汇编语言 王爽.

汇编语言 王爽.
内容銜介 汇编语言是各种CPU所提供的机器指令的助记符的集合,人们可以用汇编语言直接控制硬件系统进 行冮作。汇编语言是很多相关课程(如:数据结构、操作系统、微机原理等)的重要基础。为了更好地引导 帮助读者学习汇编语言,作者以循序渐进的方式精心创作了这本书。本书具有如下特点:呆用全新的结构 对课程的内容进行了组织,对知识进行最小化分割,为读者构造了循序渐进的学习线索;在深入本质的层 面上对汇编语言进行讲解;对关键环节进行深入的剖析。 本书可用作大学计算机专业本科生的汇编教材及希望深入学习计算机科学的读者的自学教材 版权所有,翻印必究。 本书封面贴有清华大学出版社激光防伪标签,无标签者不得销售。 图书在版编目CP数据 汇编语言/王爽著一北京:清华大学出版社,2003 ISBN7-302071950 I.汇…Ⅱ.王…Ⅲ汇编语言Ⅳ.TP313 中国版本图书馆CIP数据核字(2003第078272号 出版者:清华大学出版社 地址:北京清华大学学研大厦 http://www.tup.com.cn 邮编:100084 社总机:010-62770175 客户服务:010-62776969 组稿编辑:应勤 文稿缟輯:桑任松 封面设计:陈刘源 印刷者:北京国马印刷厂 装订者:北京市密云县京文制本装订厂 发行者:新华书店总店北京发行所 开本:185×260印张:20.5字数:490千字 版次:2003年9月第1版2003年12月第2次印刷 书号:ISBN7-302-07195-0/TP·5237 印数:5001~9000 定价:28.00元 言 汇编语言是很多相关课程(如:数据结构、操作系统、微机原理等)的重要基础。其实 仅从课程关系的角度讨论汇编语言的重要性未免片面,概括地说,如果读者想从事计算杋 科学方面的工作的话,汇编语言的基础是必不可缺的。原因很简单,我们的工作平台、研 究对象都是机器,汇编语言是人和计算机沟通的最直接的方式,它描述了机器最终所要执 行的指令序列。我们想深入研究英国文化,不会英语行吗?汇编语言是和具体的徵处理器 相联系的,每一种微处理器的汇编语言都不一样,我们只能通过一种常用的、结构简洁的 微处理器的汇编语言来进行学习,从而达到学习汇编的两个最根本的目的:充分获得底层 编程的体验,深刻理解机器运行程序的杋理。这两个目的达到了,其他目的也就自然而然 地达到了。举例来说,你在学习操作系统等课程时,对许多问题就会有很通透的理解。 我们的学习不能在一台抽象的计算机上来进行,必须针对一台具体的计算机来完成学 习过程。为了使学习的过程容易展开,本书采用以8086CPU为中央处理器的PC机来进行 学习。8086CPU可以满足以下条件:常用而结构简洁,常用保证了可以方便地进行实践, 结构简洁则便于进行教学。纯粹的8086PC机已经不存在了,对于现今的机器来讲,它已 经属于古玩。但是,现在的任何一台PC机中的微处理器,只要是和ntel兼容的系列,都 可以8086的方式进行工作。可以将一个奔腾系列的微处理器当作一个快速的8086微处理 器来用。整个奔腾PC的工作情况也是如此,可以当作一台高速的8086PC来用。关于微处 理器及相关的一些问题请参看附注1 为了更好地引导、帮助读者学习汇编语言,作者精心创作了这本书。下面对教学思想 和教学内容的问题进行一些探讨,希望在一些重要的问题上和读者达到共识 1.教学思想 一门课程是由相互关联的知识构成的,这些知识在一本书中如何组织则是一种信息组 织和加工的艺术。学习是一个循序渐进的过程,但并不是所有的教学都是以这种方式完成 的,这并不是我们所希望看到的事情,因为任何不以循序渐进的方式进行的学习,都将出 现盲目探索和不成系统的情况,最终学到的也大都是相对零散的知识,并不能建立起 个系统的知识结构。非循序渐进的学习,也达不到循序渐进学习所能达到的深度,因为后 者是步步深入的,每一步都以前一步为基础。 读者也许会问:“我们不是一直以循序渐进的方式学习吗?有哪本书不是从第一章到 最后一章,又有哪门课不是从头讲到尾的呢?” 本书从第…章到最后章,一门课从头到尾,这是一个时间先后的问题,这并不等 于就是以循序渐进的方式在学习。我们常有这样的感受,想认真地学习一门较难的课程, 可是却经常看不懂书上的内容;有时觉得懂了,可又总有一种不能通透的感觉,觉得书上 的内容再反复看,也不能深入下去了。这些情况都说明,我们并未真正以循序渐进的方式 汇编语言 学习。 不能循序渐进地学习的根本原在于:读者所用的教材并未真正地按循序渐进的原则 来构造。这不是一个简单的问题,不是按传统的方法划分一下章节就可以解决的。举例来 说,在传统的汇编教材中,一般都在开始的章节中集中讲CPU的编程结构,这一章往往成 为大多数初学者的障碍。这章所讲的内容有的需要了解其他的知识才能深入理解,可是这 些知识都被忽略;有的需要有编程经验才能深入理解,或不进行具体编程就根本无法理解, 可编程要在后面的章节里进行… 我们需要为读者构造合理的学习线索,这个学习线索应真地遵循循序渐进的原则 我们需要打破传统的章节划分,以一种新的艺术来对课程的内容进行补充、分割、重组 使其成为一个个串连在学习线索上的完成特定教学功能的教学节点。这本书以此作为创作 的核心理念,打破了传统的章节划分,构造了合理的学习线索,将课程的内容拆解到学习 线索中的各个教学节点中去,学习主线索上的教学节点有4类:(1)知识点即各小节内容) (2检测点:(3)问题和分析:(4)实验。还有一种被称为附注的教学节点不在学习主线索之中, 是由知认点引出的节点,属于选看内容。 应用这本书,读者将沿着学习线索来学习一个个知识点,通过一个个检测点,被线索 引入到一个个问题分析之中,并完成一个个实验,线索上的每一个教学节点都是后续内容 的基础;每一个节点的信息量或难度,又只比前面的多一点,读者在每一步的学习中都会 有一种有的放矢的感觉。大的困难被分割,读者在学习的过程中可逐步克服。 这好似航行,我们为读者设计一条航线,航线上分布着港口,每一个港口都是下一个 港口的起点。漫长的旅途被个个港口分割,我们通过到达每个港口来完成整个航行。 为了按循序渐进的原则构造学习线索,本书采用了一种全新的信息组织和加工艺术, 我们称其为:知识屏蔽。以往的教材只注重知识的授予,并不注重知识的屏蔽。实际上, 在教学中知识的屏蔽十分重要,这是一个重点突出的问题。计算机是一门交叉学科,一部 分知识往往还连带着其他的相关内容,这些连带的相关内容如果处理不好,将影响读者对 目前要掌握的知识的理解。本书采用了知识屏蔽的方法,对教学内容进行了最小化分割, 力求使我们在学习过程中所接触到的每一个知识点都是当前惟一要去理解的东西。我们在 看到这个知识点之前,已理解了从前所有的内容;在学习这个知识点的过程中,以后的知 识也不会对我们造成干扰。我们在整个学习过程中,每一步都走得清楚而扎实,不知不觉 中,由当初的一个简单的问题开始,在经历了一个每一步都相对简单的过程之后,被带入 了一个深的层次。这同沿着楼梯上高楼一样,迈出的每一步都不高,结果却上了楼顶 2.本书的结构 本书由若干章构成,一章包含若干知识点,根据具体内容,还可能包含检测点、问题 和分析、实验、附注等教学节点。书中的所有教学节点,除附注之外,都在一个全程的主 线索之中。 由于本书具有很强的线索性,我们的学习一定要按照教学的线索进行,有两点是必须 前言 要遵守的原则:(1)没有通过检测点不要向下学习:(2)没有完成当前的实验不要向下学习 下面的表格详细说明了书中的各种教学节点和它们的组织情况。 教学节点详表 教学节点说明 知识点 读者的要知识来源,知识点以小节的形式出现,一个知识点为一个小节。每个知识 点都有个相对独立的小主题 有些内容是对主要内容的拓展、加深和补充。这些内容如果放入正文中,会分散读者对 主体内容的注意力,同时也破坏了主体内容的系统性。我们把这些内容在附注中给出, 供读者选看。附注不在主线索之中,是主线索的引出内容 检测点检测点用来取得学丬情况的反馈信息。只要通过了检测点,我们就得到了-个保证:已 掌握了前面的内容。这是对学习成果的阶段性的肯定,有了这个肯定,可以信心十足地 继续学习。如果没有通过检测点,需要回头再进行复习。有的检测点中也包含了一些具 有教学功能的内容 问题分析引导读者对知识进行深入的理解和灵活的应用 实验 在木书中,实验也是在学习线索中的。有的教学内容就包含在编程的依据材料中。每 个实验都是后续内容的基础,实验的任务必须独立完成。我们可以这样看待实验的重要 性,如果你没有完成当前的实验,就应停止继续学习,直到你独立完成实验 3.教学重心和内容特点 本书的教学重心是:通过学习关键指令来深入理解机器工作的基本原理,培养底层编 程意识和思想。本着上面的原则,本书的内容将和传统的教材有着很大的不同: (1)不讲解每一条指令的功能 指令仅仅是学习机器基本原理和设计思想的一种实例。而逐条地讲解每一条指令的功 能,不是本书的重点所在,它应该是一本指令手册的核心内容。这就好像文学作品和字典 的区别,前者的重心在于用文字表达思想,后者讲解每个字的用法 (2)编程的平台是硬件而不是操作系统 这一点尤为重要,直接影响到以后的操作系统的教学。我们必须通过一定的编程实践 体殓一个裸机的环境,在一个没有操作系统的环境中直接对硬件编程。这样的体会和经验 非常重要,这样我们才能真正体会到汇编语言的作用,并且看到没有操作系统的计算机系 统是怎样的。这为以后的操作系统的学习打下了一个重要的基础。 (3)着重讲解重要指令和关键概念 本书的所有内容都是围绕着“深入理解机器工作的基本原理”和“培养底层编程意识 和思想”这两个核心目标来进行的。对所有和这两个目标关系并不密切的内容,都进行了 舍弃。使读者可以集中注意力真正理解和掌握那些具有普遍意义的指令和关键概念 IV 江编语言 本书在深入到本质的层面上对重要指令和关键概念进行了讲解和讨论。这些指令和概 念有:jp、条件转移指令、 call, ret、栈指令、int、iret、cmp、lop、分段、寻址方式等 4.读者定位 本书可用作大学计算机专业本科的汇编教材和希望深入学习计算机科学的读者的自学 教材。本书的读者应具备以下基础: ●具有计算机的使用经验; 具有二进制、十六进制等基础知识; 具有一门高级语言BASC、 PASCAL、C…)的基本编程基础。 5.联系方法 如果读者在使用本书进行学习的过程中遇到了难以解决的问题,可以和作者进行联系 Emai地址为: fewster@163com。 目录 第1章基础知识 32DS和 address 46 11机器语言 33字的传送 47 12汇编语言的产生 34mov、add、sub指令 昏■昏申唱4即唱昏中申平·卓 13汇编语言的组成 35数据段 4存储器 36栈 1.5指令和数据 3.7CPU提供的栈机制 s5 16存储单元 38栈顶超界的问题.58 17CPU对存储器的读写…14 39push、pop指令… 18地址总线 6 3.10栈段 19数据总线, 实验2用机器指令和汇编指令编程…67 110控制总线 8第4章第1个程序 71 11内存地址空间(概述)… 41个源程序从写出到执行的过程…71 112主板 42源程序. 72 1.13接口卡 43编辑源程序 1.14各类存储器芯片 44编译…… 1.15内存地址空间 10 45连接 .179 第2章寄存器(CPU工作原理) 46以简化的方式进行编译和连接…82 21通用寄存器… 471exe的执行…1 t●备山 22字在寄存器中的存储… 15 48可执行文件中的程序装入内存 23几条汇编指令 并运行的原理 83 24物理地址 18 49程序执行过程的跟踪 ■■l萨p命卓目1自幽备 2516位结构的CPU 实验3编程、编译、连接、跟踪……88 268086cPU给出物理地址的方法…19第5章[bx]和loop指令 89 27“段地址×16+偏移地址=物理地址” 51[bx] 91 的本质含义 52Loop指令 93 28段的概念 2 53在Debu鸣g中跟踪用Joo指令实现的 29段寄存器 循环程序, 2.,10CS和IP….23 54 Debug和汇编编译器Masm对指令 2.l修改CS,IP的指令 的不同处理102 2.12代码段….... 32 551oop和bx]的联合应用 105 实验1查看CPU和内存,用机器指令 56段前缀.108 和汇编指令编程 57一段安全的空间 第3章寄存器(内存访问) 45 58段前缀的使用 111 31内存中字的存储… 45 实验4[bx]和1oop的使用,13 VI 汇编语言 第6章包含多个段的程序 114 95转移地址在寄存器中的jmp指令…169 61在代码段中使用数据 96转移地址在内存中的jmp指令 169 62在代码段中使用栈 1l8 97jcxz指令… 171 63将数据、代码、栈放入不同的段…120 98loop指令 实验5编写、调试具有多个段的程序…123 99根据位移进行转移的意义 910~编译器对转移位移超界的检测…174 第7章更灵活的定位内存 实验8分析一个奇怪的程序 174 地址的方法 126 实骑9根据材料编程. 175 7.1and和or指令 126 第10章ca|和ret指令 78 72关于 ASCII码 12 73以字符形式给出的数据 127 10.1ret和retf l78 74大小写转换的问题 128 102call指令 180 7.5 [bx+idata] 10.3依据位移进行转移的call指令…180 76用[bx+idaa]的方式进行 104转移的目的地址在指令 数组的处理 132 中的call指令 l81 77SI和DI 134 105转移地址在寄存器中的ca!指令…,1832 78[bx+和[bx+d1] 136 10.6转移地址在内存中的cll指令…182 79[bx+ si+idata]和[bx+ ditidata]….138 10.7cal和ret的配合使用… 710不同的寻址方式的灵活应用 10.8mu指令 ,187 实验6实践课程中的程序17 10.9模块化程序设计 188 第8章数据处理的两个基本问题.114 10.10参数和结果传递的问题..188 10.11批量数据的传递 190 81bx、si、di、bp 10.2寄存器冲突的问题 82机器指令处理的数据所在位置…49 实验10编写子程序 194 83汇编语言中数据位置的表达50 课程设计1 200 84寻址方式 151 第11章标志寄存器 202 85指令要处理的数据有多长? 86寻址方式的综合应用.… 11.lZF标志 87div指令 156 112PF标志 88仍指令dd 11.3SF标志… 205 3.9dup… 59 114CF标志 实验7寻址方式在结构化数据 115OF标志…206 访问中的应用 11.6adc指令 208 第9章转移指令的原理 117sbb指令 211 62 1.8cmp指令211 91操作符 offset… I.9检测比较结果的条件转移指令…215 92jmp指令… 1110DF标志和串传送指令 ,219 93依据位移进行转移的jmp指令 l.1 pushf和popf 223 94转移的目的地址在指令中的 1112标志寄存器在Dbug中的表小…,23 jmp指令… 实验11编写子程序 224 目录 ⅴII 第12章内中断 225 152外中断信息 26l 153PC机键褴的处理过程 263 12.1内中断的产生 225 154编写int9中断例程 264 122中断处理程序 26 155安装新的int9中断例程 123中断向量表. 272 .226 实验15安装新的int9中断例程.174 124中断过程 227 指令系统总结 274 125中断处理程序 228 12.6除法错误中断的处理 第16章直接定址表 276 12.7编程处理0号中断. l61描述了单元长度的标号……276 128安装 232 162在其他段中使用数据标号 278 129d 235 163直接定址表 281 12.l0设置中断向量 238 164程序入口地址的直接定址表 285 121单步中断 238 实验16编与包含多个功能子程序的中 12.12响应屮断的特殊情况 239 断例程 289 实验12编写0号中断的处理程序……240第17章使用B0s进行键盘输入和 第13章int指令 241 磁盘读写 290 13.lint指令 171int9中断例程对键盘输入的处理,290 132编写供应用程序调用的中断例程..242 172使用int16h中断例程读取 133对int、iret和栈的深入理解.…45 键盘缓冲区 291 134BIoS和DOS所提供的中断例程.247 173字符串的输入 294 13.5BIOS和DOS中断例程的 174应用int13h中断例程对磁盘 安装过程 248 进行读写 ? 136BIOS中断例程应用 248 实验17编写包含多个功能子程序的 137DOS中断例程应用 250 中断例程 ∴301 实验13编写、应用中断例程 251 课程设计2 .302 第14章端口 254附注 304 14!端口的读写 254 附注1 Intel系列微处理器的三种 142 CMOS RAN芯片 255 工作模式 143shl和shr指令 附注2补码. .305 l44 CMOS RAM中存储的时间信息….258 附注3汇编编译器(masm.exe)对jmp的 实验144访问 CMOS RAN 260 相关处理 30 第15章外中断… 261 附注4用栈传递参数 310 附注5公式证明 313 15.1接口芯片和端冂