汇编语言与微机原理 期末半开卷复习整理(上)

8086CPU寄存器

8086：16位，4.77MHz~10MHz,16根数据线，20根地址线
AX/AL:乘除法指令中用作累加器，IO指令中用作数据寄存器，可显式或隐含调用
AH：在LAHF用作目的寄存器，隐含调用。
AL：在BCD码用做累加器，隐含调用。
BX：在存储器寻址用作地址/基址寄存器，显式调用。在XALT用作基址寄存器，隐含调用
CX：循环计数器，隐含
CL：在移位、循环移位中用作移位次数，显式
DX：在I/O指令用作地址寄存器，显式调用。在乘除法用作辅助累加器，隐含调用
BP：堆栈段基址寄存器，显式。
SP：堆栈指针，隐含
SI：字符串操作源地址寄存器，隐含。存储器寻址用作地址寄存器，显式。
DI：字符串操作目的变址寄存器，隐含。存储器寻址用作地址寄存器，显式。
CS：代码段寄存器。
SS：堆栈段
DS：数据段
ES：附加段
IP：即将执行的指令的偏移地址，不能读/显式设定
PSW：

CLI/STI：执行CLI，IF=0。执行STI，IF=1。
存储空间：按字节编址，$2^{20}$=1MB寻址空间，00000H~FFFFFH，小端存储（低位低字节，高位高字节）。段：0000H~FFFFH(64KB),每个逻辑段最大64KB。
物理地址：物理地址=段地址：偏移地址。物理地址=段地址*16+偏移地址，各段可能重叠
段：CS：IP为即将执行的指令，SS：SP为栈顶，DS：EA为数据段，ES：EA为附加段。

8086的控制与时序

引脚：$MN/\overline{MX}$为工作模式，接+5V为最小模式。最大模式可接8087/8089等协处理器。控制由总线控制器8288提供。接地为最大模式，不含协处理器。
RST：复位，高有效
Ready：就绪，输入，高有效。
AD15~AD0：地址/数据复用信号，地址三态输出，数据三态双向。
$M/\overline{IO}$:三态，选内存/外设。
$\overline{RD}$:三态，低有效，读
$\overline{WR}$:三态，低有效，写
ALE：输出，地址锁存允许，正脉冲下降沿锁存地址。
$DT/\overline{R}$:三态输出，=1时发送数据，=0时接收数据。
$\overline{DEN}$：三态低有效，表明AD15~AD0在传数据。
**$\overline{BHE}/S_7$：三态输出，分时复用，为0时，$D_{15}$~$D_8$位有效
S6S5：S6=0，S5=IF
$A_{19}$~$A_{16}$/$S_6$~$S_3$:地址状态复用
$S_4{S}_3$：段。00ES，01SS，10CS，11DS
$D_{15}$~$D_8$连奇体，$D_7$~$D_0$连偶体。从奇地址读一个字，需要2个总线周期。

总线形成：8284时钟、3个8282地址锁存，2个8286数据收发，直接提供控制。
INTR输出高有效，IF=1时相应中断请求。
$\overline{INTA}$输出，中断响应
NMI输入，上升沿有效，不可屏蔽中断请求。
输出：$A{D}_{15}$~$A{D}_0$,$A_{19}/S_6$~$A_{16}/S_3$时，20位地址被3片8282锁存，并锁存$\overline{BHE}$.
8286T与$DT/\overline{R}$相连，$\overline{OE}$与$\overline{DEN}$相连，允许数据通过。
三种周期：时钟周期、总线周期、指令周期（多个总线）

总线读周期

执行MOV AX,[BX]
$T_1$:$M/\overline{IO}$变高，对内存操作。$A_{19}$~$A_0$地址信号，$\overline{BHE}/S_7$变低）（数据高8位有效），ALE正脉冲，$DT/\overline{R}$变低（数据收发器接收）
$T_2$:$A_{19}$~$A_{16}$状态信号，$A{D}_{15}$~$A{D}_0$高阻，$RD$低（读内存），$\overline{DEN}$低（允许收发器传送）
$T_3$:$A{D}_{15}$~$A{D}_0$出现数据
$T_4$:$\overline{RD}$高，CPU读。$\overline{DEN}$高，收发器与总线断开。

总线写周期

执行MOV[DI],BL（写8位而不是16位）
$T_1$:$DT/\overline{R}$变高，数据收发器发，$\overline{BHE}/S_7$高，高8位无效(与网上找的图有区别，注意具体问题具体分析）
$T_2$:$\overline{WR}$低，CPU将写。$A{D}_{15}$~$A{D}_8$变高阻，$\overline{DEN}$低（$T_2$已经发数据$D_7$~$D_0$）,读时$T_3$才有数据区别。
$T_3$:维持不变
等待状态$T_w$:1.在$T_3$前沿检测Ready是否有效。2.若Ready无效，在$T_3$和$T_4$之间插入$T_w$,转1。3.若Ready有效，进入$T_4$
$T_4$:\overline{WR}高，CPU写
其余类似

模板与变量

调试流程：编辑(.asm),汇编(.obj),连接(.exe),执行。
调试debug模式下所有数据16进制。
伪指令：参数是常量、变量名，参数间用逗号分隔
模板：

.model small
.stack 100
.data
;//数据区
.code
start:
	mov ax,@data
	mov ds,ax
	;//逻辑代码
	mov ax,4c00h
	int 21h
end start
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

字符量值为ASCII码
‘0’=30H,‘A’=41H,‘Z’=5AH,‘a’=61H,‘z’=7AH
八进制后缀Q，
符号名 EQU 数值表达式在汇编前就被计算
变量：DB 字，DW 字节，DD 双字，DQ 8byte,DT 10byte
重复次数 dup (重复内容)

指令

寻址

指令格式:op dst src
立即寻址：操作数在指令中
寄存器寻址：用作dst,src,除了IP、PSW，都可以寄存器寻址。CS不能为dst
存储器寻址：dst和src不能同为存储器寻址
直接寻址：EA=8/16位位移量，例如：MOV AX,[2000H]
寄存器间接寻址：EA=BX/BP/SI/DI。例如：MOV AX,[BX]
寄存器相对寻址：EA=BX/BP/SI/DI+8/16位。例如：MOV AX,06H[SI]
基址变址寻址：EA=BX/BP+SI/DI。例如：MOV AX,[BP][SI]
相对基址变址寻址：EA=BX/BP+SI/DI+8/16位移量
使用BP时，隐含段位SS。其余隐含段为DS。允许段超越。
EA可为数值，可为变量名（符号地址）

(CS,IP)不为目的操作数。数据类型要一致。
例如，MOV [BX][SI],1错误，类型不明确。
XCHG OPR${}_1$ OPR${}_2$交换数值（不能同为mem，不能用seg、ip、imm）
XLAT：AL$\leftarrow$[(BX)+(AL)]
堆栈从较大地址分配使用，向上生长。
PUSH src:SP$\leftarrow$SP-2,((SP)+1,(SP))$\leftarrow$src(不能同为imm），必须16位
POP dst：dst$\leftarrow$((SP)+1,(SP)),SP$\leftarrow$SP+2,CS不能为dst
LEA reg,src,reg不为seg，src必须为mem（lea传送地址，mov传送内容）
LDS:reg$\leftarrow$src,dst$\leftarrow$src+2。src:reg,mem,imm。dst:mem,reg
pushf/popf：保存/恢复主程序flag

运算

CBW:AL$\to$AX，CBW:AX$\to$DX,AX
加减法:OP dst,src，src和dst不能同为reg/为seg
INC不影响CF。
求补：NEG opr(opr$\leftarrow$ 0-opr)
乘法：无符号数为MUL src,有符号数为IMUL src,src为reg/mem。为mem时，明确类型用ptr。

MUL: { C F , O F = 00 高位为 0 11 否则 {CF,OF=00高位为011否则

{CF,OF=0011​高位为0否则​
IMUL:$\{\begin{array}{ll}CF,OF=00& 高位为低一半符号扩展\\ 11& 否则\end{array}$
无符号除:DIV src。有符号除:IDIV src

NOT不影响flag。其余逻辑运算清零CF/OF,但SF/PF/ZF根据结果设置。
移位：OP dst,src其中src为1或CL。dst为mem且应当指明类型。左移为*2,右移为/2。带进位循环移位可实现高精度。
##

转移

转移：直接寻址（标号）、间接寻址（reg、mem）
JMP short 8位，
JMP 标号:IP$\leftarrow$IP+label相对于当前IP偏移，CS不变
JMP NEAR PTR 标号:16位范围，不包含byte/dword,为word
JMP FAR PTR 标号:IP$\leftarrow$offset next,CS$\leftarrow$seg next
无符号数:JB/JC/JNAE低于，JNB/JAE/JNC高于等于，JBE/JNA低于等于，JNBE/JA高于
有符号数:JL/JNGE小于，JNL/JGE大于等于，JLE/JNG小于等于，JNLE/JG大于
JCXZ CX=0则转移，JE相等，JNE不相等，JP PF=1则转移（1的个数为偶数）
LOOP：只短转移
LOOP opr:CX$\ne$ 0
LOOPZ opr(ZF=1且CX$\ne$ 0)
LOOPNZ opr(ZF=0且CX$\ne$ 0)
LOOP相当于：

DEC CX
JNZ 标号
1
2

子程序

CALL子程序名（段内直接调用）：SP$\leftarrow$SP-2,(SS:IP)$\leftarrow$IP，IP$\leftarrow$子程序
RET：(IP)$\leftarrow$(SS:IP)，(SP)$\leftarrow$(SP)+2
RET n：(IP)$\leftarrow$(SS:IP)，(SP)$\leftarrow$SP+2+n
段间调用
call 子程序名
(SP)$\leftarrow$(SP-2)
(SS:SP)$\leftarrow$(CS)
(IP)$\leftarrow$子程序入口
(CS)$\leftarrow$子程序段
（先压段后压偏移）
段间返回
ret
(IP)$\leftarrow$(SS:SP)
(SP)$\leftarrow$(SP)+2
(CS)$\leftarrow$(SS:SP)
(SP)$\leftarrow$(SP)+2
先取偏移后取段
ret n:在csn出栈还会(SP)$\leftarrow$(SP)+n

I/O中断

物理地址=类型码*4
中断类型码/中断向量号 0~255
每个中断向量4byte，高字CS，低字IP
int:将flag入栈，清除TF、IF。CS入栈，IP入栈，最后跳转
into:检测OF。若溢出，中断类型码为4
iret:IP出栈、CS出栈，恢复flags
控制:hlt(停止) nop(空操作) wait(等到test=0)
I/O调用:参数装入指定reg，功能号装入AH
子功能装入AL，调用，返回。
int 21H：

0DH:回车（光标回到本行第一个字符）
0AH:换行
输出文字

lea bx,string
mov cx,7;7为长度
one:mov dl,cs:[bx]
	mov ah,2
	int 21H
	inc bx
	loop one
string db "hello"
end start
1
2
3
4
5
6
7
8
9

输出串

lea dx,string
mov ah,9
int 21h
string db 0DH,0AH,"hello",0DH,0AH,'$'
1
2
3
4

输入5个数

mov cx,5
mov sum,0
one:mov ah,1
	int 21h
	and al,0fh
	add sum,al
	loop one
1
2
3
4
5
6
7

从键盘输入至多5个数

lea dx,buffer
mov ah,0ah
int 21H
mov sum,0
mov cl,buffer+1
mov ch,0
lea bx,buffer+2
one:
	mov al,[bx]
	and al,0fh
	add sum,al
	inc bx
	loop one
1
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13

程序逻辑语句

双分支结构一定要跳过另一个分支体。
大小写字母ASCII码差值20H，仅$D_5$位不同。
用地址表实现多分支转移。数据段:addtbl dw f1,f2,f3程序段:jmp addtbl[bx]
循环:
do-while型初始化、工作、修改、控制。
while型循环:初始化、控制、跳出、工作、修改、跳回控制。

无符号字数组以-1为结束，求平均值

lea bx,array
one:cmp word ptr[bx],-1
	je done;//数组结束
	add ax,[bx]
	adc dx,0;保留进位
	inc cx;//数组元素个数
	add bx,2
	jmp one
done:jcxz null
	div cx
	mov avg,ax
	jmp exit
null:mov avg,-1
1
2
3
4
5
6
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13

用$N^2=1+3+...+(2N-1)$求平方根

square proc near
	push cx
	push bx
	mov bx,ax;要求的数
	mov al,0
	mov cx,1
next:sub bx,cx
	jb done
	inc al
	add cx,2
	jmp next
done:
	pop bx
	pop cx
	ret
square endp
1
2
3
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5
6
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8
9
10
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12
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14
15
16

可以自带数据区，在ret后、endp前，用cs段超越
表达式计算:
$Z=100(X/Y+W)+R$

mov ax,x
cwd
idiv y
add ax,w
mov bx,100
imul bx
mov cx,ax
mov bx,dx
mov ax,r
cwd
add ax,cx
adc dx,bx
mov z,ax
mov z+2,dx
1
2
3
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5
6
7
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14

中断服务程序示例

point dw 0
temp db 500 dup(?)
intproc proc far
	push ds
	push ax
	sti
	mov ax,seg temp
	mov ds,ax
	mov bx,point
	in al,60H
	mov temp[bx],al
	int pont
	cli
	mov al,20H
	out 20H,al
	pop ax
	pop ds
	iret
intproc endp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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14
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16
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19