汇编语言语法-2

数据传送，寻址和算数运算

写在前面的补充(32位x86处理器)：

基本程序执行寄存器

• 通用寄存器：主要用于算数运算和数据传输
• 一些寄存器的组成部分可以处理8位的值，如AX寄存器的高8位被称为AH，低8位被称为AL

32位	16位	8位(高)	8位(低)
EAX	AX	AH	AL
EBX	BX	BH	BL
ECX	CX	CH	CL
EDX	DX	DH	DL

• 其他通用寄存器只能用32或16位访问

32位	16位	32位	16位
ESI	SI	EBP	BP
EDI	DI	ESP	SP

• 特殊用法：

  • 乘除指令默认使用EAX（extended accumulator）
  • CPU默认使用ECX为循环计数器
  • ESP（extended stack accumulator）用于寻址堆栈数据，极少用于数据传输和算数运算
  • ESI（extended source index）和EDI（extended destination index）用于高速存储传输指令
  • 高级语言通过EBP（extended frame pointer）来引用堆栈中的函数参数和局部变量

• 段寄存器
  实地址模式中，16位段寄存器表示的是预先分配的内存区域的基址，这个内存区域称为段。一些段中存放程序指令（代码），其他段中存放变量（数据），还有一个堆栈段存放的局部变量和函数参数

• 指令指针
  EIP寄存器中包含下一条要执行指令的地址。某些机器指令可以控制EIP，使程序分支转向另一个新位置

数据传送指令

Q: 操作数的三种类型是什么
A：操作数有3种基本形式：

• 立即数——————使用数字文本表达式
• 寄存器操作数————————使用CPU内已经命名的寄存器
• 内存操作数————————引用内存位置

Q：Intel使用的操作数符号中reg/mem32的含义是什么？
K：不用死记：

• reg表示通用寄存器（register）：reg8，8位的（AH，AL，BH，BL，CH，CL，DH，DL）；reg16，16位的
• sreg表示16位段寄存器（stack reg）：CS，DS，SS，ES，GS，FS
• imm立即数（immediate）：imm8,8位立即数；imm32,32位立即数（DWORD型）
• reg/mem8:8位操作数，可以是8位通用寄存器或者内存字节
• reg/mem16:16位立即数，可以是16位通用寄存器或者内存字
• reg/mem32:32位立即数，可以是32位通用寄存器或者内存双字
• mem 内存操作数（8位，16位，32位）
  A：略…

Q：（判断）
1.MOV指令的目的操作数不能为段寄存器
2.MOV指令中的第二个操作数是目的操作数
3.EIP寄存器不能作为MOV指令的目的操作数
K：

• MOV用于数据传送

MOV destination,source

• MOV操作要满足如下规则：
  • 两个操作数必须是同样的大小
  • 两个操作数不能同时为内存操作数
  • 指令指针寄存器（IP，EIP，RIP）不能作为目标操作数
• MOV不能内存到内存，要先入寄存器
• 由于MOV不能直接将较小的操作数复制到较大的操作数中便有了：
  • MOVZX指令将一个较小的操作数（无符号）0扩展为较大的操作数再移动
  • MOVSX指令将一个较小的操作数（有符号）符号扩展为较大的操作数再移动

A：F F T

实例

• XCHG指令交换两个操作数的内容，指令中至少有一个操作数是寄存器

.386
.model flat,stdcall
.stack 4096
ExitProcess proto,dwExitCode:dword


.data
val1 WORD 1000h
val2 WORD 2000h
arrayB BYTE 10h,20h,30h,50h
arrayW WORD 100h, 200h, 300h
arrayD DWORD 10000h, 20000h

.code
main proc
	;演示MOVZS指令
	mov bx, 0A69Bh
	movzx eax, bx                    ; EAX = 0000A69Bh
	movzx edx, bl                    ; EDX = 0000009Bh
	movzx cx, bl                     ; CX = 009Bh

	;演示MOVSX指令
	mov bx, 0A69Bh
	movsx eax, bx                    ; EAX = FFFFA69Bh
	movsx edx, bl                    ; EDX = FFFFFF9Bh
	mov bl, 7Bh                      
	movsx cx, bl                     ; CX = 007Bh
	
	;内存-内存的交换
	mov ax, val1                     ; AX = 1000h
	xchg ax, val2                    ; AX = 2000h, val2 = 1000h
	mov val1, ax                     ; val1= 2000h

	;直接-偏移量寻址
	mov al, arrayB                   ; AL = 10h
	mov al, [arrayB+1]               ; AL = 20h  
	mov al, [arrayB+2]               ; AL = 30h

	mov ax, arrayW                   ; AX = 100h
	mov ax, [arrayW+2]               ; AX = 200h

	mov eax, arrayD                  ; EAX = 10000h
	mov eax, [arrayD+4]              ; EAX = 20000h

	invoke ExitProcess,0

main endp
end main

加减法

算数指令

• INC指令实现操作数加1
• DEC指令实现操作数减1
• ADD指令实现源操作数和目的操作数相加
• SUB指令实现目的操作数减去源操作数
• NEG指令实现操作数符号翻转

状态标志

表示受算数影响的CPU状态标志：

• 算数结果为负，符号标志位（SF）为1
• 与目标操作数相比，无符号算术运算操作结果太大，进位标志位（CF）为1
• 执行算术或布尔指令后，奇偶标志位（PF）能反映出目标操作数最低有效字节中1的个数为奇数还是偶数
• 目的操作数位3有进位或借位，辅助进位标志位（AC）为1，主要用于二进制编码的十进制数（BCD）运算，如1+0Fh，和数在位4上为1，这是位3的进位，AC=1
• 算术操作结果为0,零标志位（ZF）为1
• 有符号算术操作结果超过目标操作数范围时，溢出标志位（OF）为1，典型的就是两个正数相加得到了一个负数，两个负数相加得到了一个正数

ps：若NEG求反后原寄存器无法装下，则OF置1，寄存器内结果不变，如：

mov al，-128 ；AL=10000000b
neg al       ；AL=10000000b， OF=1

Q：写一个汇编程序实现a=R = -X + （Y - Z）,其中abcd均为变量，为结果，26， 30， 40
A：

.386
.model flat,stdcall
.stack 4096
ExitProcess proto, dwExitcode:dword

.data
Rval SDWORD ?
Xval SDWORD 26
Yval SDWORD 30
Zval SDWORD 40

.code
main PROC
	; 执行运算Rval = -Xval + （Yval - Zval）
	mov eax, Xval
	neg eax
	mov ebx, Yval
	sub ebx, Zval
	add eax, ebx
	mov Rval, eax

	INVOKE ExitProcess,0

main ENDP
END main

与数据相关的运算符和伪指令

• OFFSET运算符返回的是一个变量与其所在段起始地址之间的距离
• PTR可以重写操作数的默认大小类型
• TYPE返回的是一个操作数或者数组中每个元素的大小
• LENGHOF返回数组中元素的个数
• SIZEOF返回数组初始化时使用的字节数

Q：假如有如下定义：

;Q1
.data
myArray BYTE 10,20,30,40,50
        BYTE 60,70,80,90,100

;Q2
.data 
myDouble DWORD 12345678h
.code
mov ax,WORD PTR myDouble

Q1: TYPE，LENGHOF，SIZEOF结果为多少？
Q2：AX=？

K：

• 如果数组定义占多行，LENGHOF只针对第一行，故为5，而SIZEOF返回值等于TYPE与LENGHOF的乘积，但如果该定义多行数组第一行结尾加上一个逗号，LENGHOF就为10
• 操作数大小不匹配，则我们无法直接让myDouble的后四位5678h移动到AX中，但使用PTR修改大小即可。为啥是后四位？想想x86处理器的小端存储

A1：1,5,5
A2：5678h

间接寻址

直接寻址很少用于数组的处理，反之，会用寄存器作为指针（称为间接寻址）并控制该寄存器的值。如果一个操作数使用的是间接寻址，就称之为间接操作数
Q：（判断）
1.任何一个32位寄存器都可以用作间接操作数
2.指令inc[esi]非法
3.array[esi]是变址操作数

A:T T T

K：

保护模式

• 任何一个32位通用寄存器（EAX,EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,EBP,ESP）加上括号就是一个间接操作数。寄存器中存放的是数据的地址。

.data
byteVal BYTE 10h
.code
mov esi,OFFSET byteVal
mov al,[esi]

上面代码就是常见用法，MOV指令使用间接操作数作为源操作数，解析ESI中的偏移量，并将该内存的值送入AL，当然也可以mov [esi],bl 即将BL内容复制到ESI寻址的内存地址中

使用PTR

inc [esi]会产生operand must have size的错误，汇编器不知道ESI指针的类型是啥，我们需要使用PTR

inc BYTE PTR [esi]

变址操作数

变址操作数是指，在寄存器上加上常数产生一个有效地址。每个32位通用寄存器都可以作为变址寄存器。

constant[reg]
[constant + reg]
变址操作非常适合数组处理，在访问第一个元素前，变址寄存器需要初始化为0

.data
arrayB BYTE 10h,20h,30h
.code
mov esi,0
mov al,arrayB[esi]   ;AL=10h

需要注意，arrayB为BYTE型时，下一个为[esi+1],arrayB为WORD型时，下一个为[esi+2],这同样和数组元素大小有关,简化这一步骤，可以使用比例因子

.data 
arrayB DWORD 1,2,3,4
.code
mov esi,3
mov eax,array[esi*4]

;使用TYPE使程序更加灵活
mov esi,3
mov eax,array[esi*TYPE arrayB]

Q:分析下面程序填结果:

.data
myBytes BYTE 10h,20h,30h,40h
myWords WORD 8Ah,3Bh,72h,44h,66h,
myDoubles DWORD 1,2,3,4
myPointer DWORD myDoubles

.code
mov esi,OFFSET myBytes
mov ax, [esi]                   ;a. AX =
mov eax, DOWRD PTR myWord       ;b. EAX = 
mov esi, myPointer
mov ax, [esi+2]                 ;c.AX = 
mov ax, [esi+6]                 ;d.AX = 
mov ax, [esi-4]                 ;e.AX = 

K:

• myPointer DWORD myDoubles为定义一个指向双字的指针，值为myDoubles(地址),可以联想求数组大小时x = $ - array 中的array就是首地址
• TYPEDEF可以创建用户定义类型，如：PBYTE TYPEDEF PTR BYTE创建了自定义的PBYTE，一个字节的指针

A：a:0010h; b:003B008Ah; c:0; d:0; e:0044h

• 将字类型重定义为双字，则接下来的2字节的内存和该2字节的内存的值一起组成一个双字（小端顺序），自然b就是003B008Ah
• 双字在内存里4个字节存一个数，则该部分排列为00h,00h,00h,01h,00h,00h,00h…，自然[esi+2]得到0，[esi+4]也为0
• .data的数据都是连续存储的,减4得到向前4字节，是44h

JMP&LOOP

Q(判断)：1.JMP指令只能跳转到当前过程中的标号。2.JMP是条件跳转指令
A：T F
K：JMP为无条件跳转，目标地址的偏移量直接送入指令指针寄存器，从而从新的地址开始

Q：循环开始时，如果ECX初始化为0，则LOOP指令要循环多少次（假设循环中没有其他指令修改ECX）
A：FFFFFFFFh次
K：LOOP使用ECX计数器循环。LOOP指令为条件跳转，每次执行到LOOP语句时，先使ECX-1，然后判断是否为0,0就结束LOOP，非0跳转到目标给出标号。若循环前初始化ECX=0，则减1变成FFFFFFFFh，真就跑死CPU了。

Q：实地址模式中LOOP和LOOPD分别使用哪个寄存器作为计数器？
A：LOOP–CX; LOOPD–ECX

• 另外还需注意一点，LOOP指令运行跳转目标的范围为-128~127字节内，内存中地址超出跳转范围会报错

Q:分析下面程序：求EAX的最后值

    mov eax,0
    mov ecx,10 ;外层循环计数器
L1:
    mov eax,3
    mov ecx,5  ;内层循环计数器
L2:
    add eax,5
    loop L2
    loop L1

A:你以为是28（3+5*5）?，是死循环哒!L2循环结束时ecx为0，接着执行loop L1，ecx-1，每次循环结束时ecx都会被置成FFFFFFFFh，gg
K：更正方法：循环嵌套时最好使用变量保存进入内层时ecx的值，内层结束后再恢复，模板如下：

.data
    count DWORD ?
.code
    mov ecx,100 ;设置外层循环计数值
L1:
    mov count,ecx
    mov ecx,20  ;设置内层循环计数值
L2:
    .
    .
    .
    loop L2
    mov ecx, count ;恢复外层循环计数值
    loop L1

写在后面

• 写loop时一定要注意:
  我就是学习汇编语言时长1周的个人练习生，喜欢top：jmp top，loop死循环
• 练习题会随后更