控制转移和程序结构

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1、第5章 控制转移和程序结构,微型计算机原理及应用,2006年,5.1 目标地址寻址方式 5.2 分支程序结构 5.3 循环程序结构 5.4 子程序结构,5.1 目标地址的寻址方式,程序代码在代码段； CS：指明代码段在主存中的开始位置、即段基地址； EIP：给出将要执行指令的偏移地址； 程序顺序执行，微处理器自动增量EIP；程序控制转移，EIP随之改变； 程序转移到另外的代码段， EIP和CS都将改变； 控制转移类指令：改变EIP（有时CS），即改变程序执行顺序（实现程序控制转移）的指令； 目标地址寻址方式：指明目的地、即目标地址的方法；,目标地址目的地址转移地址,5.1.1 转移范围,1.

2、段内转移 在当前代码段范围内的程序转移； 不需更改CS，只改EIP（偏移地址）； 近转移（Near）：16位段是16位近转移NEAR16， 32位段是32位近转移NEAR32； 短转移（Short）：转移范围在127-128字节； 2. 段间转移 需要更改CS（段地址）和EIP（偏移地址）； 远转移（Far）：16位段是32位远转移FAR16， 32位段是48位远转移FAR32；,5.1.2 目标地址寻址方式,1. 相对寻址方式 提供目标地址相对于当前指令指针EIP的位移量； 目标地址（转移后的EIP）当前EIP位移量； 相对寻址都是段内转移，最常用、最灵活； 2. 直接寻址方式 直接提供目标

3、地址； 目标地址（转移后的CS和EIP）指令操作数； 3. 间接寻址方式 由寄存器或存储单元提供跳转地址； 目标地址来自寄存器或存储单元、间接获得； 寄存器间接寻址：用寄存器保存目标地址； 存储器间接寻址：用存储单元保存目标地址；,5.1.3 无条件转移指令JMP,JMP label ;程序转向label标号指定的地址; ;有段内相对寻址，段间直接寻址; JMP reg16/reg32 ;程序转向寄存器指定的地址; ;为寄存器间接寻址; JMP mem16/mem32 ;程序转向存储单元指定的地址; ;为存储器间接寻址;,JMP指令的4种类型,1. 段内转移、相对寻址 标号指明目标地址，指令代

4、码包含位移量； 2. 段内转移、间接寻址 通用寄存器或主存单元包含目标指令的偏移地址； 3. 段间转移、直接寻址 标号包含目标指令的段地址和偏移地址； 4. 段间转移、间接寻址 16位段用双字存储单元包含目标地址； 32位段用3字存储单元包含目标地址；,MASM会根据存储模式等信息自动识别,例题5-1无条件转移程序-1,;数据段 0000 0000 nvar dw ? ;代码段 0010 EB 01 jmp labl1 ；8位位移量 0012 90 nop 0013 B8 FF02 labl1: mov ax,type labl1 0016 E9 0001 jmp near ptr labl2

5、 ；16位位移量 0019 90 nop 001A B8 0020 R labl2: mov ax,offset labl3 ； 001D FF E0 jmp ax 001F 90 nop 0020 B8 002B R labl3: mov ax,offset labl4 0023 A3 0000 R mov nvar,ax 0026 FF 26 0000 R jmp nvar 002A 90 nop,相对短转移,相对近转移,寄存器间接近转移,存储器间接近转移,5.2 分支程序结构 5.2.1 条件转移指令Jcc,Jcc label 根据指定的条件确定程序是否发生转移； 条件满足，发生转移；否

6、则，顺序执行下一条指令； LABEL表示目标地址，采用段内相对寻址方式； 16位CPU：字节位移量（-128+127短转移）； 32位CPU:多字节位移量（达到32位的全偏移量）； 条件转移指令不影响标志，但要利用标志； cc表示利用标志判断的条件，16种、两类； 单个标志状态作为条件； 两数大小关系作为条件；,转移条件cc：单个标志状态,JZ/JE ZF=1 Jump if Zero/Equal JNZ/JNE ZF=0 Jump if Not Zero/Not Equal JS SF=1 Jump if Sign JNS SF=0 Jump if Not Sign JP/JPE PF=1

7、Jump if Parity/Parity Even JNP/JPO PF=0 Jump if Not Parity/Parity Odd JO OF=1 Jump if Overflow JNO OF=0 Jump if Not Overflow JC CF=1 Jump if Carry JNC CF=0 Jump if Not Carry,转移条件cc：两数大小关系,JB/JNAE CF=1 Jump if Below/Not Above or Equal JNB/JAE CF=0 Jump if Not Below/Above or Equal JBE/JNA CF=1或ZF=1 Ju

8、mp if Below/Not Above JNBE/JA CF=0且ZF=0 Jump if Not Below or Equal/Above JL/JNGE SFOF Jump if Less/Not Greater or Equal JNL/JGE SF=OF Jump if Not Less/Greater or Equal JLE/JNG ZFOF或ZF=1 Jump if Less or Equal/Not Greater JNLE/JG SF=OF且ZF=0 Jump if Not Less or Equal/Greater,例题5-2实现指令CBW功能的程序-1,8086指令C

9、BW（等于IA-32指令MOVSX AX,AL） 如果AL最高位为0，则设置AH0； 如果AL最高位为1，则设置AHFFH； 如何判断AL最高位是“0”，还是“1”； 逻辑与“80H”结果为0，AL最高位0；否则是1 运算结果是否为0，零位标志ZF反映； JZ或JNZ指令判断并转移；,例题5-2实现指令CBW功能的程序-2,mov al,bvar ;取出要判断的数据 test al,80h ;测试最高位 jz next1 ;最高位为0（ZF1）转移到标号NEXT1； mov ah,0ffh;最高位为1，顺序执行：设置AHFFH； jmp done ;无条件跳过另一个分支 next1:mov a

10、h,0;最高位为0转移到此执行：设置AH0 done:,不等于零转移,等于零转移,例题5-2实现指令CBW功能的程序-3,mov al,bvar ;取出要判断的数据 cmp al,0 ;与0比较 jns next3 ;最高位为0（SF0），转移到标号NEXT3 mov ah,0ffh;最高位为1，顺序执行：设置AHFFH jmp done ;无条件跳过另一个分支 next3: mov ah,0;最高位为0转移到此执行：设置AH00H done:,符号为正转移,5.2.2 单分支结构程序,条件成立转移，否则顺序执行。,例题5-6求绝对值程序,;数据段 dvar dd 0bd630422h ;有符

11、号数据 result dd ? ;保存绝对值 ;代码段 mov eax,dvar cmp eax,0 ;比较EAX与0 jge nonneg ;条件满足：AX0，转移 neg eax ;条件不满足：AX0，为负数，需求补得正值 nonneg: mov result,eax ;分支结束，保存结果,IF-THEN结构,5.2.3 双分支结构程序,非A即B,例题5-8显示数据最高位程序-1,;数据段 dvar dd 0bd630422h ;有符号数据 ;代码段 mov ebx,dvar shl ebx,1 ;EBX最高位移入CF标志 jc one ;CF1，最高位为1，转移 mov dl,0 ;CF

12、0，最高位为0：DL0 jmp two ;一定要跳过另一个分支体 one: mov dl,1 ;DL1 two: mov ah,2 int 21h ;显示,在屏幕上显示dvar变量的最高位的数（0、1）。,5.2.4 多分支结构程序,5.3 循环程序结构设计,循环结构程序构成： 循环初始化 循环体 循环控制,循环程序结构,循环指令,LOOP label ;ECXECX1；若ECX0，循环到LABEL； ;否则，顺序执行 JECXZ label ;ECX0，转移；否则顺序执行 JCXZ label ;CX0，转移；否则顺序执行 32位段使用ECX（16位段使用CX）作为计数器 目标地址采用相对短

13、转移,例题5-11数组求和程序-1,.data array dw 123,244,2467,335,5433 mov ecx,lengthof array xor eax,eax ;求和初值为0 mov ebx,eax ;数组指针为0 again: movzx edx,arrayebx*(type array) add eax,edx ;求和 inc ebx loop again mov sum,eax ;保存结果,例题5-11数组求和程序-2,mov ecx,lengthof array xor eax,eax ;求和初值为0 jecxz done ;数组元素为0，不再进行求和 mov eb

14、x,eax ;数组指针为0 again: movzx edx,arrayebx*(type array) add eax,edx ;求和 inc ebx loop again done: mov sum,eax ;保存结果,循环控制,计数控制循环 通过次数控制循环，常用LOOP指令实现 条件控制循环 根据条件决定是否进行循环，需用条件转移指令 “先判断、后循环”的循环程序结构 循环控制在进入循环之前进行 “先循环、后判断”的循环程序结构 循环之后进行循环条件判断,排序程序,例题5-13查找字符串特定字符个数程序,String db You are wellcom!,0 Space dd ? m

15、ov esi,offset string xor ebx,ebx ;EBX用于记录空格数 again: mov al,esi cmp al,0 jz done ；结束标志 cmp al,20h ;空格的ASCII码是20H jne next ;不相等、不是空格，转移 inc bx ;相等、是空格，个数加1 next: inc esi jmp again ;继续循环 done: mov space,ebx ;保存结果,条件控制循环,5.4 子程序结构程序设计,子程序结构,子程序：与主程序分开的、完成特定功能的一段程序。 当主程序（调用程序）执行调用指令CALL调用子程序。 子程序（被调用程序）执

16、行返回指令RET返回主程序,子程序调用指令CALL,CALL指令用在主程序中，实现子程序的调用； 分成段内调用（近调用）和段间调用（远调用）； 目标地址采用相对寻址、直接寻址或间接寻址； 入栈返回地址：将CALL下一条指令的地址压入堆栈； 16位段段内:16位偏移地址，段间：再加16位段地址 32位段段内：32位偏移地址，段间：再将16位段选择器零位扩展为32位保存到堆栈； 指令调用形式 CALL label ;入栈返回地址，调用标号指定的子程序； CALL reg16/reg32 ;入栈返回地址，调用寄存器指定地址的子程序； CALL mem16/mem32 ;入栈返回地址，调用存储单元指定地址的子程序；,子程序返回指令RET,RET指令用在子程序结束，实现返回主程序 RET ;无参数返回：出栈返回地址 RET i16 ;有参数返回：出栈返回地址，ESPESPi16,MASM会根据存储模式等信息确定子程序的远近调用，并相应产生返回指令,子程序（过程）