mov ax,2000H
mov ds,ax
mov word ptr [1000H],1
将使内存中的内容变为:
2000:1000 01 00 FF FF FF FF……
(3)其他方法
有些指令默认了访问的是字单元还是字节单元
比如:push [1000H]就不用指明访问的是字单元还是字节单元,因为push指令只进行字操作。
8.6寻址方式的综合应用
我们先通过一个实例来进一步讨论各种寻址方式的作用。
关于DEC公司的一条记录(1982年):
公司名称:DEC
总裁姓名:Ken Olsen
排 名:137
收 入:40
著名产品:PDP
1988年DEC公司的信息有了变化:
1、Ken Olse在富翁榜上的排名已升至38位;
2、DEC的收入增加了70亿美元;
3、该公司的著名产品已变为VAX系列计算机。
任务:编程修改内存中的过时数据。
首先,我们应该分析一下要修改的数据:
(1)(DEC公司记录)的(排名字段)
(2)(DEC公司记录)的(收入字段)
(3)(DEC公司记录)的(产品字段)的(第一个字符)、(第二个字符)、(第三个字符)
从要修改的内容,我们就可以逐步地确定修改的方法:
(1)我们要访问的数据是DEC公司的记录,所以,首先要确定DEC公司记录的位置:R=seg:60
确定了公司记录的位置后,我们下面就进一步确定要访问的内容在记录中的位置。
(2)确定排名字段在记录中的位置:0CH。
(3)修改R+0CH处的数据。
(4)确定收入字段在记录中的位置:0EH。
(5)修改R+0EH处的数据。
(6)确定产品字段在记录中的位置:10H。要修改的产品字段是一个字符串(或一个数组),需要访问的zi'f字符串中的每一个字符。所以我们要进一步确定每一个字符在字符串中的位置。
(7)确定第一个字符在产品字段中的位置:P=0。
(8)修改R+10H+P处的数:P=P+1。
(9)修改R+10H+P处的数据:P=P+1。
(10)修改R+10H+P处的数据。
根据上面的分析,程序如下:
如果用C语言来描述,大概是这样的;
在按照C语言的风格,用汇编语言写一下这个程序,和C语言进行对比:
我们可以看到,8086CPU提供的如[bx+si+idata]的寻址方式为结构化数据的处理提供了方便。
使得我们可以在编程的时候,从结构化的角度去看待所要处理的数据。
从上面我们可以看到,一个结构化的数据包含了多个数据项,而数据项的类型又不相同,有的是字型数据,有的是字节型数据,有的是数组(字符串)。
一般来说,我们可以用[bx+idata+si]的方式来访问结构体中的数据。
用bx定位整个结构体,用idata定位结构体中的某一个数据项,用si定位数组项中的每个元素。(很通用的用法)
为此汇编语言提供了更为贴切的书写方式。
如:[bx].idata、[bx].idata[si]。
在C语言程序中我们看到,如:
dec.cp[i],dec是一个变量名,指明了结构体变量的地址,cp是一个名称,指明了数据项cp的地址,而i用来定位cp中的每一个字符。
汇编语言中的做法是:bx.10h[si]
8.7div指令
div是除法指令,使用div作除法的时候要注意:
除数:8位或16位,在寄存器或内存单元中
被除数:(默认)放在AX或DX和AX中
除数 被除数
8位 16位(AX)
16位 32位(DX+AX)
结果:
运算 8位 16位(除数)
商 AL AX
余数 AH DX
div指令格式:
div 寄存器
div 内存单元
示例:
div byte ptr ds:[0]
含义为:(al)=(ax)/((ds)*16+0)的商;
(ah)=(ax)/((ds)*16+0)的余数
div word ptr es:[0]
含义为:
(ax)=[(ds)*10000H+(ax)]/((ds)*16+0)的商;
(dx)=[(dx)*10000H+(ax)]/((ds)*16+0)的余数
div byte ptr [bx+si+8]
含义:
(al)=(ax)/((ds)*16+(bx)+(si)+8)的商;
(ah)=(ax)/((ds)*16+(bx)+(si)+8)的余数
div word ptr [bx+si+8]
含义:
(ax)=[(dx)*10000H+(ax)]/((ds)*16+(bx)+(si)+8)的商;
(dx)=[(dx)*10000H+(ax)]/((ds)*16+(bx)+(si)+8)的余数
练习:
编程:利用除法指令计算100001/100。
我们首先分析一下,被除数100001大于65535,不能用ax寄存器存放,所以我们要用dx和ax两个寄存器联合存放100001,也就是说要进行16位的除法。
除数小于255,可以在一个8位寄存器中存放,但是,因为被除数是32位的,除数应为16位,所以要用一个16位寄存器来存放除数100。
因为要分别为dx和ax赋100001的高16位值和低16位值,所以应先将100001表示为十六进制形式:186A1H。
代码如下:
assume cs:code
code segment
start :mov ax,86a1h
mov dx,0001h
mov bx,100
div bx
mov ax,4c00h
int 21h
code ends
end start
执行之后,(ax)=03E8H(即1000),(dx)=1(余数为1)。
练习2:
编程:利用除法指令计算1001/100。
我们首先分析一下被除数1001可用ax寄存器存放,除数100可用8位寄存器存放,也就是说,要进行8位的除法。程序如下:
assume cs:code
code segment
start:mov ax,1001
mov bl,100
div bl
mov ax,4c00h
int 21h
code ends
end start
程序执行后,(al)=0AH(即10),(ah)=1(余数为1)。
8.8伪指令 dd
前面我们用db和dw定义字节型数据和字型数据。
dd是用来定义dword(double word双字)型数据的。
示例:
data segment
db 1
dw 1
dd 1
data ends
在data段中定义了三个数据:
第一个数据为01H,在data:0处,占1个字节:
第二个数据为0001H,在data:1处,占1个字;
第三个数据为00000001H,在data:3处,占2个字;
问题8.1
用div计算data段中第一个数据除以第二个数据后的结果,商存放在第三个数据的存储单元中。
data segment
dd 100001
dw 100
dw 0
data ends
data段中的第一个数据是被除数,为dword(双字)型,32位,所以在做除法之前,用dx和ax存储。应将data:0字单元中的低16位存储在ax中,data:2字单元中的高16位存储在dx中。
assume cs:code,ds:data
data segment
dd 100001
dw 100
dw 0
data ends
code segment
start :mov ax,data
mov ds,ax
mov ax,ds:[0]
mov dx,ds:[2]
div word ptr ds:[4]
mov ds:[6],ax
mov ax,4c00h
int 21h
code ends
end start
8.9dup
dup是一个操作符,在汇编语言中同db、dw、dd等一样,也是由编译器识别处理的符号。
dup是和db、dw、dd等数据定义伪指令配合使用的,用来进行数据的重复。
示例:
db 3 dup (0)
定义了三个字节,它们的值都是0,相当于db 0,0,0
db 3 dup (0,1,2)
定义了9个字节,它们是0、1、2、0、1、2、0、1、2,相当于db 0,1,2,0,1,2,0,1,2
db 3 dup('abc','ABC')
定义了18个字节,它们是'abcABCabcABCabcABC',相当于db 'abcABCabcABCabcABC'
可见,dup的使用格式如下:
db 重复的次数 dup (重复的字节型数据)
dw 重复的次数 dup (重复的字型数据)
dd 重复的次数 dup (重复的双字数据)
dup是一个十分有用的操作符
比如我们要定义一个容量为200个字节的栈段,如果不用dup,则必须用这样的格式:
stack segment
dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
stack ends
当然,我们可以用dd,使程序变得简短一些,但是如果要求定义一个容量为1000字节或10000字节的,即使用dd还是很繁琐。
用dup就可以轻松解决。如下:
stack segment
db 200 dup (0)
stack ends