【汇编语言】第五章 [BX]和loop指令

前言

最近学了王爽教授写的《汇编语言》，整理一下学习笔记。

5.1 [BX]

[bx]和内存单元的描述

通过前面的学习我们知道。[···]表示内存单元，比如[2]，它的偏移地址是2。[bx]同样表示一个内存单元，只不过它的偏移地址在bx中，段地址在ds中。

要完整的描述一个内存单元，需要两种信息：
（1）内存单元的地址；
（2）内存单元的长度；

以[bx]为例：
mov ax, [bx]表示将一个内存单元的内容送入ax，这个内存单元的长度为2字节;
mov al, [bx]表示将一个内存单元的内容送入al，这个内存单元的长度为1字节。

我们定义“（）”来表示一个寄存器或一个内存单元中的内容。如：
（ax）表示ax中的内容，（bl）表示bl中的内容。
要注意的是，“（）”中的元素可以有三种类型：
（1）寄存器名
（2）段寄存器名
（3）内存单元的物理地址（一个20位数据）
比如：（20000H）是正确的用法，但（2000: 0）是错误的用法。

idata常量

idata表示常量，比如：
mov ax, [idata]就可以代表 mov ax, [1]、mov ax, [2]等；
mov bx, idata就可以代表mov bx, 1、mov bx, 2等。

inc指令

inc，算数运算指令，表示加1，比如：
mov bx, 1
inc bx
执行后 bx的值为2。
类似于高级语言中的“++运算符”

5.2 loop指令

loop，循环控制指令，Loop指令需要和cx寄存器配合使用, 用于循环操作, 类似于高级语言中的for, while等。循环次数存储在cx寄存器中，循环标号要自己定义，使用格式是：

mov cx, 循环次数
标号: (表明后面就是需要循环的循环体) 循环执行的程序代码
loop 标号

CPU在执行loop指令时，进行两步操作:
(1) (cx)=(cx)-1;
(2) 判断cx中的值，不为0则转至标号处执行程序，如果为0则向下执行。

比如：计算2^12，用add ax, ax指令的话要重复写11次，但是用loop指令就可以大大化简程序：

现在来分析一下上面的程序：
（1）标号
汇编语言中，标号通常代表地址。上面程序中有一个标号s，它标识了一个地址，此地址处有一条指令：add ax,ax。
（2）loop s
CPU执行loop s时，要进行两步操作：
<1> (cx)=(cx)-1;
<2> 判断(cx)中的值，不为0则转至标号s处所标识的地址，如果为0，则执行下一条指令（即mov ax, 4c00h）。

5.3 在Debug中跟踪用loop指令实现的循环程序

现在有一个问题：

计算 ffff:0006单元中的数乘以3，结果存储在dx中。

让我们来分析一下这个问题：
（1）运算后的结果是否会超出dx的存储范围？
ffff:0006中的数是一个字节型的数据，范围在0~255之间，则它和3相乘的结果不会大于65535，可以在dx中放下。
（2）用循环累加来实现乘法，用哪个寄存器进行累加？
我们可以将ffff:0006单元中的数赋值给ax，用dx进行累加。先设
(dx)=0 ，然后做3次 (dx)=(dx)+(ax) 。
（3）ffff:0006 单元是一个字节，ax十一个16位寄存器，数据长度不一样，如何赋值？
很显然，我们需要让ax的高八位为0，把ffff:0006赋值给ax的低八位，这样就可以解决这个问题了。

下面开始写代码：

注意：

程序中第一条指令，mov ax, 0ffffh。我们知道，大于9FFFh的十六进制数据如A000H、A001H等等，在书写的时候都是以字母开头的。而在汇编源程序中，数据不能以字母开头，所以要在前面加0。

下面我们对程序的执行过程进行跟踪。首先将它编辑成源文件，文件名为p3.asm；编译连接之后生成p3.exe；然后用Debug对p3.exe中的程序进行跟踪。

从图中我们可以看到，(ds)=075AH ，所以程序在076A: 0000处；CS: IP指向程序的第一条指令。

我们再用U命令看一下被Debug加载入内存的程序：

我们可以看到，从076A: 0000~076A: 001A是我们的程序，076A: 0014处是源程序中的指令loop s，只是此时标号s已经变成了一个地址0012h。在执行循环指令时，如果 (cx)-1 后不为 0，那么此时 “loop 0012” 就会把IP设置成0012h,从而使CS: IP指向076A: 0012处的add dx, ax，从而实现跳转。

g命令

由于循环程序从CS: 0012开始，在这前面的指令，我们不想再一步步地跟踪，想一次性执行完，然后从CS: 0012开始跟踪。可以用g命令来实现这样的操作：

Debug执行 “g 0012” 后，我们可以通过各个相关寄存器的值，看出执行结果。

p命令

但是现在我又嫌一次次循环跟踪太麻烦，我希望它一次性就可以将循环执行完。可以用p命令来达到我们的目的。以后当我们遇到loop指令时，就可以用p命令来自动重复执行循环中的指令，直到 (cx)=0 为止。

执行完循环，当前指令为CS: 0016处的 “mov ax,4c00”。当然，我们也可以直接用g命令，“g 0016”，来达到同样的目的。

5.4 Debug和汇编编译器masm对指令的不同处理

举个例子：
在Debug中：mov ax, [0] 表示将ds: 0处的数据送入ax中，这里[0]表示一个内存单元；
但是在汇编程序中，masm会将这句话解释为 mov ax, 0！！！

也就是说，对于[idata]，Debug将它解释为偏移地址为idata的内存单元；而编译器将它解释为常数idata。
目前的解决方法是，可以将偏移地址送进一个寄存器bx，用[bx]的方式来访问内存单元就不会出错了，段地址默认在ds中。

5.5 loop和[bx]的联合应用

想一下这个问题：

计算 ffff: 0~ffff: b 单元中的数据和，结果存储在dx中。

先来分析一下这个问题：
（1）运算后的结果是否会超过dx所能存储的范围？
ffff: 0~ffff: b 内存单元中的数据是字节型，范围在 0 ~ 225 之间，12个这样的数据相加，结果不会大于65535，可以在 dx 中存放下。

（2）可不可以直接将 ffff: 0~ffff: b 中的数据累加到 dx 中，或者 dl 中？
ffff: 0~ffff: b 中的数据是8位的，不能直接加到16位寄存器中。而且向 dl 中累加12个8位数据，很有可能造成进位丢失

（3）如何将 ffff: 0~ffff: b 中的8位数据，累加到16位寄存器 dx 中？
没办法，只能找一个16位寄存器当中介。将内存中的8位数据赋值到一个16位寄存器ax中，再将ax中的数据加到bx上。

话不多说，上代码：

5.6 段前缀

用于显示地指明内存单元的段地址的 “ds: ”、“cs: ”、“ss: ”、“es: ”，在汇编语言中称为段前缀。
比如 “mov ax, ds: [bx]”，然后来看一个问题：

将内存ffff: 0~ffff: b单元中的数据复制到0: 200 ~ 0: 20b单元中。

浅浅分析一下：
（1）复制过程应用循环来实现，这样会方便很多，简单描述一下：
初始化：
X=0
循环12次：
将ffff: X单元中的数据送入0020: X (需要用一个寄存器中转)、
X++;
（2）在循环中，原始单元ffff: X和目标单元 0020: X的偏移地址X是变量。我们用bx来存放。
（3）将0: 200 ~ 0: 20b 用 0020: 0 ~ 0020: b描述，使原始单元和目标单元的偏移地址都从同一数值0开始。

话不多说过，上代码：

程序使用es访问目标空间 0020: 0 ~ 0020: b 的段地址，用ds存放原始空间ffff: 0 ~ ffff: b 的段地址。在访问内存单元的指令 “mov es: [bx], al” 中，用段前缀 “ es: ” 给出单元的段地址，这样就不必在循环中重复设置ds。

5.7 一段安全的空间

在8086模式中，随意向一段内存空间中写入内容是很危险的，因为这段内存空间中可能存放着重要的系统数据或代码。比如，在Windows 7的DOS方式中，在Debug里运行 “mov [0026], ax”这条指令时，就会出错：

将ax赋值为1，然后运行指令，结果发现：

产生这种结果的原因就是0: 0026处存放着重要的系统数据，而“mov [0026],ax ” 将其改写了。
可见，我们要向内存空间写入数据的话，要使用操作系统给我们分配的空间，而不应该直接用地址任意指定内存单元，向里面写入。

DOS方式下，一般情况，0:200 ~ 0:2ff 空间中没有系统或其他程序的数据或代码，我们可以使用这段空间来向内存写入内容。

总结

以上为本人学习汇编语言时的摘录总结，主要内容来源于汇编语言（第四版） 王爽 著，大家若是感兴趣可以看看原书，很值得推荐，以上内容如果有什么错误的话，还请大家指正！