汇编语言(七)：控制转移类指令(转移指令、循环指令、子程序指令、中断指令)、最后一次作业
作为汇编语言的课程笔记，方便之后的复习与查阅
本篇为课程第八次课内容
目录
- 控制转移类指令
- 无条件转移指令JMP
- 段内转移、直接寻址
- 段内转移、间接寻址
- 条件转移指令
- 判断单个标志位状态
- 比较无符号数高低
- 比较有符号数大小
- 循环指令(loop)
- 子程序指令
- 中断指令
- 系统功能调用
- 字符输出的功能调用
- 字符串输出的功能调用
- 字符输入的功能调用
- 字符串输入的功能调用
- DOS 文件操作
- 建立文件
- 打开文件
- 关闭文件
- 读取文件
- 写文件
- 练习：文件写入 + 字符串加密解密
控制转移类指令
重点掌握：
JMP/Jcc/LOOPCALL/RETINT n常用系统功能调用
一般了解：
LOOPZ/LOOPNZ
无条件转移指令JMP
JMP label ；程序转向label标号指定的地址
操作数label是要转移到的目标地址
JMP指令分成4种类型：
- 段内转移、直接寻址
- 段内转移、间接寻址
- 段间转移、直接寻址
- 段间转移、间接寻址
因为现在的硬件条件比较好，所以主要了解段内转移的两种即可
段内转移、直接寻址
转移地址和立即数一样，直接在指令的机器代码中，就是直接寻址方式(用标号表达，标号在编译的时候，会转换成直接的地址)
JMP label ；IP←IP+位移量 实际上是相对寻址
位移量是紧接着JMP指令后的那条指令的偏移地址，到目标指令的偏移地址的地址位移。当向地址增大方向转移时，位移量为正；向地址减小方向转移时，位移量为负
jmp again ；转移到again处继续执行
……
again: dec cx ；标号again的指令
……
jmp output ；转向output
……
output: mov result,al ；标号output的指令
段内转移、间接寻址
转移地址在寄存器或主存单元中，就是通过寄存器或存储器的间接寻址方式
JMP r16/m16 ；IP←r16/m16
将一个16位寄存器或主存字单元内容送入IP寄存器，作为新的指令指针，但不修改CS寄存器的内容
jmp ax ；IP←AX
jmp word ptr [2000h] ；IP←[2000h]
条件转移指令
Jcc label ；条件满足，发生转移：IP←IP＋8位位移量
；条件不满足，顺序执行
指定的条件cc如果成立，程序转移到由标号label指定的目标地址去执行指令；条件不成立，则程序将顺序执行下一条指令
操作数label是采用短转移，称为相对寻址方式
Jcc指令不影响标志，但要利用标志。根据利用的标志位不同，16条指令分成3种情况：
- 判断单个标志位状态
- 比较无符号数高低
- 比较有符号数大小
判断单个标志位状态
JZ/JE和JNZ/JNE：利用零标志ZF，判断结果是否为零（或相等）JS和JNS：利用符号标志SF，判断结果是正是负JO和JNO：利用溢出标志OF，判断结果是否产生溢出JP/JPE和JNP/JPO：利用奇偶标志PF，判断结果中“1”的个数是偶是奇JC/JB/JNAE和JNC/JNB/JAE：利用进位标志CF，判断结果是否进位或借位
例：如果al最高位为1，ah值设置为0ffh，否则ah值为0
test al,80h ；测试最高位
jz next0 ；D7＝0（ZF＝1），转移
mov ah,0ffh ；D7＝1，顺序执行
jmp done ；无条件转向
next0: mov ah,0
done: ...
例：计算|X－Y|。X和Y为存放于X单元和Y单元的16位操作数，结果存入result
mov ax,X
sub ax,Y
jns nonneg
neg ax
nonneg: mov result,ax
例：计算X－Y，X和Y为存放于X单元和Y单元的16位操作数。若溢出，则转移到overflow处理
mov ax,X
sub ax,Y
jo overflow
... ；无溢出，结果正确
overflow: ... ；有溢出处理
例：设字符的ASCII码在AL寄存器中，将字符加上奇校验位，在字符ASCII码中为“1”的个数已为奇数时，令其最高位为“0”；否则令最高位为“1”
and al,7fh ；最高位置“0”，同时判断“1”的个数
jnp next ；个数已为奇数，则转向next
or al,80h ；否则，最高位置“1”
next:
例：记录BX中1的个数
xor al,al ；AL＝0，CF＝0
again: test bx,ffffh ；等价于 cmp bx,0 判断bx中是否有1
je next ；如果没1，则跳转到next
shl bx,1
jnc again
inc al
jmp again
next: ... ；AL保存1的个数
xor al,al ；AL＝0，CF＝0
again: cmp bx,0
jz next
shl bx,1 ；也可使用 shr bx,1
adc al,0 ；adc：带CF的加法
jmp again
next: ... ；AL保存1的个数
比较无符号数高低
- 无符号数的大小用高（Above）低（Below）表示
- 利用
CF确定高低、利用ZF标志确定相等（Equal）
两数的高低分成4种关系：
- <：
JB（JNAE）：CF=1 - >=：
JNB（JAE）：CF=0 - <=：
JBE（JNA）：CF=1或ZF=1 - >：
JNBE（JA）：CF=0且ZF=0
例：AX,BX中为无符号数，编程将较大者存于AX中，较小者存于BX中
cmp ax,bx ；比较ax和bx
jnb next ；若ax≥bx，转移
xchg ax,bx ；若ax＜bx，交换
next: ...
比较有符号数大小
- 有符号数的大（Greater）小（Less）
- 需要组合
OF、SF标志，并利用ZF标志确定相等（Equal）
两数的大小分成4种关系：
- <：
JL（JNGE）：(SF≠OF) - >=：
JNL（JGE）：(SF=OF) - <=：
JLE（JNG）：(SF≠OF或ZF=1) - >：
JNLE（JG）：(SF=OF且ZF=0)
例：设AX,BX中为有符号数，编程将较大者存于AX中，较小者存于BX中
cmp ax,bx ；比较ax和bx
jnl next ；若ax≥bx，转移
xchg ax,bx ；若ax＜bx，交换
next: ...
循环指令(loop)
LOOP label ；CX←CX－1，
；CX≠0，循环到标号label
LOOPZ label ；CX←CX－1，
；CX≠0且ZF＝1，循环到标号label
LOOPNZ label ；CX←CX－1，
；CX≠0且ZF＝0，循环到标号label
循环指令默认利用CX计数器，方便实现计数循环的程序结构
例：记录空格个数
mov cx,count ；设置循环次数
mov si,offset string
xor bx,bx ；bx＝0，记录空格数
mov al,20h ；20h为空格的ascii码，用来和每个字符进行比较
again: cmp al,es:[si]
jnz next ；ZF＝0非空格，转移
inc bx ；ZF=1是空格，个数加1
next: inc si
loop again ；等价于dec cx ， jnz again
；字符个数减1，不为0继续循环
子程序指令
子程序是完成特定功能的一段程序。当主程序（调用程序）需要执行这个功能时，采用CALL调用指令转移到该子程序的起始处执行。当运行完子程序功能后，采用RET返回指令回到主程序继续执行
CALL指令分成4种类型（类似JMP）
CALL label ；段内调用、直接寻址
CALL r16/m16 ；段内调用、间接寻址
CALL指令需要保存返回地址：
- 段内调用——入栈偏移地址
IP
SP←SP－2，SS:[SP]←IP
RET指令需要弹出CALL指令压入堆栈的返回地址：
- 段内返回——出栈偏移地址
IP
IP←SS:[SP]，SP←SP＋2
例：
；主程序
mov al,0fh ；提供参数AL
call htoasc ；调用子程序
...
；子程序：将AL低4位的一位16进制数转换成ASCII码
Htoasc proc ；Htosac为子程序名称，可以随意命名 proc代表一个子程序
and al,0fh ；只取al的低4位
or al,30h ；al高4位变成3 0~9转成ascii码只要加上30h
cmp al,39h ；是0～9，还是0Ah～0Fh
jbe htoend
add al,7 ；是0Ah～0Fh，加上7 如果是字母的话则再加上7
htoend: ret ；子程序最后要用ret返回
Htoasc endp ；endp代表子程序结束
中断指令
INT i8
DOS系统调用表
系统功能调用
21H号中断是DOS提供给用户的用于调用系统功能的中断，它有近百个功能供用户选择使用，主要包括设备管理、目录管理和文件管理三个方面的功能- ROM-BIOS也以中断服务程序的形式，向程序员提供系统的基本输入输出程序
功能调用的步骤：
- 在
AH寄存器中设置系统功能调用号 - 在指定寄存器中设置
入口参数 - 执行指令
INT 21H（或ROM-BIOS的中断向量号）实现中断服务程序的功能调用 - 根据
出口参数分析功能调用执行情况
字符输出的功能调用
DOS功能调用INT 21H
- 功能号：
AH＝02H - 入口参数：
DL＝字符的ASCII码 - 功能：在显示器当前光标位置显示给定的字符，光标右移一个字符位置。如按Ctrl-Break或Ctrl-C则退出
例：在当前显示器光标位置显示一个问号
mov ah,02h
mov dl,'?'
int 21h
进行字符输出时，当输出响铃字符（07H）以及退格（08H）、回车（0DH）和换行（0AH）字符时，该功能调用可以自动识别并能进行相应处理
字符串输出的功能调用
DOS功能调用INT 21H
- 功能号：
AH＝09H - 入口参数：
DX＝欲显示字符串在主存中的首地址
字符串应以$（24H）结束 - 功能：在显示器输出指定的字符串
可以输出回车（0DH）和换行（0AH）字符产生回车和换行的作用
字符输入的功能调用
DOS功能调用INT 21H
- 功能号：
AH＝01H - 出口参数：
AL＝字符的ASCII码 - 功能：获得按键的ASCII代码值
调用此功能时，若无键按下，则会一直等待，直到按键后才读取该键值
例：判断按键
getkey: mov ah,01h ；功能号：ah←01h
int 21h ；功能调用
cmp al,’Y’ ；处理出口参数al
je yeskey ；是“Y”
cmp al,’N’
je nokey ；是“N”
jne getkey
...
yeskey: ...
nokey: ...
字符串输入的功能调用
DOS功能调用INT 21H
- 功能号：
AH＝0AH - 入口参数：
DS:DX＝缓冲区首地址(关键就是要定义好缓冲区) - 执行该功能调用时，用户按键，最后用回车确认
本调用可执行全部标准键盘编辑命令；用户按回车键结束输入，如按Ctrl＋Break或Ctrl＋C则中止
缓冲区的定义：
- 第1字节事先填入最多欲接收的字符个数（包括回车字符，可以是1～255）
- 第2字节将存放实际输入的字符个数（不包括回车符）
- 第3字节开始将存放输入的字符串（回车符也会放入缓冲区）
- 实际输入的字符数多于定义数时，多出的字符丢掉，且响铃
- 扩展ASCII码（如功能键等）占两个字节，第1个为0
例：输入字符串
buffer db 81 ；定义缓冲区
；第1个字节填入可能输入的最大字符数
db 0 ；存放实际输入的字符数
db 81 dup(0) ；存放输入的字符串
...
mov dx,offset buffer
mov ah,0ah
int 21h
DOS 文件操作
建立文件
- 调用号:
3CH - 参数：
DX=文件要存放的路径的字符串的地址，该字符串结束用0表示
CX=文件属性 0 :一般 1:只读 2:隐蔽 4:系统 - 返回： 成功:
AX=文件代号，错误:AX=错误码
打开文件
打开文件了之后一定要关闭
- 调用号:
3DH - 参数：
DX=文件路径的字符串的地址，该字符串结束用0表示
AL:为打开方式 =0 读 =1 写 =3 读/写 - 返回： 成功:
AX=文件代号
错误:AX=错误码
关闭文件
- 调用号:
3EH - 参数：
BX=文件代号 - 返回： 错误:
AX=错误码
读取文件
- 调用号:
3FH - 参数：
BX=文件代号
DX=数据缓冲区地址
CX=读取的字节数 - 返回：读成功:
AX=实际读入的字节数
AX=0 已到文件尾
读出错:AX=错误码
写文件
- 调用号:
40H - 参数：
BX=文件代号
DX=数据缓冲区地址
CX=写入的字节数 - 返回：读成功:
AX=实际写入的字节数
读出错:AX=错误码
练习：文件写入 + 字符串加密解密
这个练习部分主要是记录两个作业题
- 要求是将用户输入的内容写入文本文件data.txt中
.model tiny
.code
.startup
mov dx, offset hello_str
call print_str
mov ah, 0ah ; 读取输入
mov dx, offset buffer
int 21h
mov ah, 41h ; 删除文件
mov dx, offset file_path
int 21h
mov ah, 3ch ; 创建文件
mov dx, offset file_path
mov cx, 00h
int 21h
mov bx, ax ; 写入文件
mov ah, 40h
mov cx, 00h
mov cl, byte ptr [buffer+1] ; 注意这里前后位数要一致
mov dx, offset buffer+2
int 21h
mov ah, 3eh ; 关闭文件
int 21h
mov dx, offset end_str
call print_str
.exit 0
print_str proc
mov ah, 09h
int 21h
ret
print_str endp
buffer_size equ 101 ; 最多支持输入100个字符
buffer db buffer_size ;定义缓冲区
db 0 ; 存放实际输入的字符数
db buffer_size dup(?) ; 存放输入的字符串
file_path db 'data.txt', 0
hello_str db 'Please input message(no more than 100 characters):', 0dh, 0ah, '$'
end_str db 'message saved successfully!', 0dh, 0ah, '$'
end
- 进行字符串的加密和解密
我采用的加密方法是先将输入的字符串进行倒序，然后奇数字节和偶数字节分别于不同的8位密钥进行异或操作，最后再将每个字节的前4位和后4位交换位置
最后程序的效果如下：
首先会输出一行菜单，之后输入1表示进行加密，输入2表示进行解密，输入3表示退出程序。
如果选择加密模式，则要在之后输入不超过100个字符的字符串进行加密，输入完毕之后程序会输出加密完的字符串，同时在当前目录下生成一个encrypt.txt文件
如果选择解密模式，则要先确保当前目录下有encrypt.txt文件，之后输入需要解密的字节数，比如上例中要解密的字节数就为14，之后程序会根据encrypt.txt文件和字节数，将解密结果输出到屏幕上
总的来说思路挺简单，但是刚开始写汇编，各种错误还是不少，真正完成这个程序还是花了点时间的
.model tiny
.code
.startup
again:
mov dx, offset hello_str
call print_str
call read_input
mov al, byte ptr [buffer+2]
cmp al, 31h
jz encryption ; 加密
cmp al, 32h
jz decryption ; 解密
cmp al, 33h
jz over ; 结束程序
mov dx, offset err_str ; 输入错误
call print_str
jmp again
encryption:
mov dx, offset encryption_str
call print_str
call read_input
xor ax, ax
mov al, byte ptr [buffer+1] ; 保存字符串长度
mov word ptr [str_len], ax
; 将字符串逆序存放到output中
call reverse_str
; 异或 奇数byte与偶数byte分别与不同的key进行异或
; 每个字节异或之后，前后半个字节交换位置
mov cx, word ptr [str_len]
xor_encryption:
mov bx, offset output-1 ; bx中保存要处理的字节地址
add bx, cx
mov ax, cx
mov dl, 02h
div dl
cmp ah, 0
jnz odd_xor ; 奇数字节跳转
mov dl, byte ptr [even_key]
xor dl, byte ptr [bx]
mov byte ptr [bx], dl
jmp exchange
odd_xor:
mov dl, byte ptr [odd_key]
xor dl, byte ptr [bx]
mov byte ptr [bx], dl
exchange:
; 将前后半字节交换位置
mov dl, cl
mov cl, 4
ror byte ptr [bx], cl
mov cl, dl ; 注意这里cx还要用做循环，值一定要还原回来
loop xor_encryption
jmp create_encryption_file
decryption:
mov dx, offset decryption_str
call print_str
call read_input ; 读入需要解密几个字节
cmp byte ptr [buffer+3], 0dh
jnz two_bits ; 输入2位数则跳转
xor cx, cx
mov cl, byte ptr [buffer+2] ; cl中存需要解密几个字节
sub cl, 30h
jmp save_str_len
two_bits:
xor cx, cx
mov cl, byte ptr [buffer+2] ; 十位
sub cl, 30h
mov al, cl
mov dh, 10
mul dh
mov cl, byte ptr [buffer+3] ; 个位
sub cl, 30h
add cl, al
save_str_len:
mov word ptr str_len, cx ; 保存字符串长度
mov ah, 3dh ; 打开文件
mov dx, offset encryption_file
mov al, 00h
int 21h
; 读取文件
mov bx, ax
mov ah, 3fh
mov dx, offset buffer+2
int 21h
mov byte ptr [buffer+1], al
mov ah, 3eh ; 关闭文件
int 21h
; 前后半个字节交换位置
; 然后 异或 奇数byte与偶数byte分别与不同的key进行异或
mov cx, word ptr [str_len]
xor_decryption:
mov bx, offset buffer+1 ; bx中保存要处理的字节地址
add bx, cx
; 将前后半字节交换位置
mov dl, cl
mov cl, 4
ror byte ptr [bx], cl
mov cl, dl ; 注意这里cx还要用做循环，值一定要还原回来
; 异或
mov ax, cx
mov dl, 02h
div dl
cmp ah, 0
jnz odd_dexor ; 奇数字节跳转
mov dl, byte ptr [even_key]
xor dl, byte ptr [bx]
mov byte ptr [bx], dl
loop xor_decryption
odd_dexor:
mov dl, byte ptr [odd_key]
xor dl, byte ptr [bx]
mov byte ptr [bx], dl
loop xor_decryption
; 将字符串逆序存放到output中
call reverse_str
; 显示解密后的字符串
mov dx, offset over_str
call print_str
mov dx, offset output
call print_str
jmp again
create_encryption_file:
mov ah, 41h ; 删除文件
mov dx, offset encryption_file
int 21h
mov ah, 3ch ; 创建文件
mov dx, offset encryption_file
mov cx, 00h
int 21h
mov bx, ax ; 写入文件
mov ah, 40h
mov cx, word ptr [str_len] ; 注意这里前后位数要一致
mov dx, offset output
int 21h
mov ah, 3eh ; 关闭文件
int 21h
; 显示加密后的字符串
mov dx, offset over_str
call print_str
mov si, offset output
add si, word ptr [str_len]
mov byte ptr [si], 24h ; 注意: 如果要显示的话，最后还要加上美元符
mov dx, offset output
call print_str
jmp again
over:
.exit 0
read_input proc
mov ah, 0ah ; 读取输入
mov dx, offset buffer
int 21h
ret
read_input endp
print_str proc
mov ah, 09h
int 21h
ret
print_str endp
reverse_str proc
mov cx, word ptr [str_len]
mov si, offset buffer+1
add si, word ptr [str_len] ; si保存buffer中最后一个字符的地址
mov di, offset output ; di保存output的首地址
reverse:
mov al, byte ptr [si]
mov byte ptr [di], al
dec si
inc di
loop reverse
ret
reverse_str endp
buffer_size equ 101 ; 最多支持输入100个字符
buffer db buffer_size ;定义缓冲区
db 0 ; 存放实际输入的字符数
db buffer_size dup(?) ; 存放输入的字符串
output db buffer_size dup(?)
str_len dw ?
odd_key db 2ch
even_key db 44h
encryption_file db 'encrypt.txt', 0
decryption_file db 'decrypt.txt', 0
hello_str db 0dh, 0ah, 0dh, 0ah, 'Input 1--encryption 2--decryption 3--exit', 0dh, 0ah, '$'
encryption_str db 0dh, 0ah, 'Please input data to encrypt(no more than 100 characters):', 0dh, 0ah, '$'
decryption_str db 0dh, 0ah, 'Please input string length(no more than 100 characters):', 0dh, 0ah, '$'
end_str db 0dh, 0ah, 'message saved successfully!', 0dh, 0ah, '$'
err_str db 0dh, 0ah, 'Input err!', 0dh, 0ah, '$'
over_str db 0dh, 0ah, 'Encrypted / Decrepted string:', 0dh, 0ah, '$'
end