第四章 Pentium指令系统与汇编语言编程

此图是Pentium指令系统与汇编语言编程的思维导图。其中包含Pentium指令系统概述、通用整数指令及应用、汇编语言程序、常用伪指令语句、汇编语言编程入门等具体知识。

第四章Pentium指令系统与汇编语言编程

• 4.1Pentium指令系统概述
  • 4.1.1Pentium指令系统特点
    • 1.采用变字节指令格式
    • 2.大多可采用任意的通用寄存器
    • 3.指令操作数可以是0到3不等
    • 4.指令的编码由5个基本字段和1个附加字段构成
      • 操作码字段
      • 寄存器/存储器寻址方式字段
      • 比例-变址-基址字段
      • 位移量字段
      • 立即数字段
      • 前缀字段
  • Pentium指令分类
    • 数据传送类指令
    • 算术运算类指令
    • 逻辑运算与移位指令
    • 控制类转移指令
• 4.2通用整数指令及应用
  • 4.2.1数据传送类指令
    • 1.通用数据传送指令
      • 1.传送类指令MOV
        • 1.源操作数可以为字节数，字和双字数据，但两者类型要一致
        • 2.源操作数可以是通用寄存器，段寄存器，存储器或者立即数，目的操作数允许是通用寄存器，除CS之外的段寄存器或存储器
        • 3.立即数不能为目的操作数
        • 4.源操作数和目的操作数不能同时作为段寄存器
        • 5.正确使用基址，变址寄存器
    • 2.堆栈指令
      • 1.压栈指令PUSH
      • 2.弹栈指令POP
      • 3.注意
        • 1.PUSH和POP要成对出现
        • 2.压栈顺序为先压搞字节，后压低字节，弹栈是先弹低字节，后弹高字节
    • 3.地址传送指令
      • 1.装入有效地址LEA
        • 作用：将源操作数的有效地址送到指定的寄存器
      • 2.装入全地址指针指令LDS/LES/LFS/LGS/LSS
        • 作用：将全地址指针装入段寄存器和通用寄存器中
    • 4.输入/输出指令
      • 1.输入指令IN
        • 功能：将指定端口中的内容传送到累加器AL/AX/EAX中
      • 2.输出指令OUT
        • 功能：将累加器AL/AX/EAX中的内容传送到指定8位16位或者32位I/O端口中。
  • 4.2.2算术运算类指令
    • 1.加/减法指令
      • 1.不带进位的加/减法指令ADD/SUB
        • 作用：目的操作数+/-源操作数→目的操作数
      • 2.带进位的加/减法指令ADC/SBB
        • 功能：目的操作数+/-源操作数+/-CF→目的操作数
      • 3.加1/减1指令INC/DEC
        • 功能：将目的操作数内容加1/减1，结果仍然保留在目的操作数中
      • 4.整数变反（求补）指令NEG
        • 功能：0-目的操作数→目的操作数
      • 5.比较指令CMP
        • 功能：目的操作数-源操作数（和SUB都为减法，但是不改变目的操作数）
    • 2.乘/除法指令
      • 1.乘法指令MUL/IMUL
        • 介绍：MUL为无符号数指令，IMUL为有符号数指令
        • 使用：MUL/IMUL 源操作数
        • 源操作数为字节型：AL*源操作数→AX
        • 源操作数为字型：AX×源操作数→DX：AX
        • 源操作数为双字型数据：EAX×源操作数→EDX：EAX
      • 2.除法指令DIV/IDIV
        • 字节时：AX/源操作数，商存AL，余数存AH
        • 源操作数为字时： （DX：AX）/（源操作数），商存AX，余数存DX
        • 双字：（EDX：EAX）/（源操作数），商存EAX，余数存EDX
  • 4.2.3逻辑运算和移位指令
    • 1.AND逻辑与
      • 作用：清零
    • 2.OR逻辑或
      • 作用：置位
    • 3.XOR异或
      • 作用：取反
    • 4.TEST测试
      • 作用：与AND类似，区别在于TEST不因操作改变目的操作数，而AND改变
    • 5.NOT非
    • 6.移位指令
      • 1.开环移位指令
        • 算术左移SAL
        • 逻辑左移AHL
        • 算术右移SAR
        • 逻辑右移SHR
      • 2.循环移位指令
        • 循环左移ROL
        • 循环右移ROR
        • 带进位循环左移RCL
        • 带进位循环右移RCR
  • 4.2.4串操作符指令
  • 4.2.5控制类转移指令
    • 1.无条件转移指令JMP
      • 1.段内直接短转移：格式：JMP SHORT 目标标号
      • 2.段内直接转移：格式：JMP 目标标号
      • 3.段间直接转移：格式：JMP FAR PTR 目标标号
      • 4.段内间接转移：JMP 通用寄存器 JMP 寄存器
    • 2.条件转移指令
      • 格式：JCC 短标号/近标号 P138页
    • 3.调用指令与返回指令
      • 1.调用指令CALL
        • 说明：与JMP类似，但是会保存断点和地址进栈操作
      • 2.返回指令
        • RET
          • 不带参数返回指令
        • RET 参数
          • 带参数返回指令
        • 通过弹栈操作返回调用前的IP和CS值
    • 4.循环控制指令
      • LOOP
        • 内容减一判断CX是否为0
      • LOOPE/LOOPZ
        • 内容减一判断CX是否为0和零标志ZF是否为1
      • LOOPNE/LOOPNZ
        • 内容减一判断CX是否为零和零标志ZF是否为0
    • 5.中断和中断返回指令
      • INT n
        • 软中断指令，产生一个八位立即数指定中断信号软中断，先将标志寄存器和断点地址压栈，并将标志位TF和IF清零，然后转向断点
      • INTO
        • 溢出中断指令
      • IRET
        • 中断返回指令
  • 4.2.6处理器控制类指令
    • 1.标志位操作指令
      • CLC清进位指令
      • STC置进位指令
      • CMC进位取反指令
      • CLD清方向标志指令
      • STD置方向标志指令
      • CLI关中断指令
      • STI开中断指令
    • 2.外同步指令和空操作指令
      • HLT，使CPU暂停程序执行
      • WAIT，使CPU等待状态
      • ESC，交权给外部处理器
      • LOCK前缀命令
      • NOP，空操作
• 4.3汇编语言程序概述
  • 4.3.1汇编语言程序的特点
    • 介于机器语言和高级语言之间的，采用助记符表示的程序设计语言，代码精简，占内存少，执行速度快
  • 4.3.2汇编语言程序结构
    • 以逻辑段为基础，按段的概念来组织代码和数据
  • 4.3.3汇编语言语句格式
    • 伪指令语句：［名字］定义符 ［操作数］［；注释］
• 4.4常用伪指令语句
  • 4..4.1方式选择伪指令
    • 放头部作为源程序第一条语句，详细见P146
  • 4.4.2逻辑段定义伪指令
    • 1.完整段定义伪指令
      • 1.段定义语句
        • 格式：段名 SEGMENT ［定位类型］［，组合类型］［，字长选择］［，‘类别’］
        • 功能：逻辑段定界语句，段名指名段基址
      • 2.段寄存器说明语句
        • 格式：ASSUME 段寄存器：段名［，段寄存器：段名，……］
        • 功能：说明源程序中定义的段分别由哪个寄存器去寻址
    • 2.简化段定义伪指令
      • 1.段次序语句DOSSEG
        • 功能：用于规定各逻辑段在内存的顺序按DOS段次序约定排序
      • 2.内存模式语句.MODEL
        • 功能：用于指定数据段和代码段允许使用的长度
      • 3.段语句
        • .CODE代码段语句
        • .STACK堆栈段语句
        • .DATA初始化近程数据段语句
        • .DATA非初始化近程数据段语句
  • 4.4.3数据定义伪指令
    • 1.常数定义伪指令
      • 1.赋值伪指令
        • 格式：符号名 EQU 表达式
        • 功能：用符号名代替表达式的值
      • 2.等号伪指令
        • 格式：符号名＝表达式
    • 2.变量定义伪指令
      • 格式：［变量名］DB/DW/DD/DF/DQ/DT 数据项［，数据项，…，数据项］
      • 功能：为数据项或者项表分配存储空间，给它们赋值，DB，DW，DD，DF，DQ，DT分别定义8位（字节），16位（字），32位（双字），48位（长字），64位（四字）和80位（十字节）数据
  • 4.4.4过程与宏定义伪指令
    • 1.过程定义伪指令
      • 格式：过程名 PROC［属性］…… ［RET］…… RET 过程名 ENDP
      • 功能：过程由过程定义伪指令PROC和ENDP分别定义过程伪指令的开始和结束
      • 注意问题：必须至少包含一条RET指令，允许嵌套调用
    • 2.宏定义伪指令
      • 格式：宏名 MACRO［形式参数表］…… ENDM
      • 说明：一经定义就可以在源程序任何地方调用
      • 宏调用格式：宏名［实际参数表］
      • 注意：1.标号要用LOCAL伪指令说明为局部标号，类型要一致
    • 3.宏和过程比较
      • 1.宏操作能直接传递和接受参数，过程不能
      • 2.子程序不论调用多少次都只被汇编一次，宏指令调用多少次就汇编多少次
      • 3.引入宏操作不会在执行目标代码时增加额外的时间开销
• 4.5汇编语言编程入门
  • 4.5.1汇编语言程序的开发过程
    • 开始于需求分析，根据需求和规模等因素划分模块，进而确定各个功能模块的求解算法和数据结构
  • 4.5.2基本结构程序设计
    • 1.顺序程序设计
      • 特点：顺序执行，无分支，无循环，也无转移
    • 2.分支程序设计
      • 1.利用比较与条件转移指令实现分支
      • 2.利用跳转表实现分支
    • 3.循环程序设计
      • 1.计数控制循环程序
      • 2.条件/状态控制循环程序
  • 4.5.3子程序设计与调用
    • 1.主程序与子程序的接口
    • 2.主程序与子程序间的参数传递
      • 1.寄存器传递参数
      • 2.存储器传递参数
      • 3.堆栈传递参数
  • 4.5.4DOS/BIOS功能调用
    • 1.DOS功能调用
      • 1.DOS01H号功能调用
        • 功能：从标准输入设备中输入一个字符，并将其ASCALL码值送入AL寄存器，同时将该字符显示在屏幕上
        • 调用方式：MOV AH，01H INT 21H
        • 出口参数：从AL中为输入字符的ASCALL码值
      • 2.DOS02H号功能调用
        • 功能：将DL寄存器中的字符输出到标准输出设备
        • 入口参数：DL寄存器中存放要输出字符的ASCALL码值
        • 调用方式：MOV AH，02H INT 21H（无出口参数）
      • 3.DOS的08H号功能调用
        • 功能：不带回显的键盘输入。除了读到的字符不在屏幕上显示外，与01H号功能相同
      • 4.DOS的09号功能调用
        • 功能：将一个以‘$’字符结束的字符输出到显示器
        • 入口参数：DS：DX指向内存中要显示的一个以‘$’字符结尾的字符串首地址
        • 调用方式：MOV AH ， 09H INT 21H（无出口参数）
      • 5.DOS的0AH号功能调用
        • 功能：从键盘输入字符并将字符输入到缓冲区，同时显示字符串，用Enter结束字符串，若字符串超过规定的长度则响铃并忽略超出长度的字符
        • 入口参数：DS：DX指向的缓冲区首地址
        • 调用方式：MOV AH，0AH INT 21H