【汇编语言】数据处理的两个基本问题 —— 汇编语言中的数据奥秘:数据位置与寻址方式总结

devtools/2024/11/18 8:31:44/

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文章目录

  • 前言
  • 1. 引言
    • 1.1 两个基本问题
    • 1.2 两个描述性符号
  • 2. bx、si、di和bp
    • 2.1 通过"[...]"来寻址,只有这四种寄存器
    • 2.2 四种寄存器寻址时的组合方式
    • 2.3 使用bp时,默认段地址为ss
  • 3.机器指令处理的数据在什么地方?
  • 4. 汇编语言中数据位置的表达
    • 4.1 立即数(idata)
    • 4.2 寄存器
    • 4.3 段地址(SA)和偏移地址(EA)
  • 5. 寻址方式
  • 结语

前言

📌

汇编语言是很多相关课程(如数据结构、操作系统、微机原理)的重要基础。但仅仅从课程的角度出发就太片面了,其实学习汇编语言可以深入理解计算机底层工作原理,提升代码效率,尤其在嵌入式系统和性能优化方面有重要作用。此外,它在逆向工程和安全领域不可或缺,帮助分析软件运行机制并增强漏洞修复能力。

本专栏的汇编语言学习章节主要是依据王爽老师的《汇编语言》来写的,和书中一样为了使学习的过程容易展开,我们采用以8086CPU为中央处理器的PC机来进行学习。

1. 引言

1.1 两个基本问题

本章对前面的所有内容是具有总结性的。我们知道,计算机是进行数据处理、运算的机器,那么有两个基本的问题就包含在其中:

(1)处理的数据在什么地方?

(2)要处理的数据有多长?

这两个问题,在机器指令中必须给以明确或隐含的说明,否则计算机就无法工作。

本章中,我们就要针对8086CPU对这两个基本问题进行讨论。虽然讨论是在8086CPU的基础上进行的,但是这两个基本问题却是普遍的,对任何一个处理器都存在。

1.2 两个描述性符号

我们定义的描述性符号:reg 和 sreg

为了描述上的简洁,在以后的内容中,我们将使用这两个描述性的符号

(1)reg来表示一个寄存器

(2)sreg表示一个段寄存器

reg的集合包括:ax、bx、cx、dx、ah、al、bh、bl、ch、cl、dh、dl、sp、bp、si、di。

sreg的集合包括:ds、ss、cs、es。

2. bx、si、di和bp

bx、si、di和bp,前3个寄存器我们已经用过了,现在我们进行一下总结。

2.1 通过"[…]"来寻址,只有这四种寄存器

在8086CPU中,只有这4个寄存器可以用在“[…]”中来进行内存单元的寻址。比

如下面的指令都是正确的:

mov ax,[bx]
mov ax,[bx+si]
mov ax,[bx+di]
mov ax,[bp]
mov ax,[bp+si]
mov ax,[bp+di]

而下面的指令是错误的:

mov ax,[cx]
mov ax,[ax]
mov ax,[dx]
mov ax,[ds]

2.2 四种寄存器寻址时的组合方式

在[…]中,这4个寄存器(bx、bp、si、di)可以单个出现,或只能以四种组合出现:bx和si、bx和di、bp和si、bp和di

比如下面的指令是正确的:

mov ax,[bx]
mov ax,[si]
mov ax,[di]
mov ax,[bp]
mov ax,[bx+si]
mov ax,[bx+di]
mov ax,[bp+si]
mov ax,[bp+di]
mov ax,[bx+si+idata]
mov ax,[bx+di+idata]
mov ax,[bp+si+idata]
mov ax,[bp+di+idata]

下面的指令是错误的:

mov ax,[bx+bp]
mov ax,[si+di]

2.3 使用bp时,默认段地址为ss

只要在[…]中使用寄存器bp,而指令中没有显性的给出段地址,段地址就默认在ss中(如果没有使用bp的话,默认的段地址在ds中)

比如下面的指令:

mov ax,[bp]            含义:(ax)=((ss)*16+(bp))
mov ax,[bp+idata]      含义:(ax)=((ss)*16+(bp)+idata)
mov ax,[bp+si]         含义:(ax)=((ss)*16+(bp)+(si))
mov ax,[bp+si+idata]   含义:(ax)=((ss)*16+(bp)+(si)+idata)

3.机器指令处理的数据在什么地方?

绝大部分机器指令都是进行数据处理的指令,处理大致可分为三类:读取、写入、运算

在机器指令这一层来讲,并不关心数据的值是多少,而关心指令执行前一刻,它将要处理的数据所在的位置。

指令在执行前,所要处理的数据可以在三个地方:CPU内部、内存、端口(端口我们将在后面的内容中进行讨论)。

比如下表中所列的指令。

机器码汇编指令指令执行前数据的位置
8E10000mov bx,[0]内存,ds:0单元
89C3mov bx,axCPU内部,ax寄存器
BB0100mov bx,1CPU内部,指令缓冲器

4. 汇编语言中数据位置的表达

汇编语言中如何表达数据的位置?

汇编语言中用3个概念来表达数据的位置。

  1. 立即数(idata)

  2. 寄存器

  3. 段地址(SA)和偏移地址(EA)

4.1 立即数(idata)

对于直接包含在机器指令中的数据(执行前在CPU的指令缓冲器中),在汇编语言中称为:立即数(idata ) ,在汇编指令中直接给出。

例如:

mov ax,1
add bx,2000h
or  bx,00010000b
mov al,'a'

4.2 寄存器

指令要处理的数据在寄存器中,在汇编指令中给出相应的寄存器名。

例如:

mov ax,bx
mov ds,ax
push bx
mov ds:[0],bx
push ds
mov ss,ax
mov sP,ax

4.3 段地址(SA)和偏移地址(EA)

指令要处理的数据在内存中,在汇编指令中可用[X]的格式给出EA,SA在某个段寄存器中。(SA,EA是段地址和偏移地址的英文缩写)

(1)存放段地址的寄存器可以是默认的,比如,下面等指令,段地址默认在ds中:

mov ax,[0]
mov ax,[bx]
mov ax,[bx+8]
mov ax,[bx+si]
mov ax,[bx+si+8]

(2)比如,下面等指令,段地址默认在ss

mov ax,[bp]
mov ax,[bp+8]
mov ax,[bp+si]
mov ax,[bp+si+8]

(3)显性的给出存放段地址的寄存器,示例如下:

mov ax,ds:[bp]          含义:(ax)=((ds)*16+(bp))
mov ax,es:[bx]          含义:(ax)=((es)*16+(bx))
mov ax,ss:[bx+si]       含义:(ax)=((ss)*16+(bx)+(si))
mov ax,cs:[bx+si+8]     含义:(ax)=((cs)*16+(bx)+(si)+8)

5. 寻址方式

当数据存放在内存中的时候,我们可以用多种方式来给定这个内存单元的偏移地址,这种定位内存单元的方法一般被称为寻址方式

8086CPU有多种寻址方式,我们在前面的内容中都已经用到了,这里我们进行一下总结。如下图所示。

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结语

今天的分享到这里就结束啦!如果觉得文章还不错的话,可以三连支持一下。

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