匯編知識(shí)：淺談寄存器和內(nèi)存單元指令

之前的文章中介紹過 [0] 表示的是偏移地址為 0 的內(nèi)存單元 。比如下面的指令

mov ax,[0]

就是將一個(gè)內(nèi)存單元的內(nèi)容送入 ax，這個(gè)內(nèi)存單元的長度為 2 個(gè)字節(jié)，是一個(gè)字型數(shù)據(jù)，偏移地址為 0 ，段地址在 ds 中，也就是這個(gè)內(nèi)存單元的地址是 ds:0 ，它的物理地址是 （ds * 16 + 0）H。

除了可以傳輸字型數(shù)據(jù)，還可以傳輸字節(jié)型數(shù)據(jù)，比如下面代碼

mov al,[0]

就是將一個(gè)內(nèi)存單元的地址送入 al 中，這個(gè)內(nèi)存單元的長度是 1 字節(jié)，存放字節(jié)型數(shù)據(jù)，偏移地址為 0 ，段地址在 ds 中，大白話說也就是將 ds:0 處的一個(gè)字節(jié)傳入到 al 中。

從上面兩個(gè)例子可以看出，假如要描述一個(gè)完整的一個(gè)內(nèi)存單元，應(yīng)該需要兩種信息：即內(nèi)存單元的地址和內(nèi)存單元的長度。

比如我們要讀取一個(gè) 10000H 的數(shù)據(jù)，你可能會(huì)需要下面這段代碼。

mov bx,1000H #將 1000H 放入 bx 寄存器中

mov ds,bx   #將段寄存器 ds 的值設(shè)為 1000H
mov al,[0]#從內(nèi)存單元 1000:0 處讀出1字節(jié)內(nèi)容放入 al 中。

但是表示內(nèi)存地址的方式除了能夠直接指定其內(nèi)存地址之外，還可以用一種間接尋址的方式，這就是 [bx]，它表示的是一種寄存器間接尋址，也是一種偏移地址，同樣的，比如我們要讀取一個(gè)物理地址為 10001H 處的數(shù)據(jù)，使用 [bx] 這種方式的代碼如下

mov ax,1000H

mov ds,ax
mov bx,1
mov ax,[bx]

這樣計(jì)算機(jī)就會(huì)尋找段地址為 1000H，偏移地址為 0001H 的數(shù)據(jù)放入到 ax 中。

它的中文解釋就是 把 [bx] 指向的地址中的內(nèi)容，送入 ax 寄存器中。

比如下面這段代碼

mov ax,[bx]

它表示的就是將偏移地址為 bx 的數(shù)據(jù)，送入到 ax 中，送入的是 2 個(gè)字節(jié)，也就是字型數(shù)據(jù)。

又比如下面這段代碼

mov al,[bx]

它表示的就是將偏移地址為 bx 的數(shù)據(jù)，送入到 al 中，送入的內(nèi)存單元地址是 1 個(gè)字節(jié)的字節(jié)型數(shù)據(jù)。

[bx] 這種間接尋址的好處就是每次偏移地址不是固定的，這為我們接下來的循環(huán)指令奠定了基礎(chǔ)。

( ) 表示法

為了更方便的描述后面，我們使用 () 來表示一個(gè)寄存器或者內(nèi)存單元中的內(nèi)容。

這里需要注意一下，( ) 內(nèi)的能夠表示的內(nèi)容一般有三種類型：

寄存器名，比如 (ax) 就表示 ax 中的內(nèi)容，(al) 就表示 al 中的內(nèi)容。

段寄存器名，比如 (ds) 就表示段寄存器 ds 中的內(nèi)容。

內(nèi)存單元的物理地址，比如 ((ds) * 16 + (bx))，一個(gè) 20 位的數(shù)據(jù)。

我們知道，寄存器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型有兩種，字型和字節(jié)型，字型數(shù)據(jù)一般用 ax 這類寄存器來存儲(chǔ)，字節(jié)型數(shù)據(jù)一般用 ah 、al 這種寄存器來存儲(chǔ)。

同樣的，( ) 內(nèi)的數(shù)據(jù)類型也有兩種，字型和字節(jié)型。比如 (al)、(bl)、(cl) 這種表示的數(shù)據(jù)就是字節(jié)型，而 (ax)、(bx)、(cx) 表示的數(shù)據(jù)就是字型。下面是幾類 ( ) 的一些用法：

ax 中的內(nèi)容為 0020H：(ax) = 0020H;

2000:1000 處的內(nèi)容為 0010H：(21000H) = 0010H;

mov ax,[2] 則表示為：ax = ((ds * 16) + 2);

mov [2],ax 則表示為：((ds) * 16 + 2) = (ax);

add ax,2 表示為：(ax) = (ax) + 2;

push ax 表示為：(sp) = (sp) - 2, ((ss * 16) + sp) = (ax);

pop ax 表示為：(ax) = ((ss) * 16) + sp), (sp) = (sp) + 2;

idata

idata 表示的就是立即數(shù)，這個(gè)概念就更簡(jiǎn)單了，立即數(shù)顧名思義就是直接的數(shù)字，也就是常量。比如 mov ax,[0] ，其中的 0 就是立即數(shù)，即 idata = 0 ，所以 [立即數(shù)] = [idata]，所以以后我們通常使用 idata 來表示常量，比如下面幾個(gè)例子

mov ax,[idata] 可以表示為 mov ax,[1]mov ax,[2]mov ax,[3]

mov ax,idata 可以表示為 mov ax,1 ? ?mov ax,2 ? ?mov ax,3

知道上面是 啥意思了吧？

[BX]

再來啰嗦一下 [bx] 的尋址方式，比如下面代碼

mov ax,[bx]

bx 中存放的數(shù)據(jù)作為一個(gè)偏移地址，這里用 EA 表示（沒有其他意思，只是單純地表示偏移地址），段地址在 ds 中，用 SA 表示（同 EA 的解釋），將 SA:EA 處的數(shù)據(jù)送入 ax 中，即 (ax) = ((ds) * 16 + (bx))。

可以將內(nèi)存單元送入寄存器中，也可以將寄存器的數(shù)據(jù)送入到內(nèi)存單元中，如下代碼所示

mov [bx],ax

就是將 ax 中的數(shù)據(jù)送入到 SA：EA 處，即 ((ds) * 16 + (bx)) = (ax)。

為了讓大家加深對(duì) [bx] 的認(rèn)識(shí)，我們通過一些匯編指令來認(rèn)識(shí)一下程序的執(zhí)行過程，代碼如下

mov ax,2000H

mov ds,ax
mov bx,1000H
mov ax,[bx]
inc bx
inc bx
mov [bx],ax
inc bx
inc bx
mov [bx],ax
inc bx
mov [bx],al
inc bx
mov [bx],al

初始內(nèi)存示意圖：

下面我們就按照每一行指令來分析一下

首先，mov ax,2000H 就是將 2000 送入 ax 中，mov ds,ax 就是將設(shè)置段地址為 2000 H，mov bx,1000H 就是將 1000 送入 bx 中，mov ax,[bx] 就是將 2000:1000 處的地址送入到 ax 中（因?yàn)槎位窞?2000，偏移地址 dx 為 1000），2000H:1000H 處的指令是 00be，所以 ax = 00BEH ，存儲(chǔ)字型數(shù)據(jù)。

inc bx 就是將寄存器 bx 的值加 1，此處有兩條 inc 指令，所以執(zhí)行完成后 bx = 1002H，此處段基址：偏移地址為 2000H:1002H。

然后下面 （第七行指令）mov [bx],ax 就是將 ax 中的數(shù)據(jù)送入到 [bx] 中，也就是 1002H 處，指令執(zhí)行后，2000:1002 單元的內(nèi)容為 BE，2000:1003 單元的內(nèi)容為 00，存放字型數(shù)據(jù)，執(zhí)行完成后的示意圖如下

繼續(xù)執(zhí)行第 8、9 行的指令，inc bx ，執(zhí)行完成后 bx = 1004H，然后執(zhí)行第 10 行指令 mov [bx],ax ，指令執(zhí)行前：ds = 2000H，bx = 1004H，mov [bx],ax 相當(dāng)于是把 ax 中的數(shù)據(jù)送到 2000:1004 處，指令執(zhí)行完成后，2000:1004 的單元內(nèi)容為 BE ，如下示意圖所示

接下來執(zhí)行第 11 行指令，inc bx，執(zhí)行完成后 bx = 1005H，mov [bx],al 是把 al 中的數(shù)據(jù)送入內(nèi)存 2000:1005 處，指令執(zhí)行完成后，2000:1005 處的單元內(nèi)容為 BE，如下示意圖所示

繼續(xù)執(zhí)行指令，第13、14 行指令和 11 、12 行指令一樣，它的意思就是將 bx 的值加一之后，將 al 的值送入到指定地址處，執(zhí)行完成后的 ds = 2000H，bx = 1006H，所以 2000:1006 處的內(nèi)容是 BE（al 存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)），示意圖如下

想必大家跟完上面的流程后，應(yīng)該對(duì) [bx] 這個(gè)間接尋址方式有了比較深刻的認(rèn)識(shí)。

下面想個(gè)問題，使用匯編編程計(jì)算 2 * 2 ，并將結(jié)果存儲(chǔ)在 ax 寄存器中。

這個(gè)思路還是比較簡(jiǎn)單的，直接將 2 放在 ax 寄存器中，然后執(zhí)行 ax 的 add 操作就可以了，下面是匯編代碼

assume cs:codesg
codesg segment
 mov ax,2
 add ax,ax
 
 mov ax,4c00h
 int 21h
codesg ends
end

上面這段代碼中的計(jì)算量還比較低，但是如果要讓你計(jì)算 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 呢，你難道要寫 n 個(gè) add ax,ax 嗎？

assume cs:codesg

codesg segment
 mov ax,2
 add ax,ax
 add ax,ax
 add ax,ax
 add ax,ax
 。。。
 
 mov ax,4c00h
 int 21h
codesg ends
end

這就很繁瑣啊，所以不能這么玩，那該怎么搞呢？這里就需要一種能夠循環(huán)之星 add ax,ax 的指令了，這個(gè)指令就是 Loop。

Loop 指令

Loop 指令能夠循環(huán)判斷是否執(zhí)行指定的指令，它的執(zhí)行流程就相當(dāng)于我們 Java 中的 for 循環(huán)。

我們先來使用 Loop 改寫一下上面 n 個(gè) 2 相乘的代碼，然后再講解一下 Loop 的使用。

assume cs:codesg
codesg segment
mov ax,2
mov cx,8
s: add ax,ax
loop s

mov ax,4c00h
int 21h
codesg ends
end

可以看到，我們使用 8 個(gè) 2 相乘的代碼被優(yōu)化的這么簡(jiǎn)單，這就是 loop 指令的精髓所在。

其實(shí)關(guān)鍵代碼就是三條指令，即

mov cx,8

s: add ax,ax

loop s

翻譯過來的意思就是將 8 放在 cx 中，然后給 add ax,ax 處設(shè)置一個(gè)標(biāo)號(hào)，然后執(zhí)行 s 循環(huán)。

loop 指令的格式是：loop 標(biāo)號(hào)，CPU 執(zhí)行 loop 指令的時(shí)候，要進(jìn)行兩步操作，第一步：(cx) = (cx) - 1，第二步：判斷 cx 的值，不為 0 則轉(zhuǎn)至標(biāo)號(hào)（上面代碼是 s）處繼續(xù)執(zhí)行指令，如果為 0 則向下執(zhí)行（上面代碼中鄉(xiāng)下繼續(xù)執(zhí)行就是 mov ax,4c00h）。上面代碼中，我們把 8 送入了 cx 中，也就是說，cx 中存儲(chǔ)的就是執(zhí)行次數(shù)。

下面我們?cè)敿?xì)介紹一下上面這段程序的執(zhí)行過程，從中體會(huì)一下 cx 和 loop s 是如何配合實(shí)現(xiàn)循環(huán)的。

(1) 執(zhí)行 cx,8 ，設(shè)置 cx = 8

(2) 執(zhí)行 add ax,ax（第 1 次）

(3) 執(zhí)行 loop s 將 cx 的值 - 1，此時(shí) (cx) = 7，(cx) != 0 ，所以轉(zhuǎn)至 s 處

(4) 執(zhí)行 add ax,ax（第 2 次）

(5) 執(zhí)行 loop s 將 cx 的值 - 1，此時(shí) (cx) = 6，(cx) != 0 ，所以轉(zhuǎn)至 s 處

(6) 執(zhí)行 add ax,ax（第 3 次）

(7) 執(zhí)行 loop s 將 cx 的值 - 1，此時(shí) (cx) = 5，(cx) != 0 ，所以轉(zhuǎn)至 s 處

(8) 執(zhí)行 add ax,ax（第 4 次）

(9) 執(zhí)行 loop s 將 cx 的值 - 1，此時(shí) (cx) = 4，(cx) != 0 ，所以轉(zhuǎn)至 s 處

(10) 執(zhí)行 add ax,ax（第 5 次）

(11) 執(zhí)行 loop s 將 cx 的值 - 1，此時(shí) (cx) = 3，(cx) != 0 ，所以轉(zhuǎn)至 s 處

(12) 執(zhí)行 add ax,ax（第 6 次）

(13) 執(zhí)行 loop s 將 cx 的值 - 1，此時(shí) (cx) = 2，(cx) != 0 ，所以轉(zhuǎn)至 s 處

(14) 執(zhí)行 add ax,ax（第 7 次）

(15) 執(zhí)行 loop s 將 cx 的值 - 1，此時(shí) (cx) = 1，(cx) != 0 ，所以轉(zhuǎn)至 s 處

(16) 執(zhí)行 add ax,ax（第 8 次）

(15) 執(zhí)行 loop s 將 cx 的值 - 1，此時(shí) (cx) = 0，(cx) == 0 ，所以轉(zhuǎn)至 s 處

(16) 執(zhí)行 mov ax,4c00h（循環(huán)結(jié)束）

從上面這個(gè)過程中，我們可以總結(jié)處用 cx 和 loop 指令相配合實(shí)現(xiàn)循環(huán)功能的 3 點(diǎn)注意事項(xiàng)：

在 cx 中存放循環(huán)次數(shù)。

loop 指令中的標(biāo)號(hào)所標(biāo)識(shí)的地址要在前面

要循環(huán)執(zhí)行的程序段，要寫在標(biāo)號(hào)和 loop 指令的中間。

所以綜上所述，使用 Loop 和 cx 相配合實(shí)現(xiàn)的循環(huán)功能的結(jié)構(gòu)如下：

mov cx,循環(huán)次數(shù)

s: 
循環(huán)執(zhí)行的程序段
loop s

比如我們想用 Loop 循環(huán)計(jì)算出 123 * 456 這個(gè)值，就可以使用這種方式

assume cs:codesg
codesg segment
mov ax,0
mov cx,456
s:add ax,123
loop s

mov ax,4c00h
int 21h
codesg ends
end

編輯：黃飛

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