第四章 匯編語言程序設(shè)計,2019/9/6,微機原理,2,本章要點,匯編語言的基本語法規(guī)則,匯編語言常用的偽指令和DOS功能調(diào)用,順序、分支、循環(huán)和子程序設(shè)計基本方法,2019/9/6,微機原理,3,一、匯編語言與機器語言 1、機器語言：是計算機能夠識別直接執(zhí)行的語言，這種形式也叫 目標(biāo)代碼（機器碼），全由01組成。（高級語言編的源程序在執(zhí)行 時也必須全翻譯成機器語言） 2、匯編語言：用機器語言指令的助記符來編寫程序的語言稱匯編語言 （閱讀理解方便，為程序員提供了完全控制目標(biāo)代碼的手段）。 3、源程序：用各種語言編寫的程序本身。 4、匯編程序與編譯程序： 匯編語言源程序-匯編-目標(biāo)代碼 高級語言源程序-編譯-目標(biāo)代碼 5、匯編語言包含：指令 讓微處理器執(zhí)行操作的指令 偽指令 告訴匯編程序如何匯編的指令,匯編語言的基本概念,2019/9/6,微機原理,4,4.1 匯編語言的基本語法,匯編語言程序,數(shù)據(jù)段,代碼段,堆棧段,存放常數(shù)、變量以及作為 算術(shù)運算區(qū)和用來作為I/O 接口傳送數(shù)據(jù)的工作區(qū),堆棧段用來在內(nèi)存中建立 一個堆棧區(qū)，以便在中斷 和過程調(diào)用時使用，堆棧 還起承上啟下的作用，用 于模塊間參數(shù)的傳送。,2019/9/6,微機原理,5,4.1.1 語句格式,語句格式： 名稱 空格或冒號 操作助記符 空格 操作數(shù) ；注釋,標(biāo)志符的要求： （1）標(biāo)識符是一個字符串，第一個字符必須是字母、“？”、“”、 或下劃線“_”這四種字符中的一個。 （2）從第二個開始，可以是字母、數(shù)字、“？”、“”、“_”； （3）一個標(biāo)識符的長度可以由131個字符組成。,2019/9/6,微機原理,6,4.1.2 語句類型與結(jié)構(gòu),1.指令性語句的結(jié)構(gòu) 標(biāo)號：前綴 指令助記符 操作數(shù)；注釋 （1）方括號表示的成分可以選用或缺省。 （2）標(biāo)號是后面緊跟“：”的一個標(biāo)識符，標(biāo)號代表該行指令在存 儲器中的首地址，標(biāo)號可作為轉(zhuǎn)移指令和調(diào)用指令的一個操作數(shù)。 （3）前綴如重復(fù)前綴、總線封鎖前綴等。 （4）操作數(shù)可以是一個、兩個或沒有，由指令類型決定，若有兩 個操作數(shù)，前面為目的操作數(shù)，后面為源操作數(shù)，中間用逗號隔開。 （5）注釋是以“；”開始的字符串，不影響程序的匯編與執(zhí)行，僅 用于增加源程序的可讀性。,2019/9/6,微機原理,7,2. 指示性語句的結(jié)構(gòu) 名字 偽指令助記符 操作數(shù)；注釋 說明： （1）名字可以是符號常量名、變量名、過程名、 段名等，名字后面不能有“：”。 （2）偽指令命令助記符共有40多個，按功能不同分成 八類，本章介紹的常用五類共20多個。 （3）操作數(shù)可少到一個沒有，多到兩個以上，操作數(shù) 之間須用逗號分隔。,2019/9/6,微機原理,8,3. 宏指令語句的結(jié)構(gòu) 宏名 宏操作助記符 操作數(shù)；注釋 說明： （1）宏名即宏指令名，是一標(biāo)識符，宏名后面不能有“：” （2）宏操作助記符共有8個，分別是MACRO、ENDM、 EXITM、LOCAL、REPT、IRPC、IRP、PURGE。 （3） 其余同指示性語句。,2019/9/6,微機原理,9,4.1.3 匯編語言的表達式,1、常數(shù)： 數(shù)值常數(shù)-可為各種數(shù)制，必須以數(shù)字打頭，除十進制外， 必須用后綴注明，如BOH等。 字符串常數(shù)-由單引號括起的字符串，用來表示相應(yīng)的ASCII碼， 如179是31H37H39H。 2、表達式： 由操作數(shù)和操作符（運算符）構(gòu)成，表達式的值必 須在匯編或連接時就確定。,2019/9/6,微機原理,10,4.1.4 匯編語言的運算符,算術(shù)運算符,邏輯運算符,關(guān)系運算符,分析運算符,分離運算符,組合運算符,2019/9/6,微機原理,11,1.算術(shù)運算符,2.邏輯運算符,3.關(guān)系運算符,+-*/（整除） MOD（求二整數(shù)相除的 余數(shù)）,ANDORNOT XOR按位進行,EQ（相等）NE（不等） LT（小于）GT（大于） LE（小于等于）GE（大于 等于），關(guān)系成立返回全1， 關(guān)系不成立返回全0（16位）,2019/9/6,微機原理,12,3.分析 運算符,（1）SEG運算符 取段地址運算符，該運算返回變量或標(biāo)號 所在段的段地址（字常量）。,（2）OFFSET運算符 取段內(nèi)偏移地址符，該運算返回變量或標(biāo)號 所在段的段內(nèi)偏移地址。,（3）TYPE運算符 取類型屬性運算符，該運算返回變量或標(biāo)號 的類型值。若運算對象是標(biāo)號，則返回標(biāo)號 的距離屬性值，若運算對象是變量，則返回 變量類型所占字節(jié)數(shù)。,（4）LENGTH運算符 取數(shù)組變量元素個數(shù)運算符，如果變量是 用重復(fù)數(shù)據(jù)操作符DUP說明的，則返回DUP 前面的數(shù)值（即重復(fù)次數(shù)）；如果沒有DUP 說明，則返回值總是“1”。,2019/9/6,微機原理,13,5.分離 運算符,（1）LOW運算符 取地址表達式或16位絕對值低8位。,（2）HIGH運算符 取地址表達式或16位絕對值高8位。,（3）SHORT運算符 當(dāng)轉(zhuǎn)移指令的目標(biāo)地址與該指令之 間的距離在-128+127字節(jié)范圍內(nèi) ，可用SHORT運算符進行說明，以 保證匯編程序能為該指令生成最短的 機器碼，從而提高運行效率。,2019/9/6,微機原理,14,6.組合 運算符,（1）“：”運算符 用來臨時給變量、標(biāo)號或地址表達式指定一個 段屬性。,（2） PTR運算符 賦予“表達式”指定的“類型”，新的類型只在所處 的指令內(nèi)有效。格式為：類型 PTR 表達式,（3） THIS運算符 該運算符和“=”（或EQU）偽指令連用，把它后 面指定的類型屬性或距離屬性賦給當(dāng)前的變量或 標(biāo)號。常用的格式為： 變量或標(biāo)號=THIS 屬性,（4）圓括號“（ ）”運算符 用來改變被括運算符的優(yōu)先級別。,2019/9/6,微機原理,15,4.2 偽指令,4.2.1 符號定義偽指令,1.EQU偽指令 格式：名字 EQU 表達式 功能：是將數(shù)值或字符序列與一個指定的名字等價。有以下4種用法。 （1）為常量定義一個符號，以便在程序中使用符號來表示常量。 （2）為變量或標(biāo)號定義新的類型屬性并起一個新的名字。 （3）為由地址表達式指出的任意存儲單元定義一個名字。 （4）為匯編語言中的任何符號定義一個新的名字。,2019/9/6,微機原理,16,2.“=”偽指令 “=”偽指令同EQU，但 a，對同一個名稱可定義多次 b，表達式的值不得超過16位2進制數(shù)。,3. LABEL偽指令 格式：變量或標(biāo)號名 LABEL 類型 功能：為當(dāng)前存儲單元定義一個指定類型的變量名或標(biāo)號。,2019/9/6,微機原理,17,4.2.2 變量定義偽指令,常用的變量定義偽指令有DB、DW、DD、DQ、DT 格式： 變量名 DBDWDDDQDT 表達式,2. ASCII字符串,3. 地址表達式,4. ？表達式,5.nDUP 表達式,表達式,1. 數(shù)值表達式,2019/9/6,微機原理,18,4.2.3 段定義偽指令,段名 SEGMENT 定位類型組合類型類別 ；語句 段名 ENDS 段名：是所定義段的名稱。二個段名必須一致，具有段地址、 偏移地址，以及后面用 括起來的三個可選屬性。,2019/9/6,微機原理,19,定位類型： 表示對該段起始邊界（段基址、段起始地址）的要求。 BYTE 字節(jié)邊界，段起始地址可位于任何地方； WORD 字邊界，段起始地址能被2整除； PARA 節(jié)邊界，段起始地址能被16整除，是缺省的定位類型； PAGE 頁邊界，段起始地址能被256整除； 因為段地址只能被16整除，前二種情況段內(nèi)偏移地址不一 定從0起。,2019/9/6,微機原理,20,組合類型：表示該段與其他段的組合關(guān)系。 NONE： 缺省組合類型，表明本段與其他段邏輯上無關(guān)。 PUBLIC：表明本段與其他模塊中用PUBLIC說明的同名同類別段 可以相繼連成一個段，使用同一個段地址。 STACK： 同 PUBLIC，但此組合類型，將來程序執(zhí)行時SS與SP 自動被賦予堆棧的棧底。 COMMON：表明連接時該段與其他模塊中屬于該類別的同名同類 別段可以相互重疊地放在一起，其長度為同名段中最 長者的長度。,2019/9/6,微機原理,21,類別：是用單引號括起來的字符串。連接時，連接程序?qū)⒉?同模塊中相同類別的各段在物理上相應(yīng)地連接在一起。當(dāng)程 序只有一個模塊時，除堆棧用STACK說明外，其他段的組合 類別與類別均可省略。,MEMORY：連接時被放在所裝載程序的最高地址區(qū)，當(dāng)有多個 MEMORY類別段時，只將連接程序遇到的第一個 MEMORY段為MEMORY段，其他的均作COMMON。 AT 表達式：表明該段的段地址由AT后的表達式給定，段內(nèi)不應(yīng) 有任何指令語句或含初值的變量定義語句。,2019/9/6,微機原理,22,4.2.4 過程定義偽指令,子程序通常以過程的形式編寫。格式如下： 過程名 PROC 類型 RET 過程名 ENDP,2019/9/6,微機原理,23,（1）過程名是為該過程取的名字，具有與語句標(biāo)號相同的屬性， 即具有段地址、偏移地址和類型三類屬性。 （2）地址屬性是指過程中第一個語句的地址。 （3）類型屬性由格式中的類型指明，可以有NEAR和FAR兩種。 若類型缺省或為NEAR時，表示該過程只能為所在段的程序調(diào)用； 若為FAR時，則可被跨段調(diào)用。 （4） RET為過程返回指令，不能省，否則過程將無法返回。 返回指令屬于段內(nèi)返回還是段間返回與過程類型有關(guān)。 （5）過程既允許嵌套定義，也允許嵌套調(diào)用。,2019/9/6,微機原理,24,4.2.5 模塊定義與通信偽指令,1. NAME和END 格式： NAME 模塊名 END 標(biāo)號,2. PUBLIC 格式： PUBLIC 符號表,2019/9/6,微機原理,25,3. EXTRN 格式：EXTRN 符號：類型，,4. INCLUDE 格式：INCLUDE 文件名,2019/9/6,微機原理,26,4.3 宏指令,宏指令是一組匯編語言語句序列的縮寫，是程序員事先 自定義的“指令”，此后在宏指令出現(xiàn)的地方，匯編程序 自動把它們替換成相應(yīng)的語句序列。,宏指令的概念,2019/9/6,微機原理,27,宏指令的使用,（1）宏定義 格式：宏指令名 MACRO 形參，形參 ENDM,（2）宏調(diào)用 格式：宏指令名 實參，實參,（3）宏擴展 當(dāng)匯編程序掃描到源程序中的宏調(diào)用時，就把對應(yīng)宏定義的宏 體指令序列插入到宏調(diào)用所在處，用實參替代形參，并在插入 的每條指令前面加上一個“+”號，這一過程就稱為宏擴展。,2019/9/6,微機原理,28,用于宏定義的其他偽指令,（3）特殊的宏操作符 % 取表達式操作符 標(biāo)識字符串或符號中形參操作符 ！ 標(biāo)識普通字符操作符,（1）LOCAL,（2）PURGE,2019/9/6,微機原理,29,重復(fù)塊宏指令,格式： REPT 整數(shù)表達式 ；重復(fù)體 ENDM 功能：重復(fù)執(zhí)行重復(fù)體，重復(fù)次數(shù)必須有確定 值且由整數(shù)表達式給出。,2019/9/6,微機原理,30,4.4 DOS功能調(diào)用和BIOS中斷簡介,1. 基本的輸入與輸出,（1）AH=01H，輸入一個字符 程序：MOV AH，01H INT 21H 上述指令執(zhí)行后，系統(tǒng)等待從鍵盤輸入一個字符，一旦輸入， 則將該字符顯示在屏幕上，并且將該字符放入AL寄存器。 若輸入的是 Ctrl-Break，程序自動返回到DOS控制下。,2019/9/6,微機原理,31,（2）AH=02H，輸出一個字符 功能：將DL中的字符輸出到屏幕。 程序：MOV DL，A MOV AH，02H INT 21H 調(diào)用結(jié)果，在屏幕上顯示字符A。,（3）AH=05H，輸出一個字符到打印機 功能：將DL寄存器的字符輸出到打印機。 （4）AH=09H，輸出字符串 功能：把DS：DX所指單元內(nèi)容作為字符串首字符，將該字符 串逐個顯示在屏幕上，直到遇到串尾標(biāo)志為止。 （5）AH=0AH，輸入字符串,2019/9/6,微機原理,32,文件管理中的最基本的幾個功能調(diào)用如下： （1）AH=3CH，創(chuàng)建一個文件 入口參數(shù)：DS：DX文件名字符串的起始地址 CX文件屬性（0讀寫，1只讀）。 出口參數(shù)：若建立文件成功，則CF=0，AX=文件句柄； 否則CF=1，AX=錯誤碼（3、4或5）， 其中：3表示找不到路徑名稱， 4表示文件句柄已用完， 5表示存取不允許。,2. 文件管理,2019/9/6,微機原理,33,（2）AH=3DH，打開一個文件 （3）AH=3EH，關(guān)閉一個文件 （4）AH=3FH，讀取一個文件 （5）AH=40H，寫文件,2019/9/6,微機原理,34,3.ROM BIOS 中斷調(diào)用,BIOS中斷調(diào)用的方法是：首先按照要求將入口參數(shù) 置入相應(yīng)寄存器，然后寫明軟件中斷指令I(lǐng)NT n。 例如，鍵盤I/O的中斷調(diào)用類型碼是16H，以下指令 實現(xiàn)將從鍵盤輸入字符的ASCII碼 致送入AL寄存器中： MOV AH，0 INT 16H,2019/9/6,微機原理,35,4.5 匯編語言程序設(shè)計方法,4.5.1 設(shè)計步驟,建立數(shù)學(xué)模型,確立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法,繪制流程圖及編制程序,調(diào)制,2019/9/6,微機原理,36,4.5.2 順序程序設(shè)計,例1：內(nèi)存中自TABLESQ開始的16個存儲單元連續(xù)存放著 自然數(shù)0到15的平方值，任一數(shù) x（0x15）存放在其后 的 XX 單元，查表求出 x 這個數(shù)的平方值，并放到 YY 單元中。 DATA SEGMENT TABLESQ DB 0，1，4，9，16，25，36，49 DB 64，81，100，121，144，169，196，225 XX DB ？ YY DB ？ DATA ENDS STACK SEGMENT PARA STACK STACK DB 50 DUP（？） STACK ENDS,2019/9/6,微機原理,37,CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE，DS：DATA，SS：STACK BEGIN：MOV AX，DATA MOV DS，AX MOV BX，OFFSET TABLESQ MOV AH，0 MOV AL，XX ADD BX，AX MOV AL，BX MOV YY，AL MOV AH，4CH INT 21H CODE ENDS END BEGIN,2019/9/6,微機原理,38,4.5. 3 分支程序設(shè)計,分支結(jié)構(gòu)的程序需要由控制轉(zhuǎn)移類指令來實現(xiàn)。 轉(zhuǎn)移指令：能夠改變程序指令指針I(yè)P的內(nèi)容（增加、減少）， 也可能同時改變CS和IP的內(nèi)容，從而改變程序的走向。,無條 件轉(zhuǎn) 移指 令,條件 轉(zhuǎn)移 指令,2019/9/6,微機原理,39,(1) 直接轉(zhuǎn)移：指令中直接給出轉(zhuǎn)移的目標(biāo)指令的標(biāo)號 a、段內(nèi)短轉(zhuǎn)移： 給出對于當(dāng)前指令I(lǐng)P值的帶符號的8位位移量，執(zhí)行時 IP+D8 送 IP， D8=目的偏移地址當(dāng)前IP， 范圍： 128 127 例：JMP SHORT OPR ；OPR是目標(biāo)指令的語句標(biāo) ；號或者標(biāo)號的表達式。 SHORT是偽指令中的屬性運算符，指出轉(zhuǎn)移目標(biāo)在 128 127 范圍內(nèi)。,1.無條件轉(zhuǎn)移指令,2019/9/6,微機原理,40,b、段內(nèi)近轉(zhuǎn)移： 給出對于當(dāng)前IP值的帶符號的16位位移量，執(zhí)行時 IP+D16 送 IP，D16=目的偏移地址當(dāng)前IP，范圍： 32768 32767 例： JMP NEAR PTR OPR JMP OPR ；NEAR可以省略,b、段內(nèi)近轉(zhuǎn)移： 給出對于當(dāng)前IP值的帶符號的16位位移量，執(zhí)行時 IP+D16 送 IP，D16=目的偏移地址當(dāng)前IP，范圍： 32768 32767 例： JMP NEAR PTR OPR JMP OPR ；NEAR可以省略,2019/9/6,微機原理,41,(2) 間接轉(zhuǎn)移：指令中給出的是存放轉(zhuǎn)移目標(biāo)指令的地址。 a、段內(nèi)間接轉(zhuǎn)移：轉(zhuǎn)移目標(biāo)的地址在存儲器或寄存器中； b、段間間接轉(zhuǎn)移：轉(zhuǎn)移目標(biāo)的地址只能在存儲器中。 例：JMP OPR1；OPR1取決于尋址方式： 段內(nèi)：尋址方式給出的一個字送IP 段間：尋址方式給出的二個字送CS：IP,2019/9/6,微機原理,42,2.條件轉(zhuǎn)移指令,滿足一定條件，則發(fā)生轉(zhuǎn)移 常用標(biāo)志寄存器中的狀態(tài)標(biāo)志作為判斷條件 a、對于帶符號數(shù)，常用大于、小于、等于 greater、less、equal 對于無符號數(shù)，常用高于、低于、等于 above、below、equal b、都是位移量為8位的相對尋址方式 轉(zhuǎn)移范圍 128 127,2019/9/6,微機原理,43,2019/9/6,微機原理,44,4.5. 4 循環(huán)程序設(shè)計,1.循環(huán)程序的構(gòu)成,任何循環(huán)程序都可分為循環(huán)初始部分、循環(huán)體和循環(huán)結(jié)束 部分。循環(huán)初始部分為進入循環(huán)做必要的準(zhǔn)備工作。循環(huán) 體是程序中重復(fù)執(zhí)行的程序段，由兩部分組成。 （1）循環(huán)工作部分：用于執(zhí)行程序的實際任務(wù)。 （2）循環(huán)參數(shù)修改及循環(huán)控制部分：為進入下一次循環(huán)， 修改地址指針、計數(shù)器內(nèi)容等項參數(shù)；檢測循環(huán)是否已執(zhí) 行了規(guī)定的次數(shù)，從而確定繼續(xù)循環(huán)還是結(jié)束循環(huán)。 （3）循環(huán)結(jié)束部分：進行循環(huán)之后的處理。,2019/9/6,微機原理,45,2.循環(huán)程序的類型,循環(huán)體的結(jié)構(gòu)依照問題的不同，一般可以分為 兩種類型：先判斷后處理；先處理后判斷。,3.控制循環(huán)次數(shù)的方法,（1）用計數(shù)控制循環(huán)。對于循環(huán)次數(shù)已知的程序， 或是在進入循環(huán)前可由某變量確定循環(huán)次數(shù)的程序， 通常用計數(shù)器來控制循環(huán)。,2019/9/6,微機原理,46,（2）用條件控制循環(huán)。適用于某些循環(huán)次數(shù)未知的 程序，或循環(huán)次數(shù)可變的程序，可以由問題給出的 條件控制循環(huán)結(jié)束。,（3）多重循環(huán)程序設(shè)計。在實際工作中，一個循 環(huán)結(jié)構(gòu)常常難以解決實際應(yīng)用問題，所以人們引入 了多重循環(huán)。這些循環(huán)是一層套一層的，因此又稱 為循環(huán)的嵌套。內(nèi)層循環(huán)必須完全包含于外層循環(huán) 內(nèi)，不允許循環(huán)結(jié)構(gòu)交叉。轉(zhuǎn)移指令只能從循環(huán)結(jié) 構(gòu)內(nèi)轉(zhuǎn)出或可在同層循環(huán)內(nèi)轉(zhuǎn)移，而不能從一個循 環(huán)結(jié)構(gòu)外轉(zhuǎn)入該循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)。,2019/9/6,微機原理,47,4.5.5 子程序設(shè)計,1、子程序（過程）： 可以被其他程序調(diào)用的能完成確定功能的獨立程序段 子程序說明文件：子程序應(yīng)當(dāng)有自己的說明文件，要說明： a，功能描述； b，用到的寄存器和存儲單元； c，入口和出口參數(shù)； d，用到的其他子程序。 2、子程序二種形式： a，簡單地用標(biāo)號開頭，RET結(jié)尾的程序段； b，用過程偽指令定義一段程序為一個過程。,2019/9/6,微機原理,48,3、過程定義偽指令 格式： 過程名 PROC 類型 ；過程體 RET 過程名 ENDP 類型： FAR 可供段間調(diào)用 NEAR 只可段內(nèi)調(diào)用，是缺省的類型。,2019/9/6,微機原理,49,4、子程序的使用：調(diào)用和返回指令 (1) 調(diào)用指令： 段內(nèi)調(diào)用： CALL OPR ；SP-2 SP， IP （SP+1，SP） ； OPR的偏移地址 IP ；OPR是過程名或語句標(biāo)號 ；段內(nèi)直接調(diào)用 CALL OPR1 ；SP-2 SP， IP （SP+1，SP） ；轉(zhuǎn)移目的的偏移量 IP ；OPR1是由尋址方式給出的轉(zhuǎn)移目的的有效地址 ；段內(nèi)間接調(diào)用,2019/9/6,微機原理,50,(2) 返回指令： 段內(nèi)返回： RET ；（SP+1，SP）IP ； SP+2 SP 段間返回： RETF ； (SP+1，SP）IP ; SP+2 SP ; (SP+1，SP） CS ; SP+2