转移指令的原理01 - 零基础入门学习汇编语言43

最新推荐文章于 2021-04-12 10:17:56 发布

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原文链接：http://www.cnblogs.com/LoveFishC/archive/2011/01/07/3846030.html

本文详细解析了8086 CPU转移指令的工作原理，包括无条件转移指令jmp的功能与使用方法，以及如何通过偏移量实现指令位置的跳转。特别介绍了jmp指令在段内短转移和近转移的应用，结合实例代码展示了如何计算位移量及CPU执行转移指令的具体过程。

第九章：转移指令的原理01

让编程改变世界

Change the world by program

引言

8086CPU的转移指令分为以下几类：

无条件转移指令（如：jmp）
条件转移指令
循环指令（如：loop）
过程
中断

操作符offset

操作符offset在汇编语言中是由编译器处理的符号，它的功能是取得标号的偏移地址。比如下面的程序： [codesyntax lang="asm"]

assume cs:codesg

codeseg segment
start:
    mov ax,offset start  ;相当于mov ax,0
s:  mov ax,offset s      ;相当于mov ax,3
codesg ends

end start

[/codesyntax]

问题9.1

有如下程序段，添写2条指令，使该程序在运行中将s处的一条指令复制到s0处。 [codesyntax lang="asm"]

assume cs:codesg

codesg segment
s:  mov ax,bx              
    mov si,offset s
    mov di,offset s0
    __________
    __________
s0: nop            ;（nop的机器码占一个字节）
    nop
codesg ends

ends

[/codesyntax]

问题9.1分析

（1）s和s0处的指令所在的内存单元的地址是多少？

cs:offset s 和cs:offset s0。

（2）将s处的指令复制到s0处，就是将cs:offeet s 处的数据复制到cs:offset s0处；（3）段地址已知在cs中，偏移地址offset s和offset s0已经送入si和di中；（4）要复制的数据有多长？

mov ax,bx指令的长度为两个字节，即1个字。

问题9.1完整程序

[codesyntax lang="asm"]

assume cs:codesg

codesg segment
s:  mov ax,bx         ;（mov ax,bx 的机器码占两个字节）
    mov si,offset s
    mov di,offset s0
    mov ax,cs:[si]
    mov cs:[di],ax
s0: nop               ;（nop的机器码占一个字节）
    nop
codesg ends

end s

[/codesyntax]

jmp指令

jmp为无条件转移，可以只修改IP，也可以同时修改CS和IP

jmp指令要给出两种信息：

转移的目的地址

转移的距离（段间转移、段内短转移，段内近转移）

依据位移进行转移的jmp指令

jmp short 标号（转到标号处执行指令）

这种格式的jmp指令实现的是段内短转移，它对IP的修改范围为 -128~127，也就是说，它向前转移时可以最多越过128个字节，向后转移可以最多越过127个字节。比如：程序9.1 [codesyntax lang="asm"]

assume cs:codesg

codesg segment
start:
    mov ax,0
    jmp short s
    add ax,1
s:  inc ax
codesg ends

end start

[/codesyntax] 左面的程序执行后，ax中的值为1 ，因为执行jmp short s后，越过了add ax,1 ，IP指向了标号s处的inc ax。也就是说，程序只进行了一次ax加1操作。 汇编指令jmp short s 对应的机器指令应该是什么样的呢？ 我们先看一下别的汇编指令和其对应的机器指令。现在我们在Debug中将程序9.1翻译成为机器码，看看结果 汇编指令与机器码的对应示例 [caption id="attachment_355" align="aligncenter" width="300"]

汇编指令与机器码的对应示例[/caption] 可以看到，在一般的汇编指令中，汇编指令中的idata（立即数），不论它是表示一个数据还是内存单元的偏移地址，都会在对应的机器指令中出现，因为CPU执行的是机器指令，它必须要处理这些数据或地址。对照汇编源程序我们可以看到，Debug 将 jmp short s 中的 s 表示为inc ax 指令的偏移地址 8 ，并将jmp short s 表示为 jmp 0008 ，表示转移到cs:0008处。但是我们观察对应的机器码，却意外地发现了一些问题…… jmp 0008 （Debug中的表示）或jmp short s （汇编语言中的表示）所对应的机器码为EB 03，注意，这个机器码中竟不包含转移的目的地址。这意味着，CPU 在执行EB 03的时候，并不知道转移目的地址。 那么，CPU根据什么进行转移呢？ 没有了目的地址，CPU如何知道转移到哪里呢？ 我们做下小小的修改~ 这说明在机器指令中并不包含转移的目的地址。如果机器指令中不包含目的地址的话，那么，也就是说 CPU不需要这个目的地址就可以实现对IP的修改。小B可能会问：“老师，那么具体是如何修改的呢？” [caption id="attachment_356" align="aligncenter" width="300"]

汇编演示程序[/caption]

jmp short s指令的读取和执行过程：

（1）(CS)=0BBDH，(IP)=0006，CS:IP指向EB 03（jmp short s的机器码）；（2）读取指令码EB 03进入指令缓冲器；（3）(IP)=(IP)+所读取指令的长度=(IP)+2=0008，CS:IP指向add ax,1；（4）CPU指行指令缓冲器中的指令EB 03；（5）指令EB 03执行后，(IP)=000BH，CS:IP指向inc ax。

动画演示：

[kml_flashembed publishmethod="static" fversion="8.0.0" movie="http://blog.fishc.com/wp-content/uploads/2012/07/9_依据位移进行转移的jmp指令.swf" width="400" height="300" targetclass="flashmovie" wmode="transparent"]

[/kml_flashembed]

实际上，指令“jmp short 标号”的功能为(IP)=(IP)+8位位移。

（1）8位位移=“标号”处的地址-jmp指令后的第一个字节的地址；（2）short指明此处的位移为8位位移；（3）8位位移的范围为-128~127，用补码表示（4）8位位移由编译程序在编译时算出。还有一种和指令“jmp short 标号”功能相近的指令格式：jmp near ptr 标号它实现的时段内近转移。 指令“jmp near ptr 标号”的功能为：(IP)=(IP)+16位位移。

jmp near ptr 标号

指令“jmp near ptr 标号”的说明：（1）16位位移=“标号”处的地址-jmp指令后的第一个字节的地址；（2）near ptr指明此处的位移为16位位移，进行的是段内近转移；（3）16位位移的范围为-32769~32767，用补码表示；（4）16位位移由编译程序在编译时算出。 [buy] 获得所有教学视频、课件、源代码等资源打包 [/buy] [Downlink href='http://kuai.xunlei.com/d/LKBEYEMKGVOF']视频下载[/Downlink]

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