汇编语言_基础知识(二)课件

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1、第1章 汇编语言基础知识,（二）,2,1.5 8086微处理器,1.5.1 8086的功能结构 1.5.2 8086的寄存器组 1.5.3 存储器组织与段寄存器,3,1.5.1 8086的功能结构,微处理器是微机的硬件核心，主要包含指令执行的运算和控制部件，还有多种寄存器 对程序员来说，微处理器抽象为以名称存取的寄存器 8086内部结构有两个功能模块，完成一条指令的取指和执行功能 总线接口单元BIU：负责读取指令和操作数 执行单元EU ：负责指令译码和执行,8086的内部结构,执行,1.5.2 8086的寄存器组,6,8086的通用寄存器,8086的16位通用寄存器是： AXBXCXDX SI

2、DIBPSP 其中前4个数据寄存器都还可以分成高8位和低8位两个独立的寄存器 8086的8位通用寄存器是： AHBHCHDH ALBLCLDL 对其中某8位的操作，并不影响另外对应8位的数据,7,例：(AX)=6666H (BX)=00AAH 则： ADD AX，BX ；（AX）=（AX）+（BX） 执行后： （AX）=6710H,如果加法语句改为： ADD AL，BL ；（AL）=（AL）+（BL） 执行后： （AX）=？,6610H,8,1、数据寄存器,数据寄存器 用来存放计算的结果和操作数，也可以存放地址 每个寄存器又有它们各自的专用目的 AX累加器，使用频度最高，用于算术、逻辑运算以及

3、与外设传送信息等； BX基址寄存器，常用做存放存储器地址； CX计数器，作为循环和串操作等指令中的隐含计数器； DX数据寄存器，常用来存放双字长数据的高16位，或存放外设端口地址。,9,2、变址及指针寄存器,变址寄存器常用于存储器寻址时提供地址 SI是源变址寄存器 DI是目的变址寄存器 指针寄存器 用于寻址内存堆栈内的数据 SP为堆栈指针寄存器，指示栈顶的偏移地址，不能再用于其他目的，具有专用目的 BP为基址指针寄存器，表示数据在堆栈段中的基地址 SI和DI在串操作指令有特殊用法 SP和BP寄存器与SS段寄存器联合使用确定堆栈段中的存储单元地址,10,堆栈（Stack）,堆栈是主存中一个特殊的

4、区域 它采用先进后出FILO（First In Last Out）或后进先出LIFO（Last In First Out）的原则进行存取操作，而不是随机存取操作方式 堆栈通常由处理器自动维持 在8086中，由堆栈段寄存器SS和堆栈指针寄存器SP共同指示,11,3、指令指针IP,指令指针寄存器IP，指示代码段中指令的偏移地址 它与代码段寄存器CS联用，确定下一条指令的物理地址 计算机通过CS : IP寄存器来控制指令序列的执行流程 IP寄存器是一个专用寄存器,12,4、标志寄存器,标志（Flag）用于反映指令执行结果或控制指令执行形式，形成16位标志寄存器FLAGS（程序状态字PSW寄存器） 状

5、态标志用来记录程序运行结果的状态信息，许多指令的执行都将相应地设置它 CF ZF SF PF OF AF 控制标志可由程序根据需要用指令设置，用于控制处理器执行指令的方式 DF IF TF,13,进位标志CF（Carry Flag）,当运算结果的最高有效位有进位（加法）或借位（减法）时，进位标志置1，即CF = 1；否则CF = 0。,3AH + 7CHB6H，没有进位：CF = 0 AAH + 7CH（1）26H，有进位：CF = 1,14,零标志ZF（Zero Flag）,若运算结果为0，则ZF = 1；否则ZF = 0,3AH + 7CHB6H，结果不是零：ZF = 0 84H + 7C

6、H（1）00H，结果是零：ZF = 1,注意：ZF为1表示的结果是0,15,符号标志SF（Sign Flag）,运算结果最高位为1，则SF = 1；否则SF = 0,3AH + 7CHB6H，最高位D71：SF = 1 84H + 7CH（1）00H，最高位D70：SF = 0,有符号数据用最高有效位表示数据的符号 所以，最高有效位就是符号标志的状态,16,奇偶标志PF（Parity Flag）,当运算结果最低字节中“1”的个数为零或偶数时，PF = 1；否则PF = 0,3AH + 7CHB6H10110110B 结果中有5个1，是奇数：PF = 0,PF标志仅反映最低8位中“1”的个数是偶

7、或奇，即使是进行16位字操作,17,溢出标志OF（Overflow Flag）,若算术运算的结果有溢出，则OF1；否则 OF0,3AH + 7CHB6H，产生溢出：OF = 1 AAH + 7CH（1）26H，没有溢出：OF = 0,问题 什么是溢出？ 溢出和进位有什么区别？ 处理器怎么处理，程序员如何运用？ 如何判断是否溢出？,18,什么是溢出针对有符号数,处理器内部以补码表示有符号数 8位表达的整数范围是：127128 16位表达的范围是：3276732768 如果运算结果超出这个范围，就产生了溢出 有溢出，说明有符号数的运算结果不正确,3AH7CHB6H，就是58124182， 已经超出

8、128127范围，产生溢出，故OF1； 另一方面，补码B6H表达真值是-74， 显然运算结果也不正确,19,溢出和进位,溢出标志OF和进位标志CF是两个意义不同的标志 进位标志表示无符号数运算结果是否超出范围，超出范围后加上进位或借位运算结果仍然正确； 溢出标志表示有符号数运算结果是否超出范围，超出范围后运算结果不正确。,20,溢出和进位的对比,例1：3AH + 7CHB6H 无符号数运算：58124182 范围内，无进位 有符号数运算： 58124182 范围外，有溢出,例2：AAH + 7CH（1）26H 无符号数运算：170124294 范围外，有进位 有符号数运算：8612428 范围

9、内，无溢出,21,如何运用溢出和进位,处理器对两个操作数进行运算时，按照无符号数求得结果，并相应设置进位标志CF；同时，根据是否超出有符号数的范围设置溢出标志OF 应该利用哪个标志，则由程序员来决定。也就是说，如果将参加运算的操作数认为是无符号数，就应该关心进位；认为是有符号数，则要注意是否溢出,22,溢出的判断,判断运算结果是否溢出的简单规则： 只有当两个相同符号数相加（包括不同符号数相减），而运算结果的符号与原数据符号相反时，产生溢出；因为，此时的运算结果显然不正确 其他情况下，则不会产生溢出,23,辅助进位标志AF（Auxiliary Carry Flag）,3AH + 7CHB6H，D

10、3有进位：AF = 1,运算时D3位（低半字节）有进位或借位时，AF = 1；否则AF = 0。,这个标志主要由处理器内部使用，用于十进制算术运算调整指令中，用户一般不必关心,24,方向标志DF（Direction Flag）,用于串操作指令，控制地址的变化方向： 设置DF0，存储器地址自动增加； 设置DF1，存储器地址自动减少。,CLD指令复位方向标志：DF0 STD指令置位方向标志：DF1,25,中断允许标志IF（Interrupt-enable Flag）,用于控制外部可屏蔽中断是否可以被处理器响应： 设置IF1，则允许中断； 设置IF0，则禁止中断。,CLI指令复位中断标志：IF0 S

11、TI指令置位中断标志：IF1,26,陷阱标志TF（Trap Flag）,用于控制处理器进入单步操作方式： 设置TF0，处理器正常工作； 设置TF1，处理器单步执行指令。,单步执行指令处理器在每条指令执行结束时，便产生一个编号为1的内部中断 这种内部中断称为单步中断 所以TF也称为单步标志 利用单步中断可对程序进行逐条指令的调试 这种逐条指令调试程序的方法就是单步调试,27,28,1.5.3 存储器组织与段寄存器,数据信息的表达单位 数据的存储格式 存储单元及其存储内容 多字节数据存放方式 数据的地址对齐 存储器的分段管理 物理地址和逻辑地址 存储器的分段,29,1、数据信息的表达单位,计算机中

12、信息的单位 二进制位Bit：存储一位二进制数：0或1 字节Byte：8个二进制位，D7D0 字Word：16位，2个字节，D15D0 双字DWord：32位，4个字节，D31D0 最低有效位LSB：数据的最低位，D0位 最高有效位MSB：数据的最高位，对应字节、字、双字分别指D7、D15、D31位,30,2、数据的存储格式,低地址,31,存储单元及其存储内容,主存储器需要利用地址区别 每个存储单元都有一个编号；被称为存储器地址 每个存储单元存放一个字节的内容,0002H单元存放有一个数据34H 表达为0002H34H,32,多字节数据存放方式,多字节数据在存储器中占连续的多个存储单元： 存放：

13、低字节存入低地址，高字节存入高地址 表达：用低地址表示多字节数据占据的地址空间,2号“字”单元的内容为： 0002H = 1234H 2号“双字”单元的内容为： 0002H = 78561234H,80 x86处理器采用“低对低、高对高”：小端方式Little Endian,33,数据的地址对齐,同一个存储器地址可以是字节单元地址、字单元地址、双字单元地址等等 字单元安排在偶地址（xxx0B）、双字单元安排在模4地址（xx00B）等，被称为“地址对齐（Align）” 对于不对齐地址的数据，处理器访问时，需要额外的访问存储器时间；应该将数据的地址对齐，以取得较高的存取速度,34,存储器的分段管理

14、,为什么要分段？,8086 CPU有20条地址线 最大可寻址空间为2201MB 物理地址范围从00000HFFFFFH 问题： CPU内部的寄存器都是16位，如何表示出20位的地址？,办法： 分两次提供16位的地址再组成一个20位的地址。,35,36,存储器的分段管理,37,存储器的分段管理,规定段地址必须取为小段首址，从0地址单元开始，每16个单元为一小段。,按20位地址对1M存储器编址如下：,段地址如何表示？,00000H 00001H 00002H 0000EH 0000FH 00010H 00011H 00012H 0001EH 0001FH 00020H 00021H 00002H

15、0002EH 0002FH FFFF0H FFFF1H FFFF2H FFFFEH FFFFFH,38,存储器的分段管理,直观上：将存储器分段！ 每段的起始地址称为段地址（也叫段基址）。 最多有64KB（216）个段地址。 段内单元地址可用16位表示，称为偏移地址。 每段最大不超过64KB（216） 表示: 物理地址=段基址:偏移地址,39,存储器的分段管理,20位 物理地址,+,=,16位 段地址左移4位(段地址16),16位 偏移地址,20位物理地址的形成方法：,40,存储器的分段管理,例：,已知一个存储单元的段地址为3200H，偏移地址为1210H，其物理地址是多少？,0011 0010

16、 0000 0000 | 0000,0001 0010 0001 0000,+,0011 0011 0010 0001 0000,32000H,+ 1210H,33210H,41,偏移地址,=,段起始地址,30000H,偏移地址,=,段起始地址,40000H,30000H + 0FFFH =,30FFFH 物理地址,0FFFH,存储器的分段管理,段内偏移量,存储器分段管理的地址概念图示：,段内偏移量,42,存储器的分段管理,段寄存器 8086有4个16位段寄存器，每个段寄存器确定一个逻辑段的起始地址，每种逻辑段均有各自的用途 CS（Code Segment）指明代码段的起始地址 SS（Stack Segment）指明堆栈段的起始地址 DS（Data Segment）指明数据段的起始地址 ES（Extra Segment）指明附加段的起始地址,43,存储器的分段管理, 可以对代码段、数据段、附加段和堆栈段各段按需要灵活地进行存储区分配。, 访问存