王爽匯編語(yǔ)言第二版(全部)課件.ppt

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第1章基礎(chǔ)知識(shí) 1 1機(jī)器語(yǔ)言1 9數(shù)據(jù)總線1 2匯編語(yǔ)言的產(chǎn)生1 10控制總線1 3匯編語(yǔ)言的組成1 11內(nèi)存地址空間 概述 1 4存儲(chǔ)器1 12主板1 5指令和數(shù)據(jù)1 13接口卡1 6存儲(chǔ)單元1 14各類(lèi)存儲(chǔ)器芯片1 7CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)1 15內(nèi)存地址空間1 8地址總線 引言 匯編語(yǔ)言是直接在硬件之上工作的編程語(yǔ)言 首先要了解硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 才能有效的應(yīng)用匯編語(yǔ)言對(duì)其編程 在本章中 對(duì)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題進(jìn)行一部分的探討 以使后續(xù)的課程可在一個(gè)好的基礎(chǔ)上進(jìn)行 引言 當(dāng)課程進(jìn)行到需要補(bǔ)充新的基礎(chǔ)知識(shí) 關(guān)于編程結(jié)構(gòu)或其他的 時(shí)候 再對(duì)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行介紹和探討 本書(shū)的原則是 以后用到的知識(shí) 以后再說(shuō) 引言 匯編課程的研究重點(diǎn)放在如何利用硬件系統(tǒng)的編程結(jié)構(gòu)和指令集有效靈活的控制系統(tǒng)進(jìn)行工作 1 1機(jī)器語(yǔ)言 機(jī)器語(yǔ)言是機(jī)器指令的集合 機(jī)器指令展開(kāi)來(lái)講就是一臺(tái)機(jī)器可以正確執(zhí)行的命令 1 1機(jī)器語(yǔ)言 指令 01010000 PUSHAX 電平脈沖 1 1機(jī)器語(yǔ)言 以后我們提到的計(jì)算機(jī)是指由CPU和其他受CPU直接或間接控制的芯片 器件 設(shè)備組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 比如我們最常見(jiàn)的PC機(jī) 1 1機(jī)器語(yǔ)言 程序員們將0 1數(shù)字編程的程序代碼打在紙帶或卡片上 1打孔 0不打孔 再將程序通過(guò)紙帶機(jī)或卡片機(jī)輸入計(jì)算機(jī) 進(jìn)行運(yùn)算 示例應(yīng)用8086CPU完成運(yùn)算 S 768 12288 1280 1 1機(jī)器語(yǔ)言 S 768 12288 1280機(jī)器碼 101100000000000000000011000001010000000000110000001011010000000000000101假如將程序錯(cuò)寫(xiě)成以下這樣 請(qǐng)找處錯(cuò)誤 101100000000000000000011000001010000000000110000000101101000000000000101 1 1機(jī)器語(yǔ)言 在顯示器上輸出 welcometomasm 機(jī)器碼看到這樣的程序 你會(huì)有什么感想 如果程序里有一個(gè) 1 被誤寫(xiě)為 0 又如何去查找呢 1 2匯編語(yǔ)言的產(chǎn)生 匯編語(yǔ)言的主體是匯編指令 匯編指令和機(jī)器指令的差別在于指令的表示方法上 匯編指令是機(jī)器指令便于記憶的書(shū)寫(xiě)格式 匯編指令是機(jī)器指令的助記符 1 2匯編語(yǔ)言的產(chǎn)生 機(jī)器指令 1000100111011000操作 寄存器BX的內(nèi)容送到AX中匯編指令 MOVAX BX這樣的寫(xiě)法與人類(lèi)語(yǔ)言接近 便于閱讀和記憶 寄存器 寄存器 簡(jiǎn)單的講是CPU中可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的器件 一個(gè)CPU中有多個(gè)寄存器 AX是其中一個(gè)寄存器的代號(hào) BX是另一個(gè)寄存器的代號(hào) 更詳細(xì)的內(nèi)容我們?cè)谝院蟮恼n程中將會(huì)講到 1 2匯編語(yǔ)言的產(chǎn)生 計(jì)算機(jī)能讀懂的只有機(jī)器指令 那么如何讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序員用匯編指令編寫(xiě)的程序呢 用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序的工作過(guò)程 1 3匯編語(yǔ)言的組成 匯編語(yǔ)言由以下3類(lèi)組成 1 匯編指令 機(jī)器碼的助記符 2 偽指令 由編譯器執(zhí)行 3 其它符號(hào) 由編譯器識(shí)別 匯編語(yǔ)言的核心是匯編指令 它決定了匯編語(yǔ)言的特性 1 4存儲(chǔ)器 CPU是計(jì)算機(jī)的核心部件 它控制整個(gè)計(jì)算機(jī)的運(yùn)作并進(jìn)行運(yùn)算 要想讓一個(gè)CPU工作 就必須向它提供指令和數(shù)據(jù) 指令和數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中存放 也就是平時(shí)所說(shuō)的內(nèi)存 1 4存儲(chǔ)器 在一臺(tái)PC機(jī)中內(nèi)存的作用僅次于CPU 離開(kāi)了內(nèi)存 性能再好的CPU也無(wú)法工作 1 4存儲(chǔ)器 磁盤(pán)不同于內(nèi)存 磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)或程序如果不讀到內(nèi)存中 就無(wú)法被CPU使用 1 5指令和數(shù)據(jù) 指令和數(shù)據(jù)是應(yīng)用上的概念 在內(nèi)存或磁盤(pán)上 指令和數(shù)據(jù)沒(méi)有任何區(qū)別 都是二進(jìn)制信息 1 5指令和數(shù)據(jù) 二進(jìn)制信息 1000100111011000 89D8H 數(shù)據(jù) 1000100111011000 MOVAX BX 程序 1 6存儲(chǔ)單元 存儲(chǔ)器被劃分為若干個(gè)存儲(chǔ)單元 每個(gè)存儲(chǔ)單元從0開(kāi)始順序編號(hào) 例如 一個(gè)存儲(chǔ)器有128個(gè)存儲(chǔ)單元 編號(hào)從0 127 如右圖示 1 6存儲(chǔ)單元 對(duì)于大容量的存儲(chǔ)器一般還用以下單位來(lái)計(jì)量容量 以下用B來(lái)代表Byte 1KB 1024B1MB 1024KB1GB 1024MB1TB 1024GB磁盤(pán)的容量單位同內(nèi)存的一樣 實(shí)際上以上單位是微機(jī)中常用的計(jì)量單位 1 7CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě) CPU要想進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě) 必須和外部器件 標(biāo)準(zhǔn)的說(shuō)法是芯片 進(jìn)行三類(lèi)信息的交互 存儲(chǔ)單元的地址 地址信息 器件的選擇 讀或?qū)懨?控制信息 讀或?qū)懙臄?shù)據(jù) 數(shù)據(jù)信息 1 7CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě) 那么CPU是通過(guò)什么將地址 數(shù)據(jù)和控制信息傳到存儲(chǔ)芯片中的呢 電子計(jì)算機(jī)能處理 傳輸?shù)男畔⒍际请娦盘?hào) 電信號(hào)當(dāng)然要用導(dǎo)線傳送 1 7CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě) 在計(jì)算機(jī)中專(zhuān)門(mén)有連接CPU和其他芯片的導(dǎo)線 通常稱(chēng)為總線 物理上 一根根導(dǎo)線的集合 邏輯上劃分為 地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線圖示 1 7CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě) 總線在邏輯上劃分的圖示 1 7CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě) CPU在內(nèi)存中讀或?qū)懙臄?shù)據(jù)演示 讀演示寫(xiě)演示從上面我們知道CPU是如何進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的 可是我們?nèi)绾蚊钣?jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)呢 1 7CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě) 1 7CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě) 1 7CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě) 對(duì)于8086CPU 下面的機(jī)器碼能夠完成從3號(hào)單元讀數(shù)據(jù) 機(jī)器碼 101000000000001100000000含義 從3號(hào)單元讀取數(shù)據(jù)送入寄存器AXCPU接收這條機(jī)器碼后將完成上面所述的讀寫(xiě)工作 1 7CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě) 機(jī)器碼難于記憶 用匯編指令來(lái)表示 情況如下 機(jī)器碼 101000000000001100000000對(duì)應(yīng)的匯編指令 MOVAX 3 含義 傳送3號(hào)單元的內(nèi)容到AX 1 8地址總線 CPU是通過(guò)地址總線來(lái)指定存儲(chǔ)單元的 地址總線上能傳送多少個(gè)不同的信息 CPU就可以對(duì)多少個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行尋址 1 8地址總線 地址總線發(fā)送地址信息演示 1 8地址總線 1 8地址總線 一個(gè)CPU有N根地址總線 則可以說(shuō)這個(gè)CPU的地址總線的寬度為N 這樣的CPU最多可以尋找 的N次方個(gè)內(nèi)存單元 1 9數(shù)據(jù)總線 CPU與內(nèi)存或其它器件之間的數(shù)據(jù)傳送是通過(guò)數(shù)據(jù)總線來(lái)進(jìn)行的 數(shù)據(jù)總線的寬度決定了CPU和外界的數(shù)據(jù)傳送速度 1 9數(shù)據(jù)總線 我們來(lái)分別看一下它們向內(nèi)存中寫(xiě)入數(shù)據(jù)89D8H時(shí) 是如何通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳送數(shù)據(jù)的 8088CPU數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)傳送情況8086CPU數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)傳送情況 1 9數(shù)據(jù)總線 8位數(shù)據(jù)總線上傳送的信息 1 9數(shù)據(jù)總線 16位數(shù)據(jù)總線上傳送的信息 1 10控制總線 CPU對(duì)外部器件的控制是通過(guò)控制總線來(lái)進(jìn)行的 在這里控制總線是個(gè)總稱(chēng) 控制總線是一些不同控制線的集合 有多少根控制總線 就意味著CPU提供了對(duì)外部器件的多少種控制 所以 控制總線的寬度決定了CPU對(duì)外部器件的控制能力 控制總線上發(fā)送的控制信息 1 10控制總線 1 10控制總線 前面所講的內(nèi)存讀或?qū)懨钍怯蓭赘刂凭€綜合發(fā)出的 其中有一根名為讀信號(hào)輸出控制線負(fù)責(zé)由CPU向外傳送讀信號(hào) CPU向該控制線上輸出低電平表示將要讀取數(shù)據(jù) 有一根名為寫(xiě)信號(hào)輸出控制線負(fù)責(zé)由CPU向外傳送寫(xiě)信號(hào) 1 1節(jié) 1 10節(jié)小結(jié) 1 匯編指令是機(jī)器指令的助記符 同機(jī)器指令一一對(duì)應(yīng) 2 每一種CPU都有自己的匯編指令集 1 1節(jié) 1 10節(jié)小結(jié) 3 CPU可以直接使用的信息在存儲(chǔ)器中存放 4 在存儲(chǔ)器中指令和數(shù)據(jù)沒(méi)有任何區(qū)別 都是二進(jìn)制信息 1 1節(jié) 1 10節(jié)小結(jié) 5 存儲(chǔ)單元從零開(kāi)始順序編號(hào) 6 一個(gè)存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)8個(gè)bit 用作單位寫(xiě)成 b 即8位二進(jìn)制數(shù) 7 1B 8b1KB 1024B1MB 1024KB1GB 1024MB 1 1節(jié) 1 10節(jié)小結(jié) 續(xù) 8 每一個(gè)CPU芯片都有許多管腳 這些管腳和總線相連 也可以說(shuō) 這些管腳引出總線 一個(gè)CPU可以引出三種總線的寬度標(biāo)志了這個(gè)CPU的不同方面的性能 地址總線的寬度決定了CPU的尋址能力 數(shù)據(jù)總線的寬度決定了CPU與其它器件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)的一次數(shù)據(jù)傳送量 控制總線寬度決定了CPU對(duì)系統(tǒng)中其它器件的控制能力 1 1節(jié) 1 10節(jié)小結(jié) 續(xù) 在匯編課程中 我們從功能的角度介紹了這三類(lèi)總線 對(duì)實(shí)際的連接情況不做討論 特別提示 特別提示 檢測(cè)點(diǎn)1 1 Page8 沒(méi)有通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)請(qǐng)不要向下學(xué)習(xí) 1 11內(nèi)存地址空間 概述 什么是內(nèi)存地址空間呢 一個(gè)CPU的地址線寬度為10 那么可以尋址1024個(gè)內(nèi)存單元 這1024個(gè)可尋到的內(nèi)存單元就構(gòu)成這個(gè)CPU的內(nèi)存地址空間 下面深入討論 首先需要介紹兩部分基本知識(shí) 主板和接口卡 1 12主板 在每一臺(tái)PC機(jī)中 都有一個(gè)主板 主板上有核心器件和一些主要器件 這些器件通過(guò)總線 地址總線 數(shù)據(jù)總線 控制總線 相連 1 13接口卡 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中 所有可用程序控制其工作的設(shè)備 必須受到CPU的控制 CPU對(duì)外部設(shè)備不能直接控制 如顯示器 音箱 打印機(jī)等 直接控制這些設(shè)備進(jìn)行工作的是插在擴(kuò)展插槽上的接口卡 1 14各類(lèi)存儲(chǔ)器芯片 從讀寫(xiě)屬性上看分為兩類(lèi) 隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM 和只讀存儲(chǔ)器 ROM 從功能和連接上分類(lèi) 隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM裝有BIOS的ROM接口卡上的RAMPC機(jī)中各類(lèi)存儲(chǔ)器的邏輯連接情況 1 14各類(lèi)存儲(chǔ)器芯片 裝有BIOS的ROMBIOS BasicInput OutputSystem 基本輸入輸出系統(tǒng) BIOS是由主板和各類(lèi)接口卡 如 顯卡 網(wǎng)卡等 廠商提供的軟件系統(tǒng) 可以通過(guò)它利用該硬件設(shè)備進(jìn)行最基本的輸入輸出 在主板和某些接口卡上插有存儲(chǔ)相應(yīng)BIOS的ROM 1 15內(nèi)存地址空間 上述的那些存儲(chǔ)器在物理上是獨(dú)立的器件 但是它們?cè)谝韵聝牲c(diǎn)上相同 1 都和CPU的總線相連 2 CPU對(duì)它們進(jìn)行讀或?qū)懙臅r(shí)候都通過(guò)控制線發(fā)出內(nèi)存讀寫(xiě)命令 1 15內(nèi)存地址空間 將各各類(lèi)存儲(chǔ)器看作一個(gè)邏輯存儲(chǔ)器 所有的物理存儲(chǔ)器被看作一個(gè)由若干存儲(chǔ)單元組成的邏輯存儲(chǔ)器 每個(gè)物理存儲(chǔ)器在這個(gè)邏輯存儲(chǔ)器中占有一個(gè)地址段 即一段地址空間 CPU在這段地址空間中讀寫(xiě)數(shù)據(jù) 實(shí)際上就是在相對(duì)應(yīng)的物理存儲(chǔ)器中讀寫(xiě)數(shù)據(jù) 1 15內(nèi)存地址空間 假設(shè) 上圖中的內(nèi)存空間地址段分配如下 地址0 7FFFH的32KB空間為主隨機(jī)存儲(chǔ)器的地址空間 地址8000H 9FFFH的8KB空間為顯存地址空間 地址A000H FFFFH的24KB空間為各個(gè)ROM的地址空間 1 15內(nèi)存地址空間 不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存地址空間分配情況是不同的 8086PC機(jī)內(nèi)存地址空間分配的基本情況 8086PC機(jī)的內(nèi)存地址空間分配 1 15內(nèi)存地址空間 內(nèi)存地址空間 最終運(yùn)行程序的是CPU 我們用匯編編程的時(shí)候 必須要從CPU角度考慮問(wèn)題 對(duì)CPU來(lái)講 系統(tǒng)中的所有存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元都處于一個(gè)統(tǒng)一的邏輯存儲(chǔ)器中 它的容量受CPU尋址能力的限制 這個(gè)邏輯存儲(chǔ)器即是我們所說(shuō)的內(nèi)存地址空間 小結(jié) 匯編語(yǔ)言 課件 王爽著 清華大學(xué)出版社 制作工具 MicrosoftPowerPoint2003 本課件由匯編網(wǎng) 制作提供 第2章寄存器 CPU工作原理 2 1通用寄存器2 2字在寄存器中的存儲(chǔ)2 3幾條匯編指令2 4物理地址2 516位結(jié)構(gòu)的CPU2 68086CPU給出物理地址的方法 2 7 段地址 16 偏移地址 物理地址 的本質(zhì)含義2 8段的概念2 9段寄存器2 10CS和IP2 12代碼段 CPU概述 一個(gè)典型的CPU由運(yùn)算器 控制器 寄存器等器件組成 這些器件靠?jī)?nèi)部總線相連 內(nèi)部總線實(shí)現(xiàn)CPU內(nèi)部各個(gè)器件之間的聯(lián)系 外部總線實(shí)現(xiàn)CPU和主板上其它器件的聯(lián)系 寄存器概述 8086CPU有14個(gè)寄存器它們的名稱(chēng)為 AX BX CX DX SI DI SP BP IP CS SS DS ES PSW 這些寄存器以后會(huì)陸續(xù)介紹 2 1通用寄存器 8086CPU所有的寄存器都是16位的 可以存放兩個(gè)字節(jié) AX BX CX DX通常用來(lái)存放一般性數(shù)據(jù)被稱(chēng)為通用寄存器 下面以AX為例 我們看一下寄存器的邏輯結(jié)構(gòu) 一個(gè)16位寄存器可以存儲(chǔ)一個(gè)16位的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)的存放情況 一個(gè)16位寄存器所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的最大值為多少 答案 216 1 2 1通用寄存器 16位數(shù)據(jù)在寄存器中的存放情況 數(shù)據(jù) 18二進(jìn)制表示 10010在寄存器AX中的存儲(chǔ) 16位數(shù)據(jù)在寄存器中的存放情況 數(shù)據(jù) 20000二進(jìn)制表示 0100111000100000在寄存器AX中的存儲(chǔ) 2 1通用寄存器 8086上一代CPU中的寄存器都是8位的 為保證兼容性 這四個(gè)寄存器都可以分為兩個(gè)獨(dú)立的8位寄存器使用 AX可以分為AH和AL BX可以分為BH和BL CX可以分為CH和CL DX可以分為DH和DL 8086CPU的8位寄存器存儲(chǔ)邏輯 2 1通用寄存器 以AX為例 8086CPU的16位寄存器分為兩個(gè)8位寄存器的情況 2 1通用寄存器 AX的低8位 0位 7位 構(gòu)成了AL寄存器 高8位 8位 15位 構(gòu)成了AH寄存器 AH和AL寄存器是可以獨(dú)立使用的8位寄存器 8086CPU的8位寄存器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)情況一個(gè)8位寄存器所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的最大值是多少 答案 28 1 2 1通用寄存器 2 2字在寄存器中的存儲(chǔ) 一個(gè)字可以存在一個(gè)16位寄存器中 這個(gè)字的高位字節(jié)和低位字節(jié)自然就存在這個(gè)寄存器的高8位寄存器和低8位寄存器中 關(guān)于數(shù)制的討論 由于一個(gè)內(nèi)存單元可以存放8位數(shù)據(jù) CPU中的寄存器又可存放n個(gè)8位數(shù)據(jù) 也就是說(shuō) 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)大多是由1 N個(gè)8位數(shù)據(jù)構(gòu)成的 用十六進(jìn)制來(lái)表示數(shù)據(jù)可以直觀的看出這個(gè)數(shù)據(jù)是由哪些8位數(shù)據(jù)構(gòu)成的 示例 2 3幾條匯編指令 匯編指令不區(qū)分大小寫(xiě) 2 3幾條匯編指令 CPU執(zhí)行下表中的程序段的每條指令后 對(duì)寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行的改變 2 3幾條匯編指令 2 3幾條匯編指令 這里的丟失 指的是進(jìn)位制不能在8位寄存器中保存 但是CPU不是并真的不丟棄這個(gè)進(jìn)位值 這個(gè)問(wèn)題會(huì)在后面的課程中討論 特別提示 檢測(cè)點(diǎn)2 1 Page18 沒(méi)有通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)請(qǐng)不要向下學(xué)習(xí) 2 4物理地址 CPU訪問(wèn)內(nèi)存單元時(shí)要給出內(nèi)存單元的地址 所有的內(nèi)存單元構(gòu)成的存儲(chǔ)空間是一個(gè)一維的線性空間 每一個(gè)內(nèi)存單元在這個(gè)空間中都有唯一的地址 這個(gè)唯一的地址稱(chēng)為物理地址 2 516位結(jié)構(gòu)的CPU 概括的講 16位結(jié)構(gòu)描述了一個(gè)CPU具有以下幾個(gè)方面特征 1 運(yùn)算器一次最多可以處理16位的數(shù)據(jù) 2 寄存器的最大寬度為16位 3 寄存器和運(yùn)算器之間的通路是16位的 2 68086CPU給出物理地址的方法 8086有20位地址總線 可傳送20位地址 尋址能力為1M 8086內(nèi)部為16位結(jié)構(gòu) 它只能傳送16位的地址 表現(xiàn)出的尋址能力卻只有64K 2 68086CPU給出物理地址的方法 8086CPU采用一種在內(nèi)部用兩個(gè)16位地址合成的方法來(lái)形成一個(gè)20位的物理地址 8086CPU相關(guān)部件的邏輯結(jié)構(gòu) 在8086CPU內(nèi)部用兩個(gè)16位地址合成的方法來(lái)形成一個(gè)20位的物理地址 地址加法器 地址加法器合成物理地址的方法 物理地址 段地址 16 偏移地址例如 8086CPU訪問(wèn)地址為123C8H的內(nèi)存單元由段地址 16引發(fā)的討論 觀察移位次數(shù)和各種形式數(shù)據(jù)的關(guān)系 1 一個(gè)數(shù)據(jù)的二進(jìn)制形式左移1位 相當(dāng)于該數(shù)據(jù)乘以2 2 一個(gè)數(shù)據(jù)的二進(jìn)制形式左移N位 相當(dāng)于該數(shù)據(jù)乘以2的N次方 3 地址加法器如何完成段地址 16的運(yùn)算 以二進(jìn)制形式存放的段地址左移4位 由段地址 16引發(fā)的討論 2 7 段地址 16 偏移地址 物理地址 的本質(zhì)含義 兩個(gè)比喻說(shuō)明 說(shuō)明 基礎(chǔ)地址 偏移地址 物理地址 的思想 第一個(gè)比喻說(shuō)明 段地址 16 偏移地址 物理地址 的思想 第二個(gè)比喻8086CPU就是這樣一個(gè)只能提供兩張3位數(shù)據(jù)紙條的CPU 基礎(chǔ)地址 偏移地址 物理地址 比如說(shuō) 學(xué)校 體育館同在一條筆直的單行路上 學(xué)校位于路的起點(diǎn)0米處 讀者在學(xué)校 要去圖書(shū)館 問(wèn)我那里的地址 我可以用幾種方式描述這個(gè)地址 基礎(chǔ)地址 偏移地址 物理地址 1 從學(xué)校走2826m到圖書(shū)館 這2826可以認(rèn)為是圖書(shū)館的物理地址 2 從學(xué)校走2000m到體育館 從體育館再走826m到圖書(shū)館 第一個(gè)距離2000m是相對(duì)于起點(diǎn)的基礎(chǔ)地址 第二個(gè)距離826m是將對(duì)于基礎(chǔ)地址的偏移地址 段地址 16 偏移地址 物理地址 比如我們只能通過(guò)紙條來(lái)通信 讀者問(wèn)我圖書(shū)館的地址 我只能將它寫(xiě)在紙上告訴讀者 顯然我必須有一張可以容納4位數(shù)據(jù)的紙條才能寫(xiě)下2826這個(gè)數(shù)據(jù) 段地址 16 偏移地址 物理地址 不巧的是 沒(méi)有能容納4位數(shù)據(jù)的紙條 僅有兩張可以容納3位數(shù)據(jù)的紙條 這樣我只能以這種方式告訴讀者2826這個(gè)數(shù)據(jù) 2 8段的概念 錯(cuò)誤認(rèn)識(shí) 內(nèi)存被劃分成了一個(gè)一個(gè)的段 每一個(gè)段有一個(gè)段地址 其實(shí) 內(nèi)存并沒(méi)有分段 段的劃分來(lái)自于CPU 由于8086CPU用 段地址 16 偏移地址 物理地址 的方式給出內(nèi)存單元的物理地址 使得我們可以用分段的方式來(lái)管理內(nèi)存 2 8段的概念 我們可以認(rèn)為 地址10000H 100FFH的內(nèi)存單元組成一個(gè)段 該段的起始地址 基礎(chǔ)地址 為10000H 段地址為1000H 大小為100H 2 8段的概念 我們也可以認(rèn)為地址10000H 1007FH 10080H 100FFH的內(nèi)存單元組成兩個(gè)段 它們的起始地址 基礎(chǔ)地址 為10000H和10080H 段地址為 1000H和1008H 大小都為80H 2 8段的概念 以后 在編程時(shí)可以根據(jù)需要 將若干地址連續(xù)的內(nèi)存單元看作一個(gè)段 用段地址 16定位段的起始地址 基礎(chǔ)地址 用偏移地址定位段中的內(nèi)存單元 兩點(diǎn)需要注意內(nèi)存單元地址小結(jié)特別提示 兩點(diǎn)需要注意 1 段地址 16必然是16的倍數(shù) 所以一個(gè)段的起始地址也一定是16的倍數(shù) 2 偏移地址為16位 16位地址的尋址能力為64K 所以一個(gè)段的長(zhǎng)度最大為64K 內(nèi)存單元地址小結(jié) CPU訪問(wèn)內(nèi)存單元時(shí) 必須向內(nèi)存提供內(nèi)存單元的物理地址 8086CPU在內(nèi)部用段地址和偏移地址移位相加的方法形成最終的物理地址 思考兩個(gè)問(wèn)題 1 觀察下面的地址 讀者有什么發(fā)現(xiàn) 結(jié)論 CPU可以用不同的段地址和偏移地址形成同一個(gè)物理地址 內(nèi)存單元地址小結(jié) 內(nèi)存單元地址小結(jié) 2 如果給定一個(gè)段地址 僅通過(guò)變化偏移地址來(lái)進(jìn)行尋址 最多可以定位多少內(nèi)存單元 結(jié)論 偏移地址16位 變化范圍為0 FFFFH 僅用偏移地址來(lái)尋址最多可尋64K個(gè)內(nèi)存單元 比如 給定段地址1000H 用偏移地址尋址 CPU的尋址范圍為 10000H 1FFFFH 內(nèi)存單元地址小結(jié) 在8086PC機(jī)中 存儲(chǔ)單元的地址用兩個(gè)元素來(lái)描述 即段地址和偏移地址 數(shù)據(jù)在21F60H內(nèi)存單元中 對(duì)于8086PC機(jī)的兩種描述 a 數(shù)據(jù)存在內(nèi)存2000 1F60單元中 b 數(shù)據(jù)存在內(nèi)存的2000段中的1F60H單元中 可根據(jù)需要 將地址連續(xù) 起始地址為16的倍數(shù)的一組內(nèi)存單元定義為一個(gè)段 特別提示 檢測(cè)點(diǎn)2 2 Page23 沒(méi)有通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)請(qǐng)不要向下學(xué)習(xí) 2 9段寄存器 段寄存器就是提供段地址的 8086CPU有4個(gè)段寄存器 CS DS SS ES當(dāng)8086CPU要訪問(wèn)內(nèi)存時(shí) 由這4個(gè)段寄存器提供內(nèi)存單元的段地址 2 10CS和IP CS和IP是8086CPU中最關(guān)鍵的寄存器 它們指示了CPU當(dāng)前要讀取指令的地址 CS為代碼段寄存器 IP為指令指針寄存器 8086PC讀取和執(zhí)行指令相關(guān)部件 8086PC讀取和執(zhí)行指令演示8086PC工作過(guò)程的簡(jiǎn)要描述 8086PC工作過(guò)程的簡(jiǎn)要描述 1 從CS IP指向內(nèi)存單元讀取指令 讀取的指令進(jìn)入指令緩沖器 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)到步驟 1 重復(fù)這個(gè)過(guò)程 8086PC工作過(guò)程的簡(jiǎn)要描述 在8086CPU加電啟動(dòng)或復(fù)位后 即CPU剛開(kāi)始工作時(shí) CS和IP被設(shè)置為CS FFFFH IP 0000H 即在8086PC機(jī)剛啟動(dòng)時(shí) CPU從內(nèi)存FFFF0H單元中讀取指令執(zhí)行 FFFF0H單元中的指令是8086PC機(jī)開(kāi)機(jī)后執(zhí)行的第一條指令 2 10CS和IP 內(nèi)存中指令和數(shù)據(jù)沒(méi)有任何區(qū)別 都是二進(jìn)制信息 CPU在工作的時(shí)候把有的信息看作指令 有的信息看作數(shù)據(jù) CPU根據(jù)什么將內(nèi)存中的信息看作指令 CPU將CS IP指向的內(nèi)存單元中的內(nèi)容看作指令 2 10CS和IP 在任何時(shí)候 CPU將CS IP中的內(nèi)容當(dāng)作指令的段地址和偏移地址 用它們合成指令的物理地址 到內(nèi)存中讀取指令碼 執(zhí)行 如果說(shuō) 內(nèi)存中的一段信息曾被CPU執(zhí)行過(guò)的話 那么 它所在的內(nèi)存單元必然被CS IP指向過(guò) 2 11修改CS IP的指令 在CPU中 程序員能夠用指令讀寫(xiě)的部件只有寄存器 程序員可以通過(guò)改變寄存器中的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU的控制 CPU從何處執(zhí)行指令是由CS IP中的內(nèi)容決定的 程序員可以通過(guò)改變CS IP中的內(nèi)容來(lái)控制CPU執(zhí)行目標(biāo)指令 我們?nèi)绾胃淖僀S IP的值呢 2 11修改CS IP的指令 8086CPU必須提供相應(yīng)的指令先回想我們?nèi)绾涡薷腁X中的值 mov指令不能用于設(shè)置CS IP的值 8086CPU沒(méi)有提供這樣的功能 8086CPU為CS IP提供了另外的指令來(lái)改變它們的值 轉(zhuǎn)移指令 如何修改AX中的值 mov指令如 movax 123mov指令可以改變8086CPU大部分寄存器的值 被稱(chēng)為傳送指令 能夠通過(guò)mov指令改變CS IP的值嗎 2 11修改CS IP的指令 同時(shí)修改CS IP的內(nèi)容 jmp段地址 偏移地址jmp2AE3 3jmp3 0B16功能 用指令中給出的段地址修改CS 偏移地址修改IP 2 11修改CS IP的指令 僅修改IP的內(nèi)容 jmp某一合法寄存器jmpax 類(lèi)似于movIP ax jmpbx功能 用寄存器中的值修改IP 內(nèi)存中存放的機(jī)器碼和對(duì)應(yīng)匯編指令情況 初始 CS 2000H IP 0000H 請(qǐng)寫(xiě)出指令執(zhí)行序列 問(wèn)題分析 問(wèn)題分析結(jié)果 1 movax 6622 2 jmp1000 3 3 movax 0000 4 movbx ax 5 jmpbx 6 movax 0123H 7 轉(zhuǎn)到第 3 步執(zhí)行 2 12代碼段 對(duì)于8086PC機(jī) 在編程時(shí) 可以根據(jù)需要 將一組內(nèi)存單元定義為一個(gè)段 可以將長(zhǎng)度為N N 64KB 的一組代碼 存在一組地址連續(xù) 起始地址為16的倍數(shù)的內(nèi)存單元中 這段內(nèi)存是用來(lái)存放代碼的 從而定義了一個(gè)代碼段 例如 2 12代碼段 這段長(zhǎng)度為10字節(jié)的字節(jié)的指令 存在從123B0H 123B9H的一組內(nèi)存單元中 我們就可以認(rèn)為 123B0H 123B9H這段內(nèi)存單元是用來(lái)存放代碼的 是一個(gè)代碼段 它的段地址為123BH 長(zhǎng)度為10字節(jié) 2 12代碼段 如何使得代碼段中的指令被執(zhí)行呢 將一段內(nèi)存當(dāng)作代碼段 僅僅是我們?cè)诰幊虝r(shí)的一種安排 CPU并不會(huì)由于這種安排 就自動(dòng)地將我們定義得代碼段中的指令當(dāng)作指令來(lái)執(zhí)行 CPU只認(rèn)被CS IP指向的內(nèi)存單元中的內(nèi)容為指令 所以要將CS IP指向所定義的代碼段中的第一條指令的首地址 CS 123BH IP 0000H 2 9節(jié) 2 12節(jié)小結(jié) 1 段地址在8086CPU的寄存器中存放 當(dāng)8086CPU要訪問(wèn)內(nèi)存時(shí) 由段寄存器提供內(nèi)存單元的段地址 8086CPU有4個(gè)段寄存器 其中CS用來(lái)存放指令的段地址 2 CS存放指令的段地址 IP存放指令的偏移地址 8086機(jī)中 任意時(shí)刻 CPU將CS IP指向的內(nèi)容當(dāng)作指令執(zhí)行 2 9節(jié) 2 12節(jié)小結(jié) 續(xù) 3 8086CPU的工作過(guò)程 1 從CS IP指向內(nèi)存單元讀取指令 讀取的指令進(jìn)入指令緩沖器 2 IP指向下一條指令 3 執(zhí)行指令 轉(zhuǎn)到步驟 1 重復(fù)這個(gè)過(guò)程 4 8086CPU提供轉(zhuǎn)移指令修改CS IP的內(nèi)容 特別提示 檢測(cè)點(diǎn)2 3 Page33 沒(méi)有通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)請(qǐng)不要向下學(xué)習(xí) 小結(jié) 匯編語(yǔ)言 課件 王爽著 清華大學(xué)出版社 制作工具 MicrosoftPowerPoint2003 本課件由匯編網(wǎng) 制作提供 第3章寄存器 內(nèi)存訪問(wèn) 3 1內(nèi)存中字的存儲(chǔ)3 2DS和 address 3 3字的傳送3 4mov add sub指令3 5數(shù)據(jù)段3 6棧3 7CPU提供的棧機(jī)制3 8棧頂超界的問(wèn)題3 9push pop指令3 10棧段 引言 在第2章中 我們主要從CPU如何執(zhí)行指令的角度講解了8086CPU的邏輯結(jié)構(gòu) 形成物理地址的方法 相關(guān)的寄存器以及一些指令 這一章中 我們從訪問(wèn)內(nèi)存的角度繼續(xù)學(xué)習(xí)幾個(gè)寄存器 在0地址處開(kāi)始存放20000 0號(hào)單元是低地址單元 1號(hào)單元是高地址單元 3 1內(nèi)存中字的存儲(chǔ) 3 1內(nèi)存中字的存儲(chǔ) 問(wèn)題 1 0地址單元中存放的字節(jié)型數(shù)據(jù)是多少 2 0地址字單元中存放的字型數(shù)據(jù)是多少 3 2地址字單元中存放的字節(jié)型數(shù)據(jù)是多少 3 1內(nèi)存中字的存儲(chǔ) 問(wèn)題 續(xù) 4 2地址單元中存放的字型數(shù)據(jù)是多少 5 1地址字單元中存放的字型數(shù)據(jù)是多少 結(jié)論 3 1內(nèi)存中字的存儲(chǔ) 結(jié)論 任何兩個(gè)地址連續(xù)的內(nèi)存單元 N號(hào)單元和N 1號(hào)單元 可以將它們看成兩個(gè)內(nèi)存單元 也可以看成一個(gè)地址為N的字單元中的高位字節(jié)單元和低位字節(jié)單元 3 2DS和 address CPU要讀取一個(gè)內(nèi)存單元的時(shí)候 必須先給出這個(gè)內(nèi)存單元的地址 在8086PC中 內(nèi)存地址由段地址和偏移地址組成 8086CPU中有一個(gè)DS寄存器 通常用來(lái)存放要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)的段地址 例如 3 2DS和 address 例如 我們要讀取10000H單元的內(nèi)容可以用如下程序段進(jìn)行 movbx 1000Hmovds bxmoval 0 上面三條指令將10000H 1000 0 中的數(shù)據(jù)讀到al中 3 2DS和 address moval 0 已知的mov指令可完成的兩種傳送功能 1 將數(shù)據(jù)直接送入寄存器 2 將一個(gè)寄存器中的內(nèi)容送入另一個(gè)寄存器中 mov指令還可以將一個(gè)內(nèi)存單元中的內(nèi)容送入一個(gè)寄存器 3 2DS和 address 從哪個(gè)內(nèi)存單元送到哪個(gè)寄存器中呢 mov指令的格式 mov寄存器名 內(nèi)存單元地址 表示一個(gè)內(nèi)存單元 中的0表示內(nèi)存單元的偏移地址 那么內(nèi)存單元的段地址是多少呢 3 2DS和 address 執(zhí)行指令時(shí) 8086CPU自動(dòng)取DS中的數(shù)據(jù)為內(nèi)存單元的段地址 如何用mov指令從10000H中讀取數(shù)據(jù) 10000H表示為1000 0 段地址 偏移地址 將段地址1000H放入ds用moval 0 完成傳送 mov指令中的 說(shuō)明操作對(duì)象是一個(gè)內(nèi)存單元 中的0說(shuō)明這個(gè)內(nèi)存單元的偏移地址是0 它的段地址默認(rèn)放在ds中 如何把1000H送入ds 3 2DS和 address 如何把1000H送入ds 傳送指令movax 1相似的方式movds 1000H 8086CPU不支持將數(shù)據(jù)直接送入段寄存器的操作 ds是一個(gè)段寄存器 硬件設(shè)計(jì)的問(wèn)題 movds 1000H是非法的 數(shù)據(jù) 一般的寄存器 段寄存器 3 2DS和 address 問(wèn)題 寫(xiě)幾條指令 將al中的數(shù)據(jù)送入內(nèi)存單元10000H 思考后分析 分析問(wèn)題本質(zhì) 怎樣將數(shù)據(jù)從寄存器送入內(nèi)存單元 結(jié)論 movbx 1000Hmovds bxmov 0 al 一種合理的回答 3 3字的傳送 因?yàn)?086CPU是16位結(jié)構(gòu) 有16根數(shù)據(jù)線 所以 可以一次性傳送16位的數(shù)據(jù) 也就是一次性傳送一個(gè)字 問(wèn)題3 3 內(nèi)存中的情況如右圖 寫(xiě)出下面指令執(zhí)行后寄存器ax bx cx中的值 思考后看分析 單步跟蹤 3 3字的傳送 問(wèn)題3 3分析 問(wèn)題3 4 內(nèi)存中的情況如右圖 寫(xiě)出下面指令執(zhí)行后寄存器ax bx cx中的值 思考后看分析 單步跟蹤 3 3字的傳送 問(wèn)題3 4分析 3 4mov add sub指令 已學(xué)mov指令的幾種形式 mov寄存器 數(shù)據(jù)mov寄存器 寄存器mov寄存器 內(nèi)存單元mov內(nèi)存單元 寄存器mov段寄存器 寄存器根據(jù)已知指令進(jìn)行推測(cè) 3 4mov add sub指令 根據(jù)已知指令進(jìn)行推測(cè) mov段寄存器 寄存器 mov寄存器 段寄存器 驗(yàn)證 mov內(nèi)存單元 寄存器 mov內(nèi)存單元 段寄存器 mov段寄存器 內(nèi)存單元 驗(yàn)證 Debug mov段寄存器 寄存器 mov寄存器 段寄存器 add和sub指令同mov一樣 都有兩個(gè)操作對(duì)象 它們可以對(duì)段寄存器進(jìn)行操作嗎 請(qǐng)自行在Debug中試驗(yàn) 3 4mov add sub指令 3 5數(shù)據(jù)段 前面講過(guò) 對(duì)于8086PC機(jī) 我們可以根據(jù)需要將一組內(nèi)存單元定義為一個(gè)段 我們可以將一組長(zhǎng)度為N N 64K 地址連續(xù) 起始地址為16的倍數(shù)的內(nèi)存單元當(dāng)作專(zhuān)門(mén)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間 從而定義了一個(gè)數(shù)據(jù)段 比如我們用123B0H 123B9H這段空間來(lái)存放數(shù)據(jù) 段地址 123BH長(zhǎng)度 10字節(jié) 3 5數(shù)據(jù)段 如何訪問(wèn)數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)呢 將一段內(nèi)存當(dāng)作數(shù)據(jù)段 是我們?cè)诰幊虝r(shí)的一種安排 我們可以在具體操作的時(shí)候 用ds存放數(shù)據(jù)段的段地址 再根據(jù)需要 用相關(guān)指令訪問(wèn)數(shù)據(jù)段中的具體單元 示例 3 5數(shù)據(jù)段 我們將123B0H 123BAH的內(nèi)存單元定義為數(shù)據(jù)段 我們現(xiàn)在要累加這個(gè)數(shù)據(jù)段中的前3個(gè)單元中的數(shù)據(jù) 代碼如下 3 5數(shù)據(jù)段 問(wèn)題3 5寫(xiě)幾條指令 累加數(shù)據(jù)段中的前3個(gè)字型數(shù)據(jù) 思考后看分析 問(wèn)題3 5分析 注意 一個(gè)字型數(shù)據(jù)占兩個(gè)單元 所以偏移地址是0 2 4 3 1節(jié) 3 5節(jié)小結(jié) 1 字在內(nèi)存中存儲(chǔ)時(shí) 要用兩個(gè)地址連續(xù)的內(nèi)存單元來(lái)存放 字的低位字節(jié)存放在低地址單元中 高位字節(jié)存放再高地址單元中 2 用mov指令要訪問(wèn)內(nèi)存單元 可以在mov指令中只給出單元的偏移地址 此時(shí) 段地址默認(rèn)在DS寄存器中 3 address 表示一個(gè)偏移地址為address的內(nèi)存單元 3 1節(jié) 3 5節(jié)小結(jié) 續(xù) 4 在內(nèi)存和寄存器之間傳送字型數(shù)據(jù)時(shí) 高地址單元和高8位寄存器 低地址單元和低8位寄存器相對(duì)應(yīng) 5 mov add sub是具有兩個(gè)操作對(duì)象的指令 jmp是具有一個(gè)操作對(duì)象的指令 6 可以根據(jù)自己的推測(cè) 在Debug中實(shí)驗(yàn)指令的新格式 特別提示 特別提示 檢測(cè)點(diǎn)3 1 p52 沒(méi)有通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)請(qǐng)不要向下學(xué)習(xí) 3 6棧 我們研究棧的角度 棧是一種具有特殊的訪問(wèn)方式的存儲(chǔ)空間 它的特殊性就在于 最后進(jìn)入這個(gè)空間的數(shù)據(jù) 最先出去 可以用一個(gè)盒子和3本書(shū)來(lái)描述棧的操作方式 3 6棧 棧有兩個(gè)基本的操作 入棧和出棧 入棧 將一個(gè)新的元素放到棧頂 出棧 從棧頂取出一個(gè)元素 棧頂?shù)脑乜偸亲詈笕霔?需要出棧時(shí) 又最先被從棧中取出 棧的操作規(guī)則 LIFO LastInFirstOut 后進(jìn)先出 3 7CPU提供的棧機(jī)制 現(xiàn)今的CPU中都有棧的設(shè)計(jì) 8086CPU提供相關(guān)的指令來(lái)以棧的方式訪問(wèn)內(nèi)存空間 這意味著 我們?cè)诨?086CPU編程的時(shí)候 可以將一段內(nèi)存當(dāng)作棧來(lái)使用 3 7CPU提供的棧機(jī)制 8086CPU提供入棧和出棧指令 最基本的 PUSH 入棧 POP 出棧 pushax 將寄存器ax中的數(shù)據(jù)送入棧中 popax 從棧頂取出數(shù)據(jù)送入ax 8086CPU的入棧和出棧操作都是以字為單位進(jìn)行的 3 6棧 下面舉例說(shuō)明 我們可以將10000H 1000FH這段內(nèi)存當(dāng)作棧來(lái)使用 下面一段指令的執(zhí)行過(guò)程 movax 0123Hpushaxmovbx 2266Hpushbxmovcx 1122Hpushcxpopaxpopbxpopcx 3 6棧 指令序列的執(zhí)行過(guò)程演示注意 字型數(shù)據(jù)用兩個(gè)單元存放 高地址單元放高8位 低地址單元放低8位 是否有疑惑 兩個(gè)疑問(wèn) 兩個(gè)疑問(wèn) 1 CPU如何知道一段內(nèi)存空間被當(dāng)作棧使用 2 執(zhí)行push和pop的時(shí)候 如何知道哪個(gè)單元是棧頂單元 分析結(jié)論 任意時(shí)刻 SS SP指向棧頂元素 對(duì)于兩個(gè)疑問(wèn)的分析 回想 CPU如何指導(dǎo)當(dāng)前要執(zhí)行的指令所在的位置 寄存器CS和IP中存放著當(dāng)前指令的段地址和偏移地址 8086CPU中 有兩個(gè)寄存器 段寄存器SS存放棧頂?shù)亩蔚刂芳拇嫫鱏P存放棧頂?shù)钠频刂啡我鈺r(shí)刻 SS SP指向棧頂元素 push指令的執(zhí)行過(guò)程 pushax 1 SP SP 2 2 將ax中的內(nèi)容送入SS SP指向的內(nèi)存單元處 SS SP此時(shí)指向新棧頂 圖示 push指令的執(zhí)行過(guò)程 3 6棧 問(wèn)題3 6 如果我們將10000H 1000FH這段空間當(dāng)作棧 初始狀態(tài)棧是空的 此時(shí) SS 1000H SP 思考后看分析 問(wèn)題3 6分析 SP 0010H 問(wèn)題3 6分析 續(xù) 我們將10000H 1000FH這段空間當(dāng)作棧段 SS 1000H 棧空間大小為16字節(jié) 棧最底部的字單元地址為1000 000E 任意時(shí)刻 SS SP指向棧頂 當(dāng)棧中只有一個(gè)元素的時(shí)候 SS 1000H SP 000EH 問(wèn)題3 6分析 續(xù) 棧為空 就相當(dāng)于棧中唯一的元素出棧 出棧后 SP SP 2 SP原來(lái)為000EH 加2后SP 10H 所以 當(dāng)棧為空的時(shí)候 SS 1000H SP 10H 換個(gè)角度看 問(wèn)題3 6分析 續(xù) 換個(gè)角度看 任意時(shí)刻 SS SP指向棧頂元素 當(dāng)棧為空的時(shí)候 棧中沒(méi)有元素 也就不存在棧頂元素 所以SS SP只能指向棧的最底部單元下面的單元 該單元的偏移地址為棧最底部的字單元的偏移地址 2 棧最底部字單元的地址為1000 000E 所以?？諘r(shí) SP 0010H pop指令的執(zhí)行過(guò)程 popax 1 將SS SP指向的內(nèi)存單元處的數(shù)據(jù)送入ax中 2 SP SP 2 SS SP指向當(dāng)前棧頂下面的單元 以當(dāng)前棧頂下面的單元為新的棧頂 圖示 pop指令的執(zhí)行過(guò)程 注意 pop指令的執(zhí)行過(guò)程 注意 出棧后 SS SP指向新的棧頂1000EH pop操作前的棧頂元素 1000CH處的2266H依然存在 但是 它已不在棧中 當(dāng)再次執(zhí)行push等入棧指令后 SS SP移至1000CH 并在里面寫(xiě)入新的數(shù)據(jù) 它將被覆蓋 3 8棧頂超界的問(wèn)題 SS和SP只記錄了棧頂?shù)牡刂?依靠SS和SP可以保證在入棧和出棧時(shí)找到棧頂 可是 如何能夠保證在入棧 出棧時(shí) 棧頂不會(huì)超出棧空間 3 8棧頂超界的問(wèn)題 當(dāng)棧滿(mǎn)的時(shí)候再使用push指令入棧 ?？盏臅r(shí)候再使用pop指令出棧 都將發(fā)生棧頂超界問(wèn)題 棧頂超界是危險(xiǎn)的 3 8棧頂超界的問(wèn)題 棧頂超界是危險(xiǎn)的 因?yàn)槲覀兗热粚⒁欢慰臻g安排為棧 那么在?？臻g之外的空間里很可能存放了具有其他用途的數(shù)據(jù) 代碼等 這些數(shù)據(jù) 代碼可能是我們自己的程序中的 也可能是別的程序中的 畢竟一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并不是只有我們自己的程序在運(yùn)行 3 8棧頂超界的問(wèn)題 但是由于我們?cè)谌霔３鰲r(shí)的不小心 而將這些數(shù)據(jù) 代碼意外地改寫(xiě) 將會(huì)引發(fā)一連串的錯(cuò)誤 我們當(dāng)然希望CPU可以幫我們解決這個(gè)問(wèn)題 3 8棧頂超界的問(wèn)題 比如說(shuō)在CPU中有記錄棧頂上限和下限的寄存器 我們可以通過(guò)填寫(xiě)這些寄存器來(lái)指定棧空間的范圍 然后 CPU在執(zhí)行push指令的時(shí)候靠檢測(cè)棧頂上限寄存器 在執(zhí)行pop指令的時(shí)候靠檢測(cè)棧頂下限寄存器保證不會(huì)超界 實(shí)際情況 8086CPU中并沒(méi)有這樣的寄存器 3 8棧頂超界的問(wèn)題 8086CPU不保證對(duì)棧的操作不會(huì)超界 這就是說(shuō) 8086CPU只知道棧頂在何處 由SS SP指示 而不知道讀者安排的?？臻g有多大 這點(diǎn)就好像 CPU只知道當(dāng)前要執(zhí)行的指令在何處 由CS SP指示 而不知道讀者要執(zhí)行的指令有多少 從這兩點(diǎn)我們可以看出 3 8棧頂超界的問(wèn)題 8086CPU的工作機(jī)理 只考慮當(dāng)前的情況 當(dāng)前棧頂在何處 當(dāng)前要執(zhí)行的指令是哪一條 結(jié)論 3 8棧頂超界的問(wèn)題 結(jié)論 我們?cè)诰幊痰臅r(shí)候要自己操心棧頂超界的問(wèn)題 要根據(jù)可能用到的最大棧空間 來(lái)安排棧的大小 防止入棧的數(shù)據(jù)太多而導(dǎo)致的超界 執(zhí)行出棧操作的時(shí)候也要注意 以防?？盏臅r(shí)候繼續(xù)出棧而導(dǎo)致的超界 3 9push pop指令 push和pop指令是可以在寄存器和內(nèi)存之間傳送數(shù)據(jù)的 push和pop指令的格式 棧與內(nèi)存 ?？臻g當(dāng)然也是內(nèi)存空間的一部分 它只是一段可以以一種特殊的方式進(jìn)行訪問(wèn)的內(nèi)存空間 3 9push pop指令 push和pop指令的格式 1 push寄存器 將一個(gè)寄存器中的數(shù)據(jù)入棧pop寄存器 出棧 用一個(gè)寄存器接收出棧的數(shù)據(jù)例如 pushaxpopbx 3 9push pop指令 push和pop指令的格式 2 push段寄存器 將一個(gè)段寄存器中的數(shù)據(jù)入棧pop段寄存器 出棧 用一個(gè)段寄存器接收出棧的數(shù)據(jù)例如 pushdspopes 3 9push pop指令 push和pop指令的格式 3 push內(nèi)存單元 將一個(gè)內(nèi)存單元處的字入棧 棧操作都是以字為單位 pop內(nèi)存單元 出棧 用一個(gè)內(nèi)存字單元接收出棧的數(shù)據(jù)例如 push 0 pop 2 指令執(zhí)行時(shí) CPU要知道內(nèi)存單元的地址 可以在push pop指令中給出內(nèi)存單元的偏移地址 段地址在指令執(zhí)行時(shí) CPU從ds中取得 3 9push pop指令 問(wèn)題3 7編程 將10000H 1000FH這段空間當(dāng)作棧 初始狀態(tài)是空的 將AX BX DS中的數(shù)據(jù)入棧 思考后看分析 問(wèn)題3 7分析 3 9push pop指令 問(wèn)題3 8編程 1 將10000H 1000FH這段空間當(dāng)作棧 初始狀態(tài)是空的 2 設(shè)置AX 001AH BX 001BH 3 將AX BX中的數(shù)據(jù)入棧 4 然后將AX BX清零 5 從棧中恢復(fù)AX BX原來(lái)的內(nèi)容 思考后看分析 問(wèn)題3 8分析 結(jié)論 問(wèn)題3 8分析 從上面的程序我們看到 用棧來(lái)暫存以后需要恢復(fù)的寄存器中的內(nèi)容時(shí) 出棧的順序要和入棧的順序相反 因?yàn)樽詈笕霔５募拇嫫鞯膬?nèi)容在棧頂 所以在恢復(fù)時(shí) 要最先出棧 3 9push pop指令 問(wèn)題3 9編程 1 將10000H 1000FH這段空間當(dāng)作棧 初始狀態(tài)是空的 2 設(shè)置AX 002AH BX 002BH 3 利用棧 交換AX和BX中的數(shù)據(jù) 思考后看分析 問(wèn)題3 9分析 3 9push pop指令 問(wèn)題3 10我們?nèi)绻?0000H處寫(xiě)入字型數(shù)據(jù)2266H 可以用以下的代碼完成 movax 1000Hmovds axmov ax 2266Hmov 0 ax補(bǔ)全下面的代碼 3 9push pop指令 補(bǔ)全下面的代碼 完成同樣的功能 在10000H處寫(xiě)入字型數(shù)據(jù)2266H movax 2266Hpushax要求 不能使用 mov內(nèi)存單元 寄存器 這類(lèi)指令思考后看分析 問(wèn)題3 10分析 我們看需補(bǔ)全代碼的最后兩條指令 將ax中的2266H壓入棧中 也就是說(shuō) 最終應(yīng)由pushax將2266H寫(xiě)入10000H處 問(wèn)題的關(guān)鍵就在于 如何使pushax訪問(wèn)的內(nèi)存單元是10000H Push指令是入棧指令 注意執(zhí)行過(guò)程 完成程序 問(wèn)題3 10分析 續(xù) 完成的程序 movax 1000Hmovss axmovsp 2movax 2266Hpushax結(jié)論 問(wèn)題3 10分析 續(xù) 結(jié)論push pop實(shí)質(zhì)上就是一種內(nèi)存?zhèn)魉椭噶?可以在寄存器和內(nèi)存之間傳送數(shù)據(jù) 與mov指令不同的是 push和pop指令訪問(wèn)的內(nèi)存單元的地址不是在指令中給出的 而是由SS SP指出的 同時(shí) push和pop指令還要改變SP中的內(nèi)容 問(wèn)題3 10分析 續(xù) 我們要十分清楚的是 push和pop指令同mov指令不同 CPU執(zhí)行mov指令只需一步操作 就是傳送 而執(zhí)行push pop指令卻需要兩步操作 執(zhí)行push時(shí) 先改變SP 后向SS SP處傳送 執(zhí)行pop時(shí) 先讀取SS SP處的數(shù)據(jù) 后改變SP 注意 push pop等棧操作指令 修改的只是SP 也就是說(shuō) 棧頂?shù)淖兓秶畲鬄?0 FFFFH 提供 SS SP指示棧頂 改變SP后寫(xiě)內(nèi)存的入棧指令 讀內(nèi)存后改變SP的出棧指令 這就是8086CPU提供的棧操作機(jī)制 棧的綜述 1 8086CPU提供了棧操作機(jī)制 方案如下 在SS SP中存放棧頂?shù)亩蔚刂泛推频刂?提供入棧和出棧指令 他們根據(jù)SS SP指示的地址 按照棧的方式訪問(wèn)內(nèi)存單元 2 push指令的執(zhí)行步驟 1 SP SP 2 2 向SS SP指向的字單元中送入數(shù)據(jù) 3 pop指令的執(zhí)行步驟 1 從SS SP指向的字單元中讀取數(shù)據(jù) 2 SP SP 2 棧的綜述 續(xù) 4 任意時(shí)刻 SS SP指向棧頂元素 5 8086CPU只記錄棧頂 ?？臻g的大小我們要自己管理 6 用棧來(lái)暫存以后需要恢復(fù)的寄存器的內(nèi)容時(shí) 寄存器出棧的順序要和入棧的順序相反 7 push pop實(shí)質(zhì)上是一種內(nèi)存?zhèn)魉椭噶?注意它們的靈活應(yīng)用 棧是一種非常重要的機(jī)制 一定要深入理解 靈活掌握 3 10棧段 前面講過(guò) 對(duì)于8086PC機(jī) 在編程時(shí) 我們可以根據(jù)需要 將一組內(nèi)存單元定義為一個(gè)段 我們可以將長(zhǎng)度為N N 64K 的一組地址連續(xù) 起始地址為16的倍數(shù)的內(nèi)存單元 當(dāng)作棧來(lái)用 從而定義了一個(gè)棧段 3 10棧段 比如我們將10010H 1001FH這段長(zhǎng)度為16字節(jié)的內(nèi)存空間當(dāng)作棧來(lái)用 以棧的方式進(jìn)行訪問(wèn) 這段空間就可以成為棧段 段地址為1000H 大小為16字節(jié) 3 10棧段 將一段內(nèi)存當(dāng)作棧段 僅僅是我們?cè)诰幊虝r(shí)的一種安排 CPU并不會(huì)由于這種安排 就在執(zhí)行push pop等棧操作指令時(shí)就自動(dòng)地將我們定義的棧段當(dāng)作?？臻g來(lái)訪問(wèn) 如何使的如push pop等棧操作指令訪問(wèn)我們定義的棧段呢 將SS SP指向我們定義的棧段 3 10棧段 問(wèn)題3 11如果我們將10000H 1FFFFH這段空間當(dāng)作棧段 初始狀態(tài)是空的 此時(shí) SS 1000H SP 思考后看分析 問(wèn)題3 11分析 我們將10000H 1FFFFH這段空間當(dāng)作棧段 SS 1000H 棧空間大小為64KB 棧最底部的字單元地址為1000 FFFE 任意時(shí)刻 SS SP指向棧頂 當(dāng)棧中只有一個(gè)元素的時(shí)候 SS 1000H SP FFFEH 問(wèn)題3 11分析 棧為空 就相當(dāng)于棧中唯一的元素出棧 出棧后 SP SP 2 SP原來(lái)為FFFEH 加2后SP 0 所以 當(dāng)棧為空的時(shí)候 SS 1000H SP 0 換個(gè)角度看 問(wèn)題3 11分析 續(xù) 換個(gè)角度看任意時(shí)刻 SS SP指向棧頂元素 當(dāng)棧為空的時(shí)候 棧中沒(méi)有元素 也就不存在棧頂元素 所以SS SP只能指向棧的最底部單元下面的單元 該單元的偏移地址為棧最底部的字單元的偏移地址 2 棧最底部字單元的地址為1000 FFFE 所以?？諘r(shí) SP 0000H 問(wèn)題3 12 一個(gè)棧段最大可以設(shè)為多少 為什么 思考后看分析 問(wèn)題3 12分析 一個(gè)棧段最大可以設(shè)為多少 分析 這個(gè)問(wèn)題顯而易見(jiàn) 提出來(lái)只是為了提示我們將相關(guān)的知識(shí)融會(huì)起來(lái) 首先從棧操作指令所完成的功能的角度上來(lái)看 push pop等指令在執(zhí)行的時(shí)候只修改SP 問(wèn)題3 12分析 所以棧頂?shù)淖兓秶? FFFFH 從?？諘r(shí)候的SP 0 一直壓棧 直到棧滿(mǎn)時(shí)SP 0 如果再次壓棧 棧頂將環(huán)繞 覆蓋了原來(lái)?xiàng)Ｖ械膬?nèi)容 所以一個(gè)棧段的容量最大為64KB 段的綜述 我們可以將一段內(nèi)存定義為一個(gè)段 用一個(gè)段地址指示段 用偏移地址訪問(wèn)段內(nèi)的單元 這完全是我們自己的安排 我們可以用一個(gè)段存放數(shù)據(jù) 將它定義為 數(shù)據(jù)段 我們可以用一個(gè)段存放代碼 將它定義為 代碼段 我們可以用一個(gè)段當(dāng)作棧 將它定義為 棧段 段的綜述 續(xù) 我們可以這樣安排 但若要讓CPU按照我們的安排來(lái)訪問(wèn)這些段 就要 對(duì)于數(shù)據(jù)段 將它的段地址放在DS中 用mov add sub等訪問(wèn)內(nèi)存單元的指令時(shí) CPU就將我們定義的數(shù)據(jù)段中的內(nèi)容當(dāng)作數(shù)據(jù)段來(lái)訪問(wèn) 段的綜述 續(xù) 對(duì)于代碼段 將它的段地址放在CS中 將段中第一條指令的偏移地址放在IP中 這樣CPU就將執(zhí)行我們定義的代碼段中的指令 段的綜述 續(xù) 對(duì)于棧段 將它的段地址放在SS中 將棧頂單元的偏移地置放在SP中 這樣CPU在需要進(jìn)行棧操作的時(shí)候 比如執(zhí)行push pop指令等 就將我們定義的棧段當(dāng)作棧空間來(lái)用 段的綜述 續(xù) 可見(jiàn) 不管我們?nèi)绾伟才?CPU將內(nèi)存中的某段內(nèi)存當(dāng)作代碼 是因?yàn)镃S IP指向了那里 CPU將某段內(nèi)存當(dāng)作棧 是因?yàn)镾S IP指向了那里 段的綜述 續(xù) 我們一定要清楚 什么是我們的安排 以及如何讓CPU按我們的安排行事 要非常的清楚CPU的工作機(jī)理 才能在控制CPU來(lái)按照我們的安排運(yùn)行的時(shí)候做到游刃有余 段的綜述 續(xù) 比如我們將10000H 1001FH安排為代碼段 并在里面存儲(chǔ)如下代碼 movax 1000Hmovss axmovsp 0020H 初始化棧頂movax csmovds ax 設(shè)置數(shù)據(jù)段段地址movax 0 addax 2 movbx 4 addbx 6 pushaxpushbxpopaxpopbx 段的綜述 續(xù) 設(shè)置CS 1000H IP 0 這段代碼將得到執(zhí)行 可以看到 在這段代碼中 我們又將10000H 1001FH安排為棧段和數(shù)據(jù)段 10000H 1001FH這段內(nèi)存 既是代碼段 又是棧段和數(shù)據(jù)段 段的綜述 續(xù) 一段內(nèi)存 可以既是代碼的存儲(chǔ)空間 又是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間 還可以是?？臻g 也可以什么也不是 關(guān)鍵在于CPU中寄存器的設(shè)置 即 CS IP SS SP DS的指向 特別提示 檢測(cè)點(diǎn)3 2 p66 沒(méi)有通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)請(qǐng)不要向下學(xué)習(xí) 小結(jié) 匯編語(yǔ)言 課件 王爽著 清華大學(xué)出版社 制作工具 MicrosoftPowerPoint2003 本課件由匯編網(wǎng) 制作提供 第4章第1個(gè)程序 4 1一個(gè)源程序從寫(xiě)出到執(zhí)行的過(guò)程4 2源程序4 3編輯源程序4 4編譯4 5連接4 6以簡(jiǎn)化的方式進(jìn)行編譯和連接4 71 exe的執(zhí)行4 8可執(zhí)行文件中的程序裝入內(nèi)存并運(yùn)行的原理4 9程序執(zhí)行過(guò)程的跟蹤 引言 現(xiàn)在我們將開(kāi)始編寫(xiě)完整的匯編語(yǔ)言程序 用編譯器將它們編譯成為可執(zhí)行文件 如 exe文件 在操作系統(tǒng)中運(yùn)行 這一章 我們將編寫(xiě)第一個(gè)這樣的程序 4 1一個(gè)源程序從寫(xiě)出到執(zhí)行的過(guò)程 一個(gè)匯編語(yǔ)言程序從寫(xiě)出到最終執(zhí)行的簡(jiǎn)要過(guò)程 編寫(xiě) 編譯 連接 執(zhí)行演示 編寫(xiě)匯編源程序 使用文本編輯器 如Edit 記事本等 用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)匯編源程序 對(duì)源程序進(jìn)行編譯連接 使用匯編語(yǔ)言編譯程序?qū)υ闯绦蛭募械脑闯绦蜻M(jìn)行編譯 產(chǎn)生目標(biāo)文件 再用連接程序?qū)δ繕?biāo)文件進(jìn)行連接 生成可在操作系統(tǒng)中直接運(yùn)行的可執(zhí)行文件 可執(zhí)行文件 可執(zhí)行文件中包含兩部分內(nèi)容 程序 從原程序中的匯編指令翻譯過(guò)來(lái)的機(jī)器碼 和數(shù)據(jù) 源程序中定義的數(shù)據(jù) 相關(guān)的描述信息 比如 程序有多大 要占多少內(nèi)存空間等 執(zhí)行可執(zhí)行文件中的程序 在操作系統(tǒng)中 執(zhí)行可執(zhí)行文件中的程序 操作系統(tǒng)依照可執(zhí)行文件中的描述信息 將可執(zhí)行文件中的機(jī)器碼和數(shù)據(jù)加載入內(nèi)存 并進(jìn)行相關(guān)的初始化 比如 設(shè)置CS IP指向第一條要執(zhí)行的指令 然后由CPU執(zhí)行程序 4 2源程序 匯編指令偽指令XXXsegmentXXXendsendassume 4 2源程序 匯編指令有對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼的指令 可以被編譯為機(jī)器指令 最終為CPU所執(zhí)行 4 2源程序 偽指令沒(méi)有對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼的指令 最終不被CPU所執(zhí)行 誰(shuí)來(lái)執(zhí)行偽指令呢 偽指令是由編譯器來(lái)執(zhí)行的指令 編譯器根據(jù)偽指令來(lái)進(jìn)行相關(guān)的編譯工作 定義一個(gè)段 segment和ends是一對(duì)成對(duì)使用的偽指令 這是在寫(xiě)可被編譯器編譯的匯編程序時(shí) 必須要用到的一對(duì)偽指令 segment和ends的功能是定義一個(gè)段 segment說(shuō)明一個(gè)段開(kāi)始 ends說(shuō)明一個(gè)段結(jié)束 一個(gè)段必須有一個(gè)名稱(chēng)來(lái)標(biāo)識(shí) 使用格式為 段名segment段名ends 定義一個(gè)段 一個(gè)匯編程序是由多個(gè)段組成的 這些段被用來(lái)存放代碼 數(shù)據(jù)或當(dāng)作棧空間來(lái)使用 一個(gè)有意義的匯編程序中至少要有一個(gè)段 這個(gè)段用來(lái)存放代碼 程序結(jié)束標(biāo)記 End是一個(gè)匯編程序的結(jié)束標(biāo)記 編譯器在編譯匯編程序的過(guò)程中 如果碰到了偽指令end 就結(jié)束對(duì)源程序的編譯 如果程序?qū)懲炅?要在結(jié)尾處加上偽指令end 否則 編譯器在編譯程序時(shí) 無(wú)法知道程序在何處結(jié)束 注意 不要搞混了end和ends 寄存器與段的關(guān)聯(lián)假設(shè) assume 含義為 假設(shè) 它假設(shè)某一段寄存器和程序中的某一個(gè)用segment ends定義的段相關(guān)聯(lián) 通過(guò)assume說(shuō)明這種關(guān)聯(lián) 在需要的情況下 編譯程序可以將段寄存器和某一個(gè)具體的段相聯(lián)系 4 2源程序 源程序中的 程序 匯編源程序 偽指令 編譯器處理 匯編指令 編譯為機(jī)器碼 程序 源程序中最終由計(jì)算機(jī)執(zhí)行 處理的指令或數(shù)據(jù) 注意 注意 我們可以將源程序文件中的所有內(nèi)容稱(chēng)為源程序 將源程序中最終由計(jì)算機(jī)執(zhí)行處理的指令或數(shù)據(jù) 成為程序 程序最先以匯編指令的形式存在源程序中 經(jīng)編譯 連接后轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器碼 存儲(chǔ)在可執(zhí)行文件中 圖示 程序經(jīng)編譯連接后變?yōu)闄C(jī)器碼 4 2源程序 標(biāo)號(hào)一個(gè)標(biāo)號(hào)指代了一個(gè)地址 codesg 放在segment的前面 作為一個(gè)段的名稱(chēng) 這個(gè)段的名稱(chēng)最終將被編譯 連接程