第5章控制转移和程序结构.ppt

《第5章控制转移和程序结构.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第5章控制转移和程序结构.ppt（72页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、第5章 控制转移和程序结构,微型计算机原理及应用,5.1 目标地址寻址方式5.2 分支程序结构5.3 循环程序结构5.4 子程序结构,5.1 目标地址的寻址方式,程序代码在代码段；CS：指明代码段在主存中的开始位置、即段基地址；EIP：给出将要执行指令的偏移地址；程序顺序执行，微处理器自动增量EIP；程序控制转移，EIP随之改变；程序转移到另外的代码段，EIP和CS都将改变；控制转移类指令：改变EIP（有时CS），即改变程序执行顺序（实现程序控制转移）的指令；目标地址寻址方式：指明目的地、即目标地址的方法；,目标地址目的地址转移地址,5.1.1 转移范围,1.段内转移在当前代码段范围内的程序转

2、移；不需更改CS，只改EIP（偏移地址）；近转移（Near）：16位段是16位近转移NEAR16，32位段是32位近转移NEAR32；短转移（Short）：转移范围在127-128字节；2.段间转移需要更改CS（段地址）和EIP（偏移地址）；远转移（Far）：16位段是32位远转移FAR16，32位段是48位远转移FAR32；,5.1.2 目标地址寻址方式,1.相对寻址方式提供目标地址相对于当前指令指针EIP的位移量；目标地址（转移后的EIP）当前EIP位移量；相对寻址都是段内转移，最常用、最灵活；2.直接寻址方式直接提供目标地址；目标地址（转移后的CS和EIP）指令操作数；3.间接寻址方式由

3、寄存器或存储单元提供跳转地址；目标地址来自寄存器或存储单元、间接获得；寄存器间接寻址：用寄存器保存目标地址；存储器间接寻址：用存储单元保存目标地址；,5.1.3 无条件转移指令JMP,JMP label;程序转向label标号指定的地址;有段内相对寻址，段间直接寻址;JMP reg16/reg32;程序转向寄存器指定的地址;为寄存器间接寻址;JMP mem16/mem32;程序转向存储单元指定的地址;为存储器间接寻址;,JMP指令的4种类型,1.段内转移、相对寻址标号指明目标地址，指令代码包含位移量；2.段内转移、间接寻址通用寄存器或主存单元包含目标指令的偏移地址；3.段间转移、直接寻址标号包

4、含目标指令的段地址和偏移地址；4.段间转移、间接寻址16位段用双字存储单元包含目标地址；32位段用3字存储单元包含目标地址；,MASM会根据存储模式等信息自动识别,例题5-1无条件转移程序-1,;数据段0000 0000nvardw?;代码段0010 EB 01jmp labl1；8位位移量0012 90nop0013 B8 FF02labl1:mov ax,type labl10016 E9 0001jmp near ptr labl2；16位位移量0019 90nop001A B8 0020 Rlabl2:mov ax,offset labl3；001D FF E0jmp ax001F 9

5、0nop0020 B8 002B Rlabl3:mov ax,offset labl40023 A3 0000 Rmov nvar,ax0026 FF 26 0000 Rjmp nvar002A 90nop,相对短转移,相对近转移,寄存器间接近转移,存储器间接近转移,5.2 分支程序结构5.2.1 条件转移指令Jcc,Jcc label根据指定的条件确定程序是否发生转移；条件满足，发生转移；否则，顺序执行下一条指令；LABEL表示目标地址，采用段内相对寻址方式；16位CPU：字节位移量（-128+127短转移）；32位CPU:多字节位移量（达到32位的全偏移量）；条件转移指令不影响标志，但要利

6、用标志；cc表示利用标志判断的条件，16种、两类；单个标志状态作为条件；两数大小关系作为条件；,转移条件cc：单个标志状态,JZ/JEZF=1Jump if Zero/EqualJNZ/JNEZF=0Jump if Not Zero/Not EqualJSSF=1Jump if SignJNSSF=0Jump if Not SignJP/JPEPF=1Jump if Parity/Parity EvenJNP/JPOPF=0Jump if Not Parity/Parity OddJOOF=1Jump if OverflowJNOOF=0Jump if Not OverflowJCCF=1Ju

7、mp if CarryJNCCF=0Jump if Not Carry,转移条件cc：两数大小关系,JB/JNAECF=1Jump if Below/Not Above or EqualJNB/JAECF=0Jump if Not Below/Above or EqualJBE/JNACF=1或ZF=1Jump if Below/Not AboveJNBE/JACF=0且ZF=0Jump if Not Below or Equal/AboveJL/JNGESFOFJump if Less/Not Greater or EqualJNL/JGESF=OFJump if Not Less/Grea

8、ter or EqualJLE/JNGZFOF或ZF=1Jump if Less or Equal/Not GreaterJNLE/JGSF=OF且ZF=0Jump if Not Less or Equal/Greater,例题5-2实现指令CBW功能的程序-1,8086指令CBW（等于IA-32指令MOVSX AX,AL）如果AL最高位为0，则设置AH0；如果AL最高位为1，则设置AHFFH；如何判断AL最高位是“0”，还是“1”；逻辑与“80H”结果为0，AL最高位0；否则是1运算结果是否为0，零位标志ZF反映；JZ或JNZ指令判断并转移；,例题5-2实现指令CBW功能的程序-2,mov

9、al,bvar;取出要判断的数据 test al,80h;测试最高位 jz next1;最高位为0（ZF1）转移到标号NEXT1；mov ah,0ffh;最高位为1，顺序执行：设置AHFFH；jmp done;无条件跳过另一个分支next1:mov ah,0;最高位为0转移到此执行：设置AH0 done:,不等于零转移,等于零转移,例题5-2实现指令CBW功能的程序-3,mov al,bvar;取出要判断的数据cmp al,0;与0比较jns next3;最高位为0（SF0），转移到标号NEXT3mov ah,0ffh;最高位为1，顺序执行：设置AHFFHjmp done;无条件跳过另一个分支

10、next3:mov ah,0;最高位为0转移到此执行：设置AH00Hdone:,符号为正转移,5.2.2 单分支结构程序,条件成立转移，否则顺序执行。,例题5-6求绝对值程序,;数据段dvardd 0bd630422h;有符号数据resultdd?;保存绝对值;代码段mov eax,dvarcmp eax,0;比较EAX与0jge nonneg;条件满足：AX0，转移neg eax;条件不满足：AX0，为负数，需求补得正值nonneg:mov result,eax;分支结束，保存结果,IF-THEN结构,5.2.3 双分支结构程序,非A即B,例题5-8显示数据最高位程序-1,;数据段dvard

11、d 0bd630422h;有符号数据;代码段mov ebx,dvarshl ebx,1;EBX最高位移入CF标志jc one;CF1，最高位为1，转移mov dl,0;CF0，最高位为0：DL0jmp two;一定要跳过另一个分支体one:mov dl,1;DL1two:mov ah,2int 21h;显示,在屏幕上显示dvar变量的最高位的数（0、1）。,5.2.4 多分支结构程序,5.3 循环程序结构设计,循环结构程序构成：循环初始化循环体循环控制,循环程序结构,循环指令,LOOP label;ECXECX1；若ECX0，循环到LABEL；;否则，顺序执行JECXZ label;ECX0，

12、转移；否则顺序执行JCXZ label;CX0，转移；否则顺序执行32位段使用ECX（16位段使用CX）作为计数器目标地址采用相对短转移,例题5-11数组求和程序-1,.data array dw 123,244,2467,335,5433mov ecx,lengthof arrayxor eax,eax;求和初值为0mov ebx,eax;数组指针为0again:movzx edx,arrayebx*(type array)add eax,edx;求和 inc ebxloop againmov sum,eax;保存结果,例题5-11数组求和程序-2,mov ecx,lengthof arra

13、yxor eax,eax;求和初值为0jecxz done;数组元素为0，不再进行求和mov ebx,eax;数组指针为0again:movzx edx,arrayebx*(type array)add eax,edx;求和 inc ebxloop againdone:mov sum,eax;保存结果,循环控制,计数控制循环通过次数控制循环，常用LOOP指令实现条件控制循环根据条件决定是否进行循环，需用条件转移指令“先判断、后循环”的循环程序结构循环控制在进入循环之前进行“先循环、后判断”的循环程序结构循环之后进行循环条件判断,排序程序,例题5-13查找字符串特定字符个数程序,String d

14、b You are wellcom!,0 Space dd?mov esi,offset stringxor ebx,ebx;EBX用于记录空格数again:mov al,esicmp al,0jz done；结束标志cmp al,20h;空格的ASCII码是20Hjne next;不相等、不是空格，转移inc bx;相等、是空格，个数加1next:inc esijmp again;继续循环done:mov space,ebx;保存结果,条件控制循环,5.4 子程序结构程序设计,子程序结构,子程序：与主程序分开的、完成特定功能的一段程序。当主程序（调用程序）执行调用指令CALL调用子程序。子程

15、序（被调用程序）执行返回指令RET返回主程序,子程序调用指令CALL,CALL指令用在主程序中，实现子程序的调用；分成段内调用（近调用）和段间调用（远调用）；目标地址采用相对寻址、直接寻址或间接寻址；入栈返回地址：将CALL下一条指令的地址压入堆栈；16位段段内:16位偏移地址，段间：再加16位段地址32位段段内：32位偏移地址，段间：再将16位段选择器零位扩展为32位保存到堆栈；指令调用形式CALL label;入栈返回地址，调用标号指定的子程序；CALL reg16/reg32;入栈返回地址，调用寄存器指定地址的子程序；CALL mem16/mem32;入栈返回地址，调用存储单元指定地址的

16、子程序；,子程序返回指令RET,RET指令用在子程序结束，实现返回主程序RET;无参数返回：出栈返回地址RET i16;有参数返回：出栈返回地址，ESPESPi16,MASM会根据存储模式等信息确定子程序的远近调用，并相应产生返回指令,子程序（过程）定义,格式：过程名PROC;过程体过程名ENDPPROC后面可加参数：NEAR或FAR简化段定义源程序格式中，通常不需指定；微型、小型和紧凑存储模式：默认属性NEAR；中型、大型和巨型存储模式：默认属性FAR；,子程序设计,利用过程定义，获得子程序名和调用属性；CALL指令调用子程序，RET指令返回主程序；压入和弹出操作要成对使用，保持堆栈平衡；子

17、程序的开始保护寄存器，返回前相应恢复；子程序安排在代码段的主程序之外；子程序允许嵌套；子程序可与主程序共用一个数据段，也可具有独立数据段；,最好有完整的注释,难点是参数传递,例：,将一个字（16进制）分别转换为ASCII码送显示（要转换的字放在WVAR变量中）。,子程序的参数传递,主程序与子程序间通过参数传递建立联系入口参数(输入参数)：主程序子程序出口参数(输出参数)：子程序主程序参数的具体内容数据本身（传递数值）数据的存储地址（传递地址，传递引用）参数传递方法：寄存器、变量或堆栈；,寄存器传递参数,最简单和常用的参数传递方法；把参数存于约定的寄存器；少量数据直接传递数值；大量数据只能传递地

18、址；带有出口参数的寄存器不能保护和恢复；带有入口参数的寄存器可以保护、也可以不保护，但最好能够保持一致；,编写程序实现下列功能：将变量Bvar中5个字节的压缩BCD码数据，分别转换为分离BCD数，并存入变量BCDA中。（采用寄存器传递参数）,例题5-18有符号十进制数输入程序-1,算法如下：首先判断输入正数还是负数，并用一个寄存器记录下来；接着输入09数字（ASCII码），并减30H转换为二进制数；然后将前面输入的数值乘10，并与刚输入的数字相加得到新的数值；重复2、3步，直到输入一个非数字字符结束；如果是负数进行求补，转换成补码；否则直接将数值保存,例题5-18有符号十进制数输入程序-2,m

19、ov ecx,countmov ebx,offset arrayagain:call readsid;输入一个数据mov ebx,eax;存放出口参数add ebx,4call dpcrlf;光标回车换行loop again,例题5-18有符号十进制数输入程序-3,readsidproc;输入有符号十进制数子程序push ebx;说明：负数用“-”引导push ecxpush edxxor ebx,ebx;EBX保存结果xor ecx,ecx;ECX为正负标志：0为正，-1为负,例题5-18有符号十进制数输入程序-4,mov ah,1;输入一个字符int 21hcmp al,+;是“”，继续输

20、入字符jz rsid1cmp al,-;是“”，设置1标志jnz rsid2mov ecx,-1,例题5-18有符号十进制数输入程序-5,rsid1:mov ah,1;继续输入字符int 21hrsid2:cmp al,0;不是09之间的字符，则输入数据结束jb rsid3cmp al,9ja rsid3sub al,30h;是09之间的字符，则转换为二进制数,例题5-18有符号十进制数输入程序-6,imul ebx,10;数值乘10：EBXEBX10movzx eax,aladd ebx,eax;与新输入数值相加jmp rsid1;继续输入字符rsid3:cmp ecx,0;是负数，进行求补

21、jz rsid4neg ebxrsid4:mov eax,ebx;设置出口参数pop edxpop ecxpop ebxret;子程序返回readsidendp,例题5-18有符号十进制数输入程序-7,dpcrlfproc;光标回车换行子程序push axpush dxmov ah,2mov dl,0dhint 21hmov ah,2mov dl,0ahint 21hpop dxpop axretdpcrlfendp,共享变量传递参数,子程序和主程序使用同一个变量名存取数据变量定义和使用不在同一个源程序中，需要利用PUBLIC、EXTREN声明共享变量传递参数，子程序的通用性较差特别适合在多个

22、程序段间、尤其在不同的程序模块间传递数据,例题5-19有符号十进制数输出程序-1,算法如下：首先判断数据是零、正数或负数，是零显示“0”退出；是负数，显示“”，求数据的绝对值；接着数据除以10，余数加30H转换为ASCII码压入堆栈；重复第3步，直到商为0结束；依次从堆栈弹出各位数字，进行显示,例题5-19有符号十进制数输出程序-2,mov ecx,countmov ebx,0again:mov eax,arrayebx*4mov dtemp,eax;入口参数存放到共享变量call dispsid;调用子程序显示一个数据inc ebxcall dpcrlf;光标回车换行loop again,例

23、题5-19有符号十进制数输出程序-3,dispsidproc;显示有符号十进制数子程序push eax;入口参数：共享变量DTEMPpush ebxpush edxmov eax,dtemp;取出显示数据test eax,eax;判断数据是零、正数或负数jnz dsid1mov dl,0;是零，显示“0”后退出mov ah,2int 21hjmp dsid5,例题5-19有符号十进制数输出程序-4,dsid1:jns dsid2;是负数，显示“-”mov ebx,eax;EAX数据暂存于EBXmov dl,-mov ah,2int 21hmov eax,ebxneg eax;数据求补（绝对值）

24、,例题5-19有符号十进制数输出程序-5,dsid2:mov ebx,10push bx;10压入堆栈，作为退出标志dsid3:cmp eax,0;数据（商）为零，转向显示jz dsid4sub edx,edx;扩展被除数EDX.EAXdiv ebx;数据除以10：EDX.EAX10add dl,30h;余数（09）转换为ASCII码push dx;数据先低位后高位压入堆栈jmp dsid3,例题5-19有符号十进制数输出程序-6,dsid4:pop dx;数据先高位后低位弹出堆栈cmp dl,10;是结束标志10，则退出je dsid5mov ah,2;进行显示int 21hjmp dsid

25、4dsid5:pop edxpop ebxpop eaxret;子程序返回dispsidendp,堆栈传递参数,主程序将入口参数压入堆栈，子程序从堆栈中取出参数子程序将出口参数压入堆栈，主程序弹出堆栈取得它们采用堆栈传递参数是程式化的，它是编译程序处理参数传递、以及汇编语言与高级语言混合编程时的常规方法,例题5-20计算有符号数平均值程序-1,算法如下：被加数进行符号扩展求和除以数据个数得到平均值32位有符号数扩展到64位，32位表示数据个数（最大232），不会溢出,例题5-20计算有符号数平均值程序-2,mov eax,countpush eax;压入数据个数(0表示232个)mov ebx

26、,offset arraypush ebx;压入缓冲区的偏移地址call mean;调用子程序，求平均值add esp,8;平衡堆栈mov dmed,eax;保存出口参数,例题5-20计算有符号数平均值程序-3,meanproc;计算有符号数平均值push ebpmov ebp,esppush ebx;保护寄存器push ecxpush edxpush esipush edimov ebx,ebp+6;从堆栈取偏移地址mov ecx,ebp+10;从堆栈取数据个数,堆栈示意图,例题5-20计算有符号数平均值程序-4,xor esi,esi;ESI保存求和的低32位值mov edi,esi;ED

27、I保存求和的高32位值mean1:mov eax,ebx;取出一个数据EAXcdq;符号扩展EDX.EAXadd esi,eax;求和低32位adc edi,edx;求和高32位add ebx,4;指向下一个数据dec ecx;数据个数减少一个jnz mean1;循环mov eax,esi;累加和在EDX.EAXmov edx,edi,例题5-20计算有符号数平均值程序-5,mov ecx,ebp+10;数据个数在CXidiv ecx;有符号数除法，EAX平均值（EDX余数）pop edi;恢复寄存器pop esipop edxpop ecxpop ebxpop ebpretmeanendp,

28、宏汇编,宏（Macro）：具有宏名的一段汇编语句序列宏需要先定义宏名MACRO 形参表;宏定义体ENDM然后程序中进行宏调用宏名 实体参数宏定义体的标号必须用LOCAL伪指令声明LOCAL 标号1,标号2,例题5-21十六进制数输入程序-1,;宏定义dispmsgmacro message;message是形式参数push axpush dxmov ah,9lea dx,messageint 21hpop dxpop axendm,例题5-21十六进制数输入程序-2,asctohmacrolocal asctoh1,asctoh2cmp al,9jbe asctoh1;小于等于9，是09，只需

29、减去30Hcmp al,ajb asctoh2;大于9小于a，是AF，还要减7sub al,20h;大于等于a，是af，再减去20Hasctoh2:sub al,7asctoh1:sub al,30hendm,例题5-21十六进制数输入程序-3,;数据段msgdb Please input,13,10,$wvardw?;代码段dispmsg msg;提示输入,例题5-21十六进制数输入程序-4,mov cx,4mov bx,0;BX保存转换后的结果again:mov ah,6;输入字符但不显示mov dl,0ffh int 21hjz again;没有输入字符继续,功能调用,例题5-21十六进

30、制数输入程序-5,cmp al,0;测试是否是合法字符jb again;没有输入合法字符，重新输入cmp al,9jbe next;输入合法字符就显示cmp al,Ajb againcmp al,Fjbe nextcmp al,ajb againcmp al,fja again;测试结束,例题5-21十六进制数输入程序-6,next:mov ah,6;显示输入字符mov dl,alint 21hasctoh;转换为十六进制数shl bx,4;将上次输入左移二进制4位add bl,al;加上本次输入的数码loop againmov wvar,bx,宏展开,宏与子程序,都简化源程序的书写，但有本质

31、区别宏调用在汇编时复制宏定义语句执行时不存在控制的转移与返回没有减少汇编后的目标代码执行速度也没有改变子程序调用在执行时控制转移到子程序子程序没有被复制，汇编后的目标代码较短会影响程序执行速度宏与子程序各有特点，根据具体问题选择使用当程序段较短或要求较快执行时，应选用宏当程序段较长或为减小目标代码时，要选用子程序,源文件包含,INCLUDE 文件名将INCLUDE伪指令指定的文本文件内容插入源程序可以包含任何文本文件一些常用的或有价值的宏定义存放在.MAC宏定义文件各种常量定义、声明语句等组织在.INC包含文件常用的子程序形成.ASM汇编语言源文件利用INCLUDE伪指令包含其他文件，其实质仍

32、然是一个源程序，只不过是分在了几个文件书写include eg521e.mac;宏定义文件EG321E.MAC;只对主程序文件进行汇编、连接,举例,子程序模块,子程序单独编写，汇编形成目标模块OBJ文件连接时输入子程序模块文件名用共用伪指令PUBLIC和外部伪指令EXTERN声明PUBLIC 标识符,标识符;定义标识符的模块使用EXTERN 标识符:类型,标识符:类型;调用标识符的模块使用子程序在代码段，没有开始执行和结束执行点采用简化段源程序格式，存储模式一致解决参数传递问题,例题5-22数据输入输出程序-1,;eg522s.asm（子程序文件）.model small;相同的存储模式.48

33、6public readsid,dispsid,mean;子程序共用extern dtemp:dword;外部变量.code;代码段readsidproc;输入子程序dispsidproc;输出子程序meanproc;计算平均值子程序end,例题5-22数据输入输出程序-2,;eg522.asm（主程序文件）.model small;相同的存储模式.486extern readsid:near,dispsid:near,mean:near;外部子程序public dtemp;变量共用.stack.datacount=10arraydd count dup(0)dtempdd?,例题5-22数据

34、输入输出程序-3,.code.startupmov dx,offset msg1;提示输入10个数据mov ah,9int 21hmov ecx,count;输入10个数据mov ebx,offset arrayagain:call readsid;输入一个数据mov ebx,eax add ebx,4call dpcrlf loop again,例题5-22数据输入输出程序-4,mov eax,count;传递参数push eaxmov ebx,offset arraypush ebx call mean;求平均值add esp,8mov dtemp,eax;保存mov dx,offset

35、msg2;提示输出平均值mov ah,9int 21hcall dispsid;显示平均值.exit,子程序库,子程序库文件（.LIB）：子程序模块的集合，存放着各子程序的名称、目标代码以及有关定位信息等利用LIB.EXE创建、管理子程序库连接时输入子程序库文件名使用子程序库包含伪指令INCLUDELIBINCLUDELIB 库文件名;像汇编连接一个源程序文件一样操作,第5章教学要求,理解目标地址的转移范围和寻址方式掌握控制转移指令处理器指令：JMP，Jcc，LOOP，JECXZ，CALL，RET伪指令：PROC/ENDP熟悉各种程序结构及其编程方法单分支、双分支、多分支计数控制循环、条件控制循环子程序字符或数据个数统计，求最小值、最大值，字符删除二进制、十进制、十六进制数据相互转换二进制、十进制、十六进制数据的键盘输入和显示输出,