[汇编]《汇编语言》第18章附注内容(完结)

Posted 2021-10-20 若水三千

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了[汇编]《汇编语言》第18章附注内容(完结)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

王爽《汇编语言》第四版超级笔记

王爽《汇编语言》第四版超级笔记
- 第18章附注内容

第18章附注内容

18.1 Intel系列微处理器的3种工作模式

微机中常用的Intel系列微处理器的主要发展过程是：8080，8086/8088，80186，80286，80386，80486，Pentium，PentiumII，Pentiumlll，Pentium4。

8086/8088是一个重要的阶段，8086和8088是略有区别的两个功能相同的CPU。

8088被IBM用在了它所生产的第一台微机上，该微机的结构事实上成为以后微机的基本结构。

80386是第二个重要的型号，随着微机应用及性能的发展，在微机上构造可靠的多任务操作系统的问题日益突出。人们希望(或许是一种潜在的希望，一旦被挖掘出来，便形成了一个最基本的需求)自己的PC机能够稳定地同时运行多个程序，同时处理多项工作；或将PC机用作主机服务器，运行UNIX那样的多用户系统。

8086/8088不具备实现一个完善的多任务操作系统的功能。为此Intel开发了80286，80286具备了对多任务系统的支持。但对8086/8088的兼容却做得不好。这妨碍了用户对原8086机上的程序的使用。IBM最早基于80286开发了多任务系统OS/2，结果犯了一个战略错误。

随后Intel又开发了80386微处理器，这是一个划时代的产品。它可以在以下3个模式下工作。

（1）实模式：工作方式相当于一个8086。

（2）保护模式：提供支持多任务环境的工作方式，建立保护机制(这与VAX等小型机类似)。

（3）虚拟8086模式：可从保护模式切换至其中的一种8086工作方式。这种方式的提供使用户可以方便地在保护模式下运行一个或多个原8086程序。

以后的各代微处理器都提供了上述3种工作模式。

你也许会说：“喂，先生，你说的太抽象了，这3种模式我如何感知？”

其实CPU的这3种模式只要用过PC机的人都经历过。任何一台使用Intel系列CPU的PC机只要一开机，CPU就工作在实模式下。如果你的机器装的是DOS，那么在DOS加载后CPU仍以实模式工作。如果你的机器装的是Windows，那么Windows加载后，将由Windows将CPU切换到保护模式下工作，因为Windows是多任务系统，它必须在保护模式下运行。如果你在Windows中运行一个DOS下的程序，那么Windows将CPU切换到虚拟8086模式下运行该程序。或者是这样，你点击开始菜单在程序项中进入MS-DOS方式，这时Windows也将CPU切换到虚拟8086模式下运行。

可以从保护模式直接进入能运行原8086程序的虚拟8086模式是很有意义的，这为用户提供了一种机制，可以在现有的多任务系统中方便地运行原8086系统中的程序。这一点，在Windows中我们都可以体会到，你在Windows中想运行一个原DOS中的程序，只用鼠标点击一下它的图标即可。

80286CPU的缺陷在于，它只提供了实模式和保护模式，但没有提供虚拟8086模式。这使基于80286构造的多任务系统，不能方便地运行原8086系统中的程序。如果运行原8086系统中的程序，需要重新启动计算机，使CPU工作在实模式下才行。这意味着什么？

意味着将给用户造成很大的不方便。假设你使用的是基于80286构造的Windows系统，就会发生这样的情况：你正在用Word写一篇论文，其中用到了一些从前的数据，你必须运行原DOS下的DBASE系统来看一下这些数据。这时你只能停下现有的工作，重新启动计算机，进入实模式工作。你看完了数据，继续写论文，可过了一会儿，你发现又有些数据需要参考，于是你又得停下现有的工作，重新启动计算机……

幸运的是，我们用的Windows是基于80386的，我们可以以这样轻松的方式工作，开两个窗口，一个是工作于保护模式的Word，一个是工作于虚拟8086模式的DBASE，我们可以方便地在两个窗口中切换，只要用鼠标点一下就行。

前面讲过，我们在8086PC机的基础上学习汇编语言。但现在知道，我们实际的编程环境是当前CPU的实模式。当然，有些程序也可以在虚拟8086模式下运行。

如果你仔细阅读了上面的内容，或己具备相关的知识，你会发现，从80386到当前的CPU，提供8086实模式的目的是为了兼容。现今CPU的真正有效力的工作模式是支持多任务操作系统的保护模式。这也许会引发你的一个疑问：“为什么我们不在保护模式下学习汇编语言?”

类似的问题很多，我们都希望学习更新的东西，但学习的过程是客观的。任何合理的学习过程（尽可能排除走弯路、盲目探索、不成系统）都是一个循序渐进的过程。我们必须先通过一个易于全面把握的事物，来学习和探索一般的规律和方法。信息技术是一个发展非常快、日新月异的技术，新的东西不断出现，使人在学习的时候往往无所适从。

在你的身边不断有这样的故事出现：COOL先生用了3天（或更短）的时间就学会了某某语言，并开始用它编写软件。在这个故事的感召下，一个初学者也去尝试，但完全是另外一种结果。COOL先生的快速学习只是露出水面的冰山一角，深藏水下的是他的较为系统的相关基础知识和相关的技术。在开始的时候学习保护模式下的编程，是不现实的，保护模式下所涉及的东西对初学者来说太复杂。你必须知道很多知识后，才能开始编写第一个小程序。相比之下8086就合适得多。

18.2 补码

以8位的数据为例，对于无符号数来说是从00000000b~11111111b到0-255一一对应的。那么我们如何对有符号数进行编码呢？即我们如何用8位数据表示有符号数呢？

既然表示的数有符号，则必须要能够区分正、负。

首先，我们可以考虑用8位数据的最高位来表示符号，1表示负，0表示正，而用其他位表示数值。如下：

00000000b： 0
00000001b： 1
00000010b： 2
01111111b： 127
10000000b： ?
10000001b： -1
10000010b： -2
11111111b： -127

可见，用上面的表示方法，8位数据可以表示-127-127的254个有符号数。从这里我们看出一些问题，8位数据可以表示255种不同的信息，也就是说应该可以表示255个有符号数，可用上面的方法，只能表示254个有符号数。注意，用上面的方法，00000000b和10000000b都表示0，一个是0，一个是-0，当然不可能有-0。可以看出，这种表示有符号数的方法是有问题的，它并不能正确地表示有符号数。

我们再考虑用反码来表示，这种思想是，我们先确定用00000000b〜01111111b表示0~127，然后再用它们按位取反后的数据表示负数。如下：

可以看出，用反码表示有符号数存在同样的问题，0出现重码。

为了解决这种问题，釆用一种称为补码的编码方法。这种思想是：先确定用00000000b〜01111111b表示0~127，然后再用它们按位取反加1后的数据表示负数。如下：

观察上面的数据，我们可以发现，在补码方案中:

（1）最高位为1，表示负数；
（2）正数的补码取反加1后，为其对应的负数的补码；负数的补码取反加1后，为其绝对值。比如：

1的补码为：00000001b,取反加1后为：11111111b,表示T；
T的补码为:11111111b,取反加1后为：00000001b,其绝对值为1。

我们从一个负数的补码不太容易看出它所表示的数据，比如：11010101b表示的数据是多少？

但是我们利用补码的特性，将11010101b取反加1后为：00101011b。可知11010101b表示的负数的绝对值为：2BH，则11010101b表示的负数为-2BH。

那么-20的补码是多少呢？

用补码的特性，-20的绝对值是20，00010100b，将其取反加1后为：11101100b。可知-20H的补码为:11101100b。

那么10000000b表示多少呢？

10000000b取反加1后为：10000000b，其大小为128，所以10000000b表示-128。

8位补码所表示的数的范围：-128~127。

补码为有符号数的运算提供了方便，运算后的结果依旧满足补码规则。

比如：

计算              补码表示
10                00001010b
+ (-20)         11101100b
-10               11110110b

18.3 用栈传递参数

这种技术和高级语言编译器的工作原理密切相关。我们下面结合c语言的函数调用，看一下用栈传递参数的思想。

用栈传递参数的原理十分简单，就是由调用者将需要传递给子程序的参数压入栈中，子程序从栈中取得参数。我们看下面的例子。

；说明：计算(a-b)^3，a、b为字型数据
；参数：进入子程序时，栈顶存放IP，后面依次存放a、b
；结果：(dx:ax) = (a-b)^3

difeube:push bp
        mov bp,sp
        mov ax, [bp+4]      ;将栈中a的值送入ax中
        sub ax, [bp+6]      ;减栈中b的值
        mov bp,ax
        mul bp
        mul bp
        pop bp
        ret 4

指令retn的含义用汇编语法描述为：

pop ip
add sp,n

因为用栈传递参数，所以调用者在调用程序的时候要向栈中压入参数，子程序在返回的时候可以用ret n指令将栈顶指针修改为调用前的值。调用上面的子程序之前，需要压入两个参数，所以用ret 4返回。

我们看一下如何调用上面的程序，设a=3、b=1，下面的程序段计算(a-b)^3：

mov ax,1
push ax
mov ax,3
push ax ;注意参数压栈的顺序
call difcube

程序的执行过程中栈的变化如下。

(1)假设栈的初始情况如下：

(2)执行以下指令:

mov ax,1
push ax
mov ax,3
push ax

(3)执行指令 call difcube，栈的情况变为:

(4)执行指令push bp，栈的情况变为:

(5)执行指令mov bp,sp，ss:bp指向1000:8

(6)执行以下指令:

mov ax,[bp+4];将栈中a的值送入ax中
sub ax,[bp+6];减栈中b的值
mov bp,ax
mul bp
mul bp

(7)执行指令pop bp,栈的情况变为:

(8)执行指令ret 4，栈的情况变为:

下面，我们通过一个C语言程序编译后的汇编语言程序，看一下栈在参数传递中的应用。要注意的是，在C语言中局部变量也在栈中存储。

C程序

void add(int,int,int);

main ()
{
        int a=1;
        int b=2;
        int c=0;
        add(a,b,c);
        c++；
}

void add(int a,int b,int c)
{
        c=a+b;
}

编译后的汇编程序

mov bp,sp
sub sp,6
mov word ptr [bp-6],0001	;int a
mov word ptr [bp-4],0002	;int b
mov word ptr [bp-2],0000	;int c
push [bp-2]
push [bp-4]
push [bp-6]

call ADDR
add sp,6
inc word ptr [bp-2]

ADDR:   push bp
        mov bp,sp
        mov ax,[bp+4]
        add ax,[bp+6]
        mov [bp+8],ax
        mov sp,bp
        pop bp
        ret

汇编语言（第3版）王爽第八章学习内容

只要在[]中使用寄存器bp，而指令中没有显性地给出段地址，段地址就默认在ss中。

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+(si)+idata)

寻址方式：

直接寻址：

表达式: [idata]
直接根据常量寻址，在C语言中表示为arr[0]

寄存器间接寻址：

表达式：[bx]、[si]、[di]、[bp]
根据寄存器的数据寻址，在C语言中表示为arr[i]

寄存器相对寻址：

表达式：[bx+idata]、[si+idata]、[di+idata]、[bp+idata]
根据寄存器和常量寻址，在C语言中表示为arr[i+10]

基址变址寻址：

表达式：[bx+si+idata]、[bx+di+idata]、[bp+si+idata]、[bp+di+idata]
根据两个寄存器和一个常量寻址，在C语言中表示为arr[i+j+5]

要操作的数据的长度：

如果操作符两边有寄存器，以寄存器的大小确定操作的是字还是字节。
如果没有寄存器，可以自行指定：

mov word ptr [2],1
mov byte ptr [2],1

有些指定默认指定了访问的是字还是字节：

比如push [1000h]默认操作的是字。

div指
1.

data segment中：

db(data byte)定义的是字节型数据，每1个数据占1个字节。
dw(data word)定义的是字型数据，每1个数据占1个字，即2个字节。
dd(data double word)定义的是双字型数据，每1个数据占2个字，即4个字节。

问题8.1

assume cs:codesg, ds:datasg
 
datasg segment
dd 100001
dw 100
dw 0
datasg ends
 
 
codesg segment
start:
mov ax,datasg
mov ds,ax
mov dx,ds:[2] ;注意高位在低位后面
mov ax,ds:[0]
div word ptr ds:[4]
mov ds:[6],ax
 
 
codesg ends
end start