汇编语言8086笔记

最新推荐文章于 2025-05-07 13:34:58 发布

原创

最新推荐文章于 2025-05-07 13:34:58 发布

· 1.1w 阅读

204 ·

版权

文章标签：

#汇编语言 #MASM #语言

学到的知识，很大的一部分会被忘却，而被忘记的知识的影子却保护你避免陷入很多的错觉。——伊顿公学校长威廉·考利

为什么要学习汇编语言？

　　汇编语言是很多相关课程的重要基础，比如：操作系统、接口技术等。它是底层编程语言，是计算机系统提供给用户最快最有效的语言，也是能对硬件直接编程的语言。因此，对空间和时间要求很高的程序，或需要直接控制硬件的程序，必须使用汇编语言进行程序设计。

程序员是个大江湖之我来自编译门

汇编语言的特点

面向机器的低级语言，与处理器密切相关。通常是为特定的计算机或计算机系列专门设计的。
保持了机器语言的优点，具有直接和简捷的特点。
可有效地访问、控制计算机的各种硬件设备, 如磁盘、存储器、CPU、I/O端口等。
目标代码简短，占用内存少，执行速度快，是高效的程序设计语言。
经常与高级语言配合使用，应用十分广泛。

汇编语言的主要应用场合

要求执行效率高、反应快的领域，如：操作系统内核，实时系统等；
与硬件资源密切相关的软件开发，如：设备驱动程序等；
大型系统性能的瓶颈，或频繁被使用的子程序或程序段；高级绘图程序、视频游戏程序一般是用汇编语言编写的。
受存储容量限制的应用领域，如：家用电器的计算机控制功能等。

学习资源

BCD码

　　BCD码（Binary Coded Decimal）是一种二－十进制的编码，它使用4位二进制数表示一位十进制数。最常用的BCD码是8421码，又叫NBCD码（Natural Binary Coded　Decimal　Code），由于4位二进制数可表示16种状态，只取前10种状态0000-1001来表示十进制数码0-9，从左到右每位二进制数的权分别是8、4、2、1，因此又叫8421码。
　　例如：十进制数1258对应的BCD码是0001001001011000；
反之，BCD码1001 1000 0111 0010对应的十进制数是9872。

　　压缩BCD码：用一个字节表达两位BCD码，比如 0100 1001表示49。
　　非压缩BCD码：将8位二进制的高4位设置为0，仅用低4位表达一位BCD码。比如00000100 00001001表示49。

80x86微处理器

　　80X86是美国Intel公司生产的微处理器系列。
　　
　　微处理器：把运算器和控制器集成在一个芯片上，构成的中央处理器（CPU）。
　　
　　微机：即微计算机系统，由微处理器配上存储器、输入输出设备和系统软件等构成。各硬件用系统总线连接在一起。
　　
　　系统总线包括数据总线（DB）、地址总线(AB)和控制总线(CB)三组。

基于微处理器的计算机系统构成

数据总线宽度

　　数据总线宽度16位：决定了数据的传输速率。

机器字长16位

　　机器字长为16位：可表示数的范围为0000~FFFFH（2^16 = 64K）

地址总线宽度

　　地址总线宽度为20位：寻址空间为2^20 = 1024KB = 1MB。

8086总线的工作周期

　　计算机是在时钟控制下进行工作的，若干个时钟完成一个基本操作，一个基本操作就是一个总线周期，CPU有若干种典型操作，构成相应的总线周期。如存储器的读写总线周期，I/O读写总线周期等。

　　执行一条指令的时间称为指令周期，指令周期是由若干总线周期构成。

　　8086/8088的基本总线周期是由4个时钟周期组成，在执行WAIT指令或READY引脚输入的状态为低电平时，都需要在 $T_3$ 和 $T_4$ 之间插入1个或若干个等待时钟周期 $T_w$ 。

这里写图片描述

T1状态

　　CPU向多路复用总线上发送地址信息，指出要寻址的内存单元地址或I/O端口地址。这期间CPU还要ALE（正向脉冲），在ALE下降沿将内存单元地址或I/O端口地址打入地址锁存器。

T2状态

　　CPU从总线上撤销有效地址，使地址总线低16位呈高阻状态，为数据传输做准备。总线的高4位（ $A_{19}$ ～ $A_{16}$ )输出总线周期的状态信息，用于表示中断允许状态及正在使用的段寄存器名。

T3状态

　　 $A_{19}$ ～ $A_{16}$ 上的状态信息不变，地址总线低16位上出现CPU要写出的或准备读入的数据。若外设与内存来不及与总线交换数据，则应通过CPU的READY信号，在 $T_3$ 前沿（下降沿）之前向CPU申请插入等待状态 $T_W$ ，在 $T_3$ 及 $T_W$ 前沿查询READY信号，查到高电平则结束等待状态，进入下一状态。否则继续插入等待。

T4状态之总线周期结束

　　在一个总线周期之后，若不立即进入下一个总线周期，即CPU不与内存或外设交换数据或者指令队列已满，系统总线处于空闲状态，CPU执行总线空闲周期，总线空闲周期一般由一个或多个时钟周期组成。

中央处理器

　　CPU包含了三个部分：算术逻辑、控制逻辑、寄存器组。

这里写图片描述

总线接口部件BIU （Bus Interface Unit）

　　内部设有四个段地址寄存器,一个指令指针寄存器IP，一个6字节指令队列缓冲器，20位地址加法器和总线控制电路。

这里写图片描述

　　主要功能：根据执行部件EU的请求，负责从内存单元中预取指令，并将它们送到指令队列缓冲器暂存。即负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。

执行部件EU（Execution Unit）

　　执行部件中包含算术逻辑单元（ALU）、通用寄存器、状态标志寄存器、数据暂存寄存器和执行部件的控制电路。
　　
　　主要功能：从BIU的指令队列中取出指令代码，经指令译码器译码后执行指令所规定的全部功能。执行指令所得结果或执行指令所需的数据，都由EU向BIU发出命令，对存储器或I/O接口进行读/写操作。

寄存器组

这里写图片描述

数据寄存器

名称	寄存器英文名	寄存器说明
AX	Accumulator	累加寄存器，常用于运算；在乘除等指令中指定用来存放操作数，另外，所有的I/O指令都使用这一寄存器与外界设备传送数据。
BX	Base	基址寄存器，常用于存放存储单元地址。计算地址的时候用作基地址寄存器，用于扩展寻址，起变址的作用。
CX	Count	计数寄存器，一般作为循环或串操作等指令中的隐含计数器；常用于保存计算值，如在移位指令，循环(loop)和串处理指令中用作隐含的计数器。
DX	Count	数据寄存器，常用来存放双字数据的高16位，或存放外设端口地址，比如双字的乘除法。存放操作数和列表数据，在某些I/O操作期间，用来，在乘除运算中有专用。

共同特点：
　　这四个十六位的寄存器可以分为：

高8位：AH，BH， CH，DH；
低8位：AL，BL，CL，DL。
- 这两组八位寄存器可以分别寻址，并单独使用。

指针寄存器

寄存器名称	寄存器英文名	寄存器说明
SP	Stack Pointer	堆栈指针寄存器。与SS（堆栈段寄存器）配合使用来确定堆栈段栈顶的位置，也就是说SP用于存放栈顶的偏移地址。
BP	Base Pointer	基址指针寄存器，可用作SS的一个相对基址位置（用于存放堆栈段中某一存储单元的偏移地址。）

　　说明：指针寄存器和变址寄存器只能按16位进行存取操作，主要用来形成操作数的地址，用于堆栈操作和变址运算中计算操作数的有效地址。

变址寄存器

寄存器名称	寄存器英文名	寄存器说明
SI	Source Index	源变址寄存器可用来存放相对于DS段之源变址指针，也就是说，源操作数偏址存放在SI中。
DI	Destination Index	目的变址寄存器，可用来存放相对于 ES段的目的变址指针，也就是说，目的操作数偏址存放在DI中。

说明：

　　SI和DI一般与数据段寄存器DS联合使用，用来确定数据段中某一存储单元的地址。这两个变址寄存器有自动增量和自动减量的功能，所以用来变址是十分方便的。
　　
　　在串处理中，SI和DI作为隐含的源变址和目的变址寄存器，此时SI和DI联用，DI和附加段寄存器ES联用，分别达到了在数据段和附加段寻址的目的。
　　
　　指针寄存器和变址寄存器只能按16位进行存取操作，主要用来形成操作数的地址，用于堆栈操作和变址运算中计算操作数的有效地址。

指令指针IP(Instruction Pointer)

　　指令指针IP是一个16位专用寄存器(指令指针寄存器)，它指向当前需要取出的指令字节，当BIU从内存中取出一个指令字节后，IP就自动加上指令长度的值，指向下一个指令字节。
　　
　　注意：IP指向的是指令地址的段内地址偏移量，又称偏移地址(Offset Address)或有效地址(EA，Effective Address)，程序不能直接访问IP。

　　任意时刻，CPU将CS:IP指向的内存单元中的内容看作指令。

标志寄存器FR(Flag Register)

　　8086有一个18位的标志寄存器FR，在FR中有意义的有9位，其中6位是状态位，3位是控制位。

　　标志寄存器FR：
这里写图片描述

条件标志

　　状态信息是由中央处理机根据计算结果自动设置的。

标志名称	说明
OF	溢出标志位OF(overflow flag)用于反映有符号数加减运算所得结果是否溢出。如果运算结果超过当前运算位数所能表示的范围，则称为溢出。溢出时OF=1，否则OF= 0。注意，这里所讲的溢出，只是对有符号数运算而言,对无符号数没有意义。
SF	符号标志SF(sign flag)用来反映运算结果的符号位，它与运算结果的最高位相同。在微机系统中，有符号数采用补码表示法，所以，SF也就反映运算结果的正负号。正数SF=0,负数SF为1。注意：SF是对有符号数运算有意义的标志位。
ZF	零标志ZF(zero flag)用来反映运算结果是否为0。如果运算结果为0，则其值为1，否则其值为0。在判断运算结果是否为0时，可使用此标志位。
AF	辅助进位标志AF(auxiliary flag)记录运算时第3位(字节运算)或第7位（字运算）产生的进位或借位值。例如，执行加法指令时第3位有进位时AF=1，否则AF=0。
PF	奇偶标志PF(parity flag)用于反映运算结果中“1”的个数的奇偶性。当结果操作数中1的个数为偶数时PF=l，否则PF=0。
CF	进位标志CF(carry flag)主要用来反映运算是否产生进位或借位。当最高有效位有进位或借位时CF=1，否则置CF=0。注意：CF是对无符号数运算有意义的标志位

　　无符号数比较示例：
　　
这里写图片描述

控制标志

　　控制标志是系统程序或用户程序根据需要用指令设置的。

标志名称	说明
DF	方向标志DF(direction flag)位用来决定在串操作指令执行时有关指针寄存器发生调整的方向。当DF位为1时，每次操作后使变址寄存器SI和DI减量；当DF为0时，则使SI和DI增量。
IF	中断允许标志IF(interrupt flag)位用来决定CPU是否响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求。但不管该标志为何值，CPU都必须响应CPU外部的不可屏蔽中断所发出的中断请求，以及CPU内部产生的中断请求。具体规定如下： (1)当IF=1时，CPU可以响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求； (2)当IF=0时，CPU不响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求。总的来说：IF为1时，开中断，否则关中断。
TF	跟踪标志TF(trap flag)，也叫做陷阱标志。该标志可用于程序调试。TF标志没有专门的指令来设置或清楚。 (1)如果TF=1，则CPU处于单步执行指令的工作方式，此时每执行完一条指令，就显示CPU内各个寄存器的当前值及CPU将要执行的下一条指令。 (2)如果TF=0，则处于连续工作模式。总的来说：TF=1时，每条指令执行完后产生陷井，TF=0时，CPU正常工作不产生陷井。

Debug中标志位的符号表示

标志	1	0
OF	OV	NV
DF	DN	UP
IF	EI	DI
SF	NG	PL
ZF	ZR	NZ
AF	AC	NA
PF	PE	PO
CF	CY	NC

标志寄存器FLAGS

　　这是一个存放条件码标志、控制标志和系统标志的寄存器。

段寄存器(Segment Register)

　　为了运用所有的内存空间，8086设定了四个段寄存器，专门用来保存段地址：

名称	全称	说明
CS（Code Segment）	代码段寄存器	代码段存放当前正在运行的程序
DS（Data Segment）	数据段寄存器	数据段存放当前正在运行程序所有的数据，如果程序使用了串处理指令，则其操作数也会存放在数据段中。处理串的时候，DS默认为源串。
SS（Stack Segment）	堆栈段寄存器	定义了堆栈所在的区域。
ES（Extra Segment）	附加段寄存器	这是一个辅助的数据区，也是串处理指令的目的操作数存放区。处理串的时候，ES默认为目的串。

附录

寄存器介绍

存储器

　　存储器是计算机的记忆部件，用来存放程序和数据。按所在的位置，存储器可以分成主存储器和辅助存储器。
　　
　　主存储器存放当前正在执行的程序和使用的数据，CPU可以直接存取，它由半导体存储器芯片构成，其成本高，容量小，但速度快。
　　
　　辅助存储器可用来长期保存大量程序和数据,CPU需要通过I/O接口访问，它由磁盘或光盘构成，其成本低，容量大，但速度较慢。

存储单元

　　存储器被划分为若干个存储单元，每个存储单元有一个惟一的存储器地址，从0开始顺序编号,存储单元的地址是无符号数, n位二进制数共能表示2^n个存储单元的地址。

类型

Name	全称	说明
DB	define byte	定义字节类型变量，一个字节数据占1个字节单元，读完一个，偏移量加1
BW	define word	定义字类型变量，一个字数据占2个字节单元，读完一个，偏移量加2
DD	define double(word)	定义双字类型变量，一个双字数据占4个字节单元，读完一个，偏移量加4