1、匯編語(yǔ)言課件,王爽 著清華大學(xué)出版社,制作工具：Microsoft PowerPoint2003,本課件由匯編網(wǎng)（）制作提供,第9章 轉(zhuǎn)移指令的原理,9.1 操作符offset 9.2 jmp指令 9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令 9.4 轉(zhuǎn)移的目的地址在指令中的jmp指令 9.5 轉(zhuǎn)移地址在寄存器中的jmp指令 9.6 轉(zhuǎn)移地址在內(nèi)存中的jmp指令 9.7 jcxz指令 9.8 loop指令 9.9 根據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的意義 9.10 編譯器對(duì)轉(zhuǎn)移位移超界的檢測(cè),引言,8086CPU的轉(zhuǎn)移指令分為以下幾類： 無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令 （如：jmp） 條件轉(zhuǎn)移指令 循環(huán)指令（如：loop） 過(guò)程 中斷

2、,9.1 操作符offset,操作符offset在匯編語(yǔ)言中是由編譯器處理的符號(hào)，它的功能是取得標(biāo)號(hào)的偏移地址。 比如下面的程序： assume cs:codesg codeseg segment start:mov ax,offset start ; 相當(dāng)于 mov ax,0 s:mov ax,offset s ; 相當(dāng)于mov ax,3 codesg ends end start,9.1 操作符offset,問(wèn)題9.1 有如下程序段，添寫2條指令，使該程序在運(yùn)行中將s處的一條指令復(fù)制到s0處。 思考后看分析。,assume cs:codesg codesg segment s: mov a

3、x,bx ;（nop的機(jī)器碼占一個(gè)字節(jié)） mov si,offset s mov di,offset s0 _ _ s0: nop ;（nop的機(jī)器碼占一個(gè)字節(jié)） nop codesg ends ends,9.1 操作符offset,問(wèn)題9.1分析 （1）s和s0處的指令所在的內(nèi)存單元的地址是多少？ cs:offset s 和cs:offset s0。 （2）將s處的指令復(fù)制到s0處，就是將cs:offeet s 處的數(shù)據(jù)復(fù)制到cs:offset s0處；,9.1 操作符offset,問(wèn)題9.1分析（續(xù)） （3）段地址已知在cs中，偏移地址offset s和offset s0已經(jīng)送入si和di

4、中； （4）要復(fù)制的數(shù)據(jù)有多長(zhǎng)？ mov ax,bx指令的長(zhǎng)度為兩個(gè)字節(jié)，即1個(gè)字。 完整程序,9.1 操作符offset,assume cs:codesg codesg segment s: mov ax,bx ;（mov ax,bx 的機(jī)器碼占兩個(gè)字節(jié)） mov si,offset s mov di,offset s0 mov ax,cs:si mov cs:di,ax s0: nop ;（nop的機(jī)器碼占一個(gè)字節(jié)） nop codesg ends ends,問(wèn)題9.1完整程序：,9.2 jmp指令,jmp為無(wú)條件轉(zhuǎn)移，可以只修改IP，也可以同時(shí)修改CS和IP； jmp指令要給出兩種信息：

5、 轉(zhuǎn)移的目的地址 轉(zhuǎn)移的距離（段間轉(zhuǎn)移、段內(nèi)短轉(zhuǎn)移，段內(nèi)近轉(zhuǎn)移）,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,jmp short 標(biāo)號(hào)（轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)處執(zhí)行指令） 這種格式的 jmp 指令實(shí)現(xiàn)的是段內(nèi)短轉(zhuǎn)移，它對(duì)IP的修改范圍為 -128127，也就是說(shuō)，它向前轉(zhuǎn)移時(shí)可以最多越過(guò)128個(gè)字節(jié)，向后轉(zhuǎn)移可以最多越過(guò)127個(gè)字節(jié)。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,比如：程序9.1 assume cs:codesg codesg segment start:mov ax,0 jmp short s add ax,1 s:inc ax codesg ends end start,左面的程序執(zhí)行后， ax中的

6、值為 1 ，因?yàn)閳?zhí)行 jmp short s 后 ，越過(guò)了add ax,1 ，IP 指向了標(biāo)號(hào) s處的 inc ax。也就是說(shuō)，程序只進(jìn)行了一次ax加1操作。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,匯編指令jmp short s 對(duì)應(yīng)的機(jī)器指令應(yīng)該是什么樣的呢？ 我們先看一下別的匯編指令和其對(duì)應(yīng)的機(jī)器指令，（示例） 現(xiàn)在我們?cè)贒ebug中將程序9.1翻譯成為機(jī)器碼，看看結(jié)果,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,匯編指令與機(jī)器碼的對(duì)應(yīng)示例 可以看到，在一般的匯編指令中，匯編指令中的idata（立即數(shù)），不論它是表示一個(gè)數(shù)據(jù)還是內(nèi)存單元的偏移地址，都會(huì)在對(duì)應(yīng)的機(jī)器指令中出現(xiàn)，因?yàn)镃PU執(zhí)行的是機(jī)

7、器指令，它必須要處理這些數(shù)據(jù)或地址。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,對(duì)照匯編源程序，我們可以看到，Debug 將 jmp short s 中的 s 表示為inc ax 指令的偏移地址 8 ，并將jmp short s 表示為 jmp 0008 ，表示轉(zhuǎn)移到cs:0008處。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,這一切似乎合理，可是當(dāng)我們查看jmp short s或jmp 0008所對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼，去發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,jmp 0008 （ Debug 中的表示）或jmp short s （匯編語(yǔ)言中的表示）所對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼為EB 03，注意，這個(gè)機(jī)器碼中竟

8、不包含轉(zhuǎn)移的目的地址。 這意味著，CPU 在執(zhí)行EB 03的時(shí)候，并不知道轉(zhuǎn)移目的地址。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,那么，CPU根據(jù)什么進(jìn)行轉(zhuǎn)移呢？ 沒(méi)有了目的地址，CPU如何知道轉(zhuǎn)移到哪里呢？,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,令人奇怪的是，匯編指令jmp short s中，明明是帶有轉(zhuǎn)移的目的地址（由標(biāo)號(hào) s 表示）的，可翻譯成機(jī)器指令后，怎么目的地址就沒(méi)了呢？,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,沒(méi)有了目的地址，CPU如何知道轉(zhuǎn)移到哪里？ 我們把程序9.1改寫一下，變成這樣： 程序9.2,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,程序9.2 assume cs:codesg

9、 codesg segment start:mov ax,0 mov bx,0 jmp short s add ax,1 s:inc ax codesg ends end start 我們?cè)贒ebug中將程序9.2翻譯為機(jī)器碼，看看結(jié)果,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,比較一下程序1和2用Debug查看的結(jié)果,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,注意，兩個(gè)程序中的 jmp指令都要使IP 指向 inc ax 指令，但是程序 1 的 inc ax 指令的偏移地址為 0008 ，而程序 2 的 inc ax 指令的偏移地址為000BH。 我們?cè)賮?lái)看兩個(gè)程序中的jmp指令所對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼，都是E

10、B 03。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,這說(shuō)明CPU在指令jmp指令的時(shí)候并不需要轉(zhuǎn)移的目的地址。 兩個(gè)程序中的jmp指令的轉(zhuǎn)移目的地址并不一樣，一個(gè)是cs:0008，另一個(gè)是cs:000B。 如果機(jī)器指令中包含了轉(zhuǎn)移的目的地址的話，那么它們對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼應(yīng)該是不同的。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,可是它們對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼都是 EB 03，這說(shuō)明在機(jī)器指令中并不包含轉(zhuǎn)移 的目的地址。 如果機(jī)器指令中不包含目的地址的話，那么，也就是說(shuō) CPU不需要這個(gè)目的地址就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)IP的修改。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,這種信息是什么呢？ 我們一步步地分析。 我們先簡(jiǎn)單回憶一下C

11、PU執(zhí)行指令的過(guò)程（如果你需要更多地回憶，可以復(fù)習(xí)一下2.10節(jié)的內(nèi)容）。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,CPU執(zhí)行指令的過(guò)程： （1）從CS:IP指向內(nèi)存單元讀取指令，讀取的指令進(jìn)入指令緩沖區(qū)； （2）(IP) = (IP)+所讀取指令的長(zhǎng)度，從而指向下一條指令； （3）執(zhí)行指令。轉(zhuǎn)到1，重復(fù)這個(gè)過(guò)程。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,按照這個(gè)步驟，我們參照程序9.2的圖看一下： jmp short s指令的讀取和執(zhí)行過(guò)程,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,jmp short s指令的讀取和執(zhí)行過(guò)程： （1）(CS)=0BBDH，(IP)=0006，CS:IP指向EB 03

12、（jmp short s的機(jī)器碼）； （2）讀取指令碼EB 03進(jìn)入指令緩沖器； （3）(IP)=(IP)+所讀取指令的長(zhǎng)度=(IP)+2=0008，CS:IP指向add ax,1； （4）CPU指行指令緩沖器中的指令EB 03； （5）指令EB 03執(zhí)行后，(IP)=000BH，CS:IP指向inc ax。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,從上面的過(guò)程中我們看到，CPU 將指令EB 03 讀入后，IP 指向了下一條指令，即 CS:0008 處的add ax,1，接著執(zhí)行EB 03。 如果 EB 03 沒(méi)有對(duì) IP 進(jìn)行修改的話，那么，接下來(lái) CPU將執(zhí)行 add ax,1。,9.3 依

13、據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,可是，CPU 執(zhí)行的 EB 03確是一條修改IP的轉(zhuǎn)移指令，執(zhí)行后 (IP) = 000BH ，CS:IP指向inc ax，CS:0008處的add ax,1沒(méi)有被執(zhí)行。 CPU在執(zhí)行EB 03的時(shí)候是根據(jù)什么修改的 IP，使其指向目標(biāo)指令呢？就是根據(jù)指令碼中的03。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,注意，要轉(zhuǎn)移的目的地址是CS:000B，而CPU 執(zhí)行 EB 03時(shí)，當(dāng)前的(IP)=0008，如果將當(dāng)前的IP值加3，使(IP)=000BH，CS:IP就可以指向目標(biāo)指令。 在轉(zhuǎn)移指令EB 03中并沒(méi)有告訴CPU要轉(zhuǎn)移的目的地址，卻告訴了 CPU 要轉(zhuǎn)移的位移，

14、即將當(dāng)前的IP向后移動(dòng)3個(gè)字節(jié)。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,因?yàn)槌绦?、2中的jmp 指令轉(zhuǎn)移的位移相同，都是向后 3 個(gè)字節(jié)，所以它們的機(jī)器碼都是EB 03。 原來(lái)如此，在“jmp short 標(biāo)號(hào)”指令所對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼中，并不包含轉(zhuǎn)移的目的地址，而包含的是轉(zhuǎn)移的位移。 這個(gè)位移，使編譯器根據(jù)匯編指令中的“標(biāo)號(hào)”計(jì)算出來(lái)的，,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,轉(zhuǎn)移位移具體的計(jì)算方法如下圖：,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,結(jié)論： CPU執(zhí)行 jmp short 標(biāo)號(hào) 指令時(shí)并不需要轉(zhuǎn)移的目的地址，只需要知道轉(zhuǎn)移的位移就行了。 具體過(guò)程演示,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp

15、指令,實(shí)際上，指令“jmp short 標(biāo)號(hào)”的功能為(IP)=(IP)+8位位移。 （1）8位位移=“標(biāo)號(hào)”處的地址-jmp指令后的第一個(gè)字節(jié)的地址； （2）short指明此處的位移為8位位移； （3）8位位移的范圍為-128127，用補(bǔ)碼表示 （如果你對(duì)補(bǔ)碼還不了解，請(qǐng)閱讀附注2） （4）8位位移由編譯程序在編譯時(shí)算出。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jmp指令,還有一種和指令“jmp short 標(biāo)號(hào)”功能相近的指令格式： jmp near ptr 標(biāo)號(hào) 它實(shí)現(xiàn)的時(shí)段內(nèi)近轉(zhuǎn)移。 指令“jmp near ptr 標(biāo)號(hào)”的功能為： (IP)=(IP)+16位位移。,9.3 依據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的jm

16、p指令,指令“jmp near ptr 標(biāo)號(hào)”的說(shuō)明： （1）16位位移=“標(biāo)號(hào)”處的地址-jmp指令后的第一個(gè)字節(jié)的地址； （2）near ptr指明此處的位移為16位位移，進(jìn)行的是段內(nèi)近轉(zhuǎn)移； （3）16位位移的范圍為 -3276932767，用補(bǔ)碼表示； （4）16位位移由編譯程序在編譯時(shí)算出。,9.4 轉(zhuǎn)移的目的地址在指令中的jmp指令,前面講的jmp指令，其對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼中并沒(méi)有轉(zhuǎn)移的目的地址，而是相對(duì)于當(dāng)前IP的轉(zhuǎn)移位移。 指令 “jmp far ptr 標(biāo)號(hào)” 實(shí)現(xiàn)的是段間轉(zhuǎn)移，又稱為遠(yuǎn)轉(zhuǎn)移。,9.4 轉(zhuǎn)移的目的地址在指令中的jmp指令,指令 “jmp far ptr 標(biāo)號(hào)” 功能

17、如下： (CS)=標(biāo)號(hào)所在段的段地址； (IP)=標(biāo)號(hào)所在段中的偏移地址。 far ptr指明了指令用標(biāo)號(hào)的段地址和偏移地址修改CS和IP。 我們看下面的程序,9.4 轉(zhuǎn)移的目的地址在指令中的jmp指令,程序9.3： assume cs:codesg codesg segment start:mov ax,0 mov bx,0 jmp far ptr s db 256 dup (0) s: add ax,1 inc ax codesg ends end start,9.4 轉(zhuǎn)移的目的地址在指令中的jmp指令,我們?cè)贒ebug中將程序9.3翻譯成為機(jī)器碼，看到的結(jié)果如圖：,如圖中所示： 源程序中

18、的db 256 dup (0)，被Debug解釋為相應(yīng)的若干條匯編指令 。這不是關(guān)鍵，關(guān)鍵是，我們要注意一下jmp far ptr s所對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼：EA 0B 01 BD 0B ，其中包含轉(zhuǎn)移的目的地址。,9.4 轉(zhuǎn)移的目的地址在指令中的jmp指令,“0B 01 BD 0B” 是目的地址在指令中的存儲(chǔ)順序，高地址的“BD 0B”是轉(zhuǎn)移的段地址：0BBDH，低地址的“0B 01” 是偏移地址：010BH。 對(duì)于“jmp X 標(biāo)號(hào)”格式的指令的深入分析請(qǐng)參看附注3。,9.4 轉(zhuǎn)移的目的地址在指令中的jmp指令,9.5 轉(zhuǎn)移地址在寄存器中的jmp指令,指令格式：jmp 16位寄存器 功能：IP =

19、（16位寄存器） 這種指令我們?cè)谇懊娴恼n程（參見2.11節(jié)）中已經(jīng)講過(guò)，這里就不再詳述。,9.6 轉(zhuǎn)移地址在內(nèi)存中的jmp指令,轉(zhuǎn)移地址在內(nèi)存中的jmp指令有兩種格式： （1） jmp word ptr 內(nèi)存單元地址（段內(nèi)轉(zhuǎn)移） 功能：從內(nèi)存單元地址處開始存放著一個(gè)字，是轉(zhuǎn)移的目的偏移地址。 內(nèi)存單元地址可用尋址方式的任一格式給出。 示例,9.6 轉(zhuǎn)移地址在內(nèi)存中的jmp指令,（1） jmp word ptr 內(nèi)存單元地址（段內(nèi)轉(zhuǎn)移） 示例：,mov ax,0123H mov bx,ax jmp word ptr bx 執(zhí)行后，(IP)=0123H,mov ax,0123H mov ds:0,

20、ax jmp word ptr ds:0 執(zhí)行后，(IP)=0123H,9.6 轉(zhuǎn)移地址在內(nèi)存中的jmp指令,轉(zhuǎn)移地址在內(nèi)存中的jmp指令的第二種格式： （2） jmp dword ptr 內(nèi)存單元地址（段間轉(zhuǎn)移） 功能：從內(nèi)存單元地址處開始存放著兩個(gè)字，高地址處的字是轉(zhuǎn)移的目的段地址，低地址處是轉(zhuǎn)移的目的偏移地址。 (CS)=(內(nèi)存單元地址+2) (IP)=(內(nèi)存單元地址) 內(nèi)存單元地址可用尋址方式的任一格式給出。 示例,9.6 轉(zhuǎn)移地址在內(nèi)存中的jmp指令,（2） jmp dword ptr 內(nèi)存單元地址（段間轉(zhuǎn)移） 示例：,mov ax,0123H mov bx,ax mov word

21、ptr bx+2,0 jmp dword ptr bx 執(zhí)行后， (CS)=0 (IP)=0123H CS:IP指向0000：0123。,mov ax,0123H mov ds:0,ax mov word ptr ds:2,0 jmp dword ptr ds:0 執(zhí)行后， (CS)=0 (IP)=0123H CS:IP指向0000：0123。,特別提示,檢測(cè)點(diǎn)9.1（p170） 沒(méi)有完成此檢測(cè)點(diǎn)，請(qǐng)不要向下進(jìn)行。,9.7 jcxz指令,jcxz指令為有條件轉(zhuǎn)移指令，所有的有條件轉(zhuǎn)移指令都是短轉(zhuǎn)移，在對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼中包含轉(zhuǎn)移的位移，而不是目的地址。對(duì)IP的修改范圍都為-128127。 指令格式：

22、jcxz 標(biāo)號(hào) （如果(cx)=0，則轉(zhuǎn)移到標(biāo)號(hào)處執(zhí)行。） 操作,9.7 jcxz指令,jcxz 標(biāo)號(hào) 指令操作： 當(dāng)(cx)=0時(shí)，(IP)=(IP)+8位位移） 8位位移=“標(biāo)號(hào)”處的地址-jcxz指令后的第一個(gè)字節(jié)的地址； 8位位移的范圍為-128127，用補(bǔ)碼表示； 8位位移由編譯程序在編譯時(shí)算出。 當(dāng)(cx)=0時(shí)，什么也不做（程序向下執(zhí)行）。,9.7 jcxz指令,我們從 jcxz的功能中可以看出，指令“jcxz 標(biāo)號(hào)”的功能相當(dāng)于： if(cx)=0)jmp short 標(biāo)號(hào)； （這種用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言進(jìn)行的綜合描述，或許能使你對(duì)有條件指令理解得更加清楚。）,特別提示,檢測(cè)點(diǎn)9.

23、2（p171） 沒(méi)有完成此檢測(cè)點(diǎn)，請(qǐng)不要向下進(jìn)行。,9.8 loop指令,loop指令為循環(huán)指令，所有的循環(huán)指令都是短轉(zhuǎn)移，在對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼中包含轉(zhuǎn)移的位移，而不是目的地址。對(duì)IP的修改范圍都為-128127。 指令格式：loop 標(biāo)號(hào) (cx)=(cx)-1，如果(cx)0，轉(zhuǎn)移到標(biāo)號(hào)處執(zhí)行。 操作,9.8 loop指令,loop 標(biāo)號(hào) 指令操作： （1）(cx)=(cx)-1; （2）如果(cx)0，(IP)=(IP)+8位位移。 8位位移=“標(biāo)號(hào)”處的地址-loop指令后的第一個(gè)字節(jié)的地址； 8位位移的范圍為-128127，用補(bǔ)碼表示； 8位位移由編譯程序在編譯時(shí)算出。 當(dāng)(cx)=0，什么也不做（程序向下執(zhí)行）。,9.8 loop指令,我們從loop的功能中可以看出，指令“l(fā)oop 標(biāo)號(hào)”的功能相當(dāng)于： (cx)-; if(cx)0)jmpshort 標(biāo)號(hào),特別提示,檢測(cè)點(diǎn)9.3（p172） 沒(méi)有完成此檢測(cè)點(diǎn)，請(qǐng)不要向下進(jìn)行。,9.9 根據(jù)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)移的意義,前面我們講到： jmp short 標(biāo)號(hào) jmp near p