当前位置：首页 > article >正文

【汇编语言】数据处理的两个基本问题（二） —— 解密汇编语言：数据长度与寻址方式的综合应用

article 2024/11/19 5:40:54

在这里插入图片描述

文章目录

前言
1. 指令要处理的数据有多长？
- 1.1 通过寄存器指明数据的尺寸
- - 1.1.1 字操作
  - 1.1.2 字节操作
- 1.2 用操作符X ptr指明内存单元的长度
- - 1.2.1 访问字单元
  - 1.2.2 访问字节单元
  - 1.2.3 为什么要用操作符X ptr指明
- 1.3 其他方法
2. 寻址方式的综合应用
- 2.1 问题背景（公司基本信息）
- 2.2 提出问题（公司信息的变化）
- 2.3 问题的分析与求解
- - 2.3.1 分析要修改的数据
  - 2.3.2 确定修改方法
- 2.4 程序的实现
- 2.5 用C语言来描述这个程序
- 2.6 根据C语言风格修改汇编程序
- 2.7 总结
结语

前言

📌

汇编语言是很多相关课程（如数据结构、操作系统、微机原理）的重要基础。但仅仅从课程的角度出发就太片面了，其实学习汇编语言可以深入理解计算机底层工作原理，提升代码效率，尤其在嵌入式系统和性能优化方面有重要作用。此外，它在逆向工程和安全领域不可或缺，帮助分析软件运行机制并增强漏洞修复能力。

本专栏的汇编语言学习章节主要是依据王爽老师的《汇编语言》来写的，和书中一样为了使学习的过程容易展开，我们采用以8086CPU为中央处理器的PC机来进行学习。

1. 指令要处理的数据有多长？

8086CPU的指令，可以处理两种尺寸的数据，byte和word。所以在机器指令中要指明，指令进行的是字操作还是字节操作。

对于这个问题，汇编语言中用以下方法处理。

1.1 通过寄存器指明数据的尺寸

通过使用8位寄存器还是16位寄存器，来进行字操作还是字节操作。

1.1.1 字操作

下面的指令中，寄存器指明了指令进行的是字操作：

mov ax,1
mov bx,ds:[0]
mov ds,ax
mov ds:[0],ax
inc ax
add ax,1000

1.1.2 字节操作

下面的指令中，寄存器指明了指令进行的是字节操作：

mov al,1
mov al,bl
mov al,ds:[0]
mov ds:[0],al
inc al
add al,100

1.2 用操作符X ptr指明内存单元的长度

在没有寄存器名存在的情况下，用操作符X ptr指明内存单元的长度，X在汇编指令中可以为word或byte。

1.2.1 访问字单元

下面的指令中，用word ptr指明了指令访问的内存单元是一个字单元。

mov word ptr ds:[0],1
inc word ptr [bx]
inc word ptr ds:[0]
add word ptr [bx],2

1.2.2 访问字节单元

下面的指令中，用byte ptr指明了指令访问的内存单元是一个字节单元。

mov byte ptr ds:[0],1
inc byte ptr [bx]
inc byte ptr ds:[0]
add byte ptr [bx],2

1.2.3 为什么要用操作符X ptr指明

在没有寄存器参与的内存单元访问指令中，用word ptr或byte ptr显性地指明所要访问的内存单元的长度是很必要的。否则，CPU无法得知所要访问的单元是字单元，还是字节单元。

假设我们用Debug查看内存的结果如下：

2000:1000 FF FF FF FF FF FF……

那么指令：

mov ax,2000H
mov ds,ax  
mov byte ptr [1000H],1

将使内存中的内容变为：2000:1000 01 FF FF FF FF FF……

而指令：

mov ax,2000H 
mov ds,ax 
mov word ptr [1000H],1

将使内存中的内容变为：2000:1000 01 00 FF FF FF FF……

为什么？

应该不用我说了吧~呵呵~不过按照步骤还是说一下，因为我们要兼顾New comer。

这是因为mov byte ptr [1000H],1访问的是地址为 ds:1000H的字节单元，修改的是 ds:1000H单元的内容；

而mov word ptr [1000H],1访问的是地址为 ds:1000H 的字单元，修改的是 ds:1000H和ds:1001H两个单元的内容。

1.3 其他方法

有些指令默认了访问的是字单元还是字节单元，比如：push [1000H]就不用指明访问的是字单元还是字节单元，因为push指令只进行字操作。

2. 寻址方式的综合应用

2.1 问题背景（公司基本信息）

下面我们通过一个问题来进一步讨论各种寻址方式的作用。

关于DEC公司的一条记录（1982年）如下：

公司名称：DEC

总裁姓名：Ken Olsen

排名：137

收入：40（40亿美元）

著名产品：PDP（小型机）

这些数据在内存中以下图所示的方式存放。

在这里插入图片描述

可以看到，这些数据被存放在seg段中从偏移地址60H起始的位置，

从seg:60起始以ASCII字符的形式存储了3个字节的公司名称；

从seg:60+3起始以ASCII字符的形式存储了9个字节的总裁姓名；

从seg:60+0C起始存放了一个字型数据，总裁在富翁榜上的排名；

从seg:60+0E 起始存放了一个字型数据，公司的收入；

从seg:60+10起始以ASCII字符的形式存储了3个字节的产品名称。

2.2 提出问题（公司信息的变化）

以上是该公司1982年的情况，到了1988年DEC公司的信息有了如下变化。

（1）Ken Olsen在富翁榜上的排名已升至38位
（2）DEC的收入增加了70亿美元
（3）该公司的著名产品已变为VAX系列计算机

我们提出的任务是，编程修改内存中的过时数据。

2.3 问题的分析与求解

2.3.1 分析要修改的数据

首先，我们应该分析一下要修改的数据：

（1）（DEC公司记录）的（排名字段）
（2）（DEC公司记录）的（收入字段）
（3）（DEC公司记录）的（产品字段）的（第一个字符）、（第二个字符）、（第三个字符）

2.3.2 确定修改方法

从要修改的内容，我们就可以逐步地确定修改的方法：

（1）我们要访问的数据是DEC公司的记录，所以，首先要确定DEC公司记录的位置：R=seg:60

确定了公司记录的位置后，我们下面就进一步确定要访问的内容在记录中的位置。
（2）确定排名字段在记录中的位置：0CH。
- 修改R+0CH处的数据。
（3）确定收入字段在记录中的位置：0EH。
- 修改R+0EH处的数据。
（4）确定产品字段在记录中的位置：10H。

要修改的产品字段是一个字符串（或一个数组），需要访问字符串中的每一个字符。所以我们要进一步确定每一个字符在字符串中的位置。
- 确定第一个字符在产品字段中的位置：P=0。
- 修改R+10H+P处的数据：P=P+1。
- 修改R+10H+P处的数据：P=P+1。
- 修改R+10H+P处的数据。

2.4 程序的实现

根据上面的分析，程序如下：

mov ax,seg
mov ds,ax
mov bx,60h                          ;确定记录地址：ds:bx

mov word ptr [bx+0ch],38			;排名字段改为38
add word ptr [bx+0eh],70			;收入字段增加70

mov si,0							;用si来定位产品字符串中的字符
mov byte ptr [bx+10h+si],’V’
inc si
mov byte ptr [bx+10h+si],’A’
inc si
mov byte ptr [bx+10h+si],’X’

2.5 用C语言来描述这个程序

如果读者熟悉C语言的话，我们可以用C语言来描述这个程序，大致应该是这样的：

struct company{					/*定义一个公司记录的结构体*/
	char cn[3];					/*公司名称*/
	char hn[9];					/*总裁姓名*/
	int pm;					/*排  名*/
	int sr;						/*收  入*/
	char cp[3];					/*著名产品*/
struct company dec={"DEC","Ken 0lsen",137,40,"PDP" };
    /*定义一个公司记录的变量，内存中将存有一条公司的记录*/
int main()
{
    int i;
	dec.pm=38;
	dec.sr=dec.sr+70;
	
    i=0;
	dec.cp[i]='V';
	i++;
	dec.cp[i]='A';
	i++;
	dec.cp[i]='X';
	
    return 0;
}

2.6 根据C语言风格修改汇编程序

我们再按照C语言的风格，用汇编语言写一下这个程序，注意和C语言相关语句的比对：

mov ax seg
mov ds,ax
mov bx,60h							;记录首址送BX

mov word ptr [bx].0ch,38			;排名字段改为38
									;C:dec.pm=38;

add word ptr [bx].0eh,70			;收入字段增加 70
									;C:dec.sr=dec.sr+70;

									;产品字段改为字符串'VAX'
mov si,0							;C:i=0;
mov byte ptr [bx].10h[si],'V'inc si	;dec.cp[i]='V';
inc si								;i++;
mov byte ptr [bx].10h[si],'A'		;dec.cp[i]='A';
inc si								;i++;		
mov byte ptr [bx].10h[si],'X'		;dec.cp[i]='X'