8086汇编程序设计
Published: 5/5/2024
8086
8086是Intel最早推出的X86 16位CPU之一，使用20位地址总线，寻址空间为1MB,共有14个寄存器，其中包含8个通用寄存器，4个段寄存器，1个PC寄存器，1个PSW寄存器。
寄存器
通用寄存器
通用寄存器有AX,BX,CX,DX,BP,SP,SI,DI 共8个寄存器。即使说是通用寄存器，大多数通用寄存器仍然具有使用规范，包括：
- 只有BX和BP用作基地址寻址，因此这两寄存器又被称为基址寄存器，只是BX默认相对于DATA段，而BP默认相对于堆栈段寻址。
- CX用于各种循环指令和重复指令中，根据PSW中的ZF标志位决定加减。
- AX常被用于乘除法的第一个操作数，DX被用来作为AX的高位，在16x16位乘法中
MUL SRC表示AX * SRC,结果为DX:AX总计32位；在32/16位除法中，DIV SRC表示DX:AX表示的32位数字除以16位SRC。 - SI与DI寄存器常被用于串指令中，用于表示串的当前位置。
- SP寄存器表示堆栈栈顶，BP用于非叶子程序参数传递。
需要注意前面四个16位寄存器更多被称为数据寄存器，每个寄存器可以分为2个对应位置的高八位寄存器和低八位寄存器，比如AX可分为高AH和低AL寄存器；后四个16位寄存器更多被称为指针寄存器，且不可像之前那样被分割。
段寄存器
然后就是4个段寄存器SS,DS,CS,ES分别表示堆栈段，数据端，代码段和附加段；附加段主要用于串指令配合SI与DI使用。需要注意在8086中每个段寄存器都需要在程序开始时显式使用指令进行初始化，需要注意段寄存器不能用立即数初始化。
PC寄存器与PSW寄存器
PC寄存器（或者说是IP寄存器，我更喜欢称为PC寄存器）用于表示当前指令地址；PSW寄存器是一个标志位寄存器，用于存储指令在执行过程中产生的各种标志，包括溢出，进位，负数，中断，异常等。
指令集
8086的指令采取OP [DST[,SRC]]的形式，并且是不定长的CISC指令集。
主要可分为 数据传送指令，逻辑指令，算数指令，串指令 ，循环控制指令以及中断相关指令。
数据传送
最常使用的是MOV DST,SRC指令，用于将数据复制到另一个地方，这里需要注意传送双方的位长匹配问题，尤其是立即数向内存之间的传递,比如MOV S,0H就应该改成MOV WORD PTR S,0H,需要确定所使用内存的字长，并且传送时也应该注意数据的大小不能超过字长。
逻辑指令
主要有AND,OR,XOR,NOT，指令格式都为OP DST,SRC。
算数指令
主要有ADD,ADC,INC,DEC,SBB,SUB，NEG,其中INC <T>,DEC <T>分别表示进一和减一。ADD,SUB不带进位和借位，而ADC与SBB则带进位，也就是操作时会带上标志位CF。NEG指令用于取补码。
移位指令总共有8条，包括算数，逻辑，循环以及进位循环，分别是SHL,SAL,SHR,SAR,ROL,ROR,RCL,RCR <dst>,<count>需要注意count只能是1或者是CL寄存器，并且会将其移出的位保存在CF标志位中。
串指令
串指令主要用于操作串，指令主要有MOVS,LODS,STOS,CMPS,SCANS;
LODS用于取出DS:[SI]内存到AL或者AX寄存器中，并将SI + 1或 + 2,STOS功能类似。
MOVS用于将DS:[SI]传送到ES:[DI]中，并将SI与DI同时加1或加2.
CMPS用于比较原串与目标串，SCANS用于扫描目标串中是否出现AL或者AX中指定的字符。
上面的指令根据DF标志位，使用CLD或者STD修改。
重复指令用于配合串指令使用，有REP,REPZ,REPNZ。REP 串指令会重复执行，并且不断将CX寄存器减1，直到CX位0停止。
REPZ则直到ZF为1并且CX为0，REPNZlei’si
LEA用于加载指定地址偏移到寄存器；LDS,LES分别用于将双字内容存放到对应段寄存器和指定寄存器。
跳转与循环指令
跳转指令主要分为无条件跳转和有条件跳转。
无条件跳转使用JMP <ADDR>。
有条件跳转根据PSW中的标志位决定是否跳转，主要有JZ/JE, JNE,JAE,JBE TEST。x86的一个特点是有循环指令，包括LOOP,LOOPE,LOOPNE，LOOP <label> 会将CX - 1,如果不为0则跳转到label处。
CALL <proc>用于调用子程序，RET <2N>用于从子程序返回并修复栈。
中断指令
通过INT <X>传入中断号进入中断，通过IRET从中断返回。功能调用通过INT 21H，通过AH传入功能调用号,常用的功能调用有：
- 01 输入字符并回显
MOV AH,1
INT 21H输入的符号被存储AL寄存器中。
- 02 输出字符
MOV AH,2
MOV DL,'A'
INT 21H需要输出的字符需要被存放在DL寄存器中。
- 09 输出字符串，必须以
$结尾
MOV DX,OFFSET STR1
MOV AH,09H
INT 21H将字符串地址存放在DX中，使用DS段寄存器。
- 0AH 输入字符串
MOV AH,0AH
MOV DX,OFFSET BF1
INT 21H将缓冲区地址存放在DX中，第一个字节存放缓冲区最大长度，在返回后，第二个字节存放读取长度，之后才是读取到的字符串内容。
- 4CH 返回命令行
MOV AX,4CXXH
INT 21HAL表示返回值，AH传递4CH功能调用号。
寻址方式
对于数据的寻址方式，总共有6种：
- 立即数寻址：
MOV AX,01H，指令所需操作数直接出现在指令中。 - 直接寻址:
MOV AX,[01H]:操作数的偏移地址直接出现在指令中。 - 寄存器直接寻址:
MOV AX,BX,操作数是某个寄存器。 - 基址变值寻址:基址寄存器加上变址寄存器如
MOV AX,[BX][SI] - 寄存器间接寻址: 操作数地址位于基址寄存器或变址寄存器中，如
MOV,AX,[BX] - 寄存器相对寻址：
MOV AX,[BX + 2]
对于地址的寻址方式，总共有4种:
- 段内直接跳转：
JMP LABELSP - 2; SS:[SP] <- 返回地址 - 段内间接跳转
JMP WORD PTR <ADDR>SP - 2; SS:[SP] <- 返回地址 - 段间直接跳转
JMP FAR LABELSP - 2; SS:[SP] <-段地址； SP - 2 ; SS:[SP] <- 返回地址 - 段间间接跳转
JMP DWORD PTR <ADDR>(IP <- ADDR, CS<- DS:[ADDR + 2]) SS:[SP] <-段地址； SP - 2 ; SS:[SP] <- 返回地址
程序结构
一个8086汇编程序主要有代码段，数据段，堆栈段组成，类似于
DATA_S_NAME SEGMENT PARA
T1 EQU 1H
T2 DB 0FFH
T3 DW 100
DB 10H
T4 DD 100H DUP(0)
DATA_S_NAME ENDS
STACK_S_NAME SEGMENT PARA STACK
STACK_AREA DW 100H DUP(?)
STACK_BTM EQU $ - STACK_AREA
STACK_S_NAME ENDS
CODE_S_NAME SEGMENT PARA
ASSUME CS:XX,DS:XX,SS:XX,ES:XX
MAIN PROC FAR
...
MAIN ENDP
CODE_S_NAME ENDS
END MAIN-
使用
SEGMENT与ENDS定义段，最后在代码中对段寄存器初始化。PARA让段能够256字节对齐，还有BYTE,PAGE这些选项。 -
使用
END MAIN来指定程序入口为MAIN子程序。 -
通过
PROC与ENDP定义子程序，如果使用FAR为段间定义，否则为NEAR则是段内定义。
子程序与宏定义
子程序和宏相比总的程序占用空间更小，但是宏不需要使用堆栈。
子程序
通过PROC与ENDP来定义子程序，通过CALL调用子程序，通过RET <2n>从子程序返回并修复堆栈。可以使用堆栈来传递参数，比如在调用前使用堆栈存放参数，在子程序中使用BP保存传入时的SP寄存器，通过BP来访问参数，最后通过RET修复堆栈，这一过程需要注意BP的保存和修复。
宏
通过MACRO与ENDM来定义宏，宏可以传递参数，如果定义时给定形参，则使用时必须给定实参。
结构体
使用STRUC与ENDS来定义结构体数据结构，使用类似于定义段内变量的方式定义结构体的成员变量，使用时使用.操作符号。
调试
使用debug进行调试
-
A <ADDRESS>： 修改对应地址的汇编 -
U <ADDRESS>:反汇编指定地址。 -
G <ADDRESS>: 执行到对应地址 -
T逐条指令追踪 -
D <ADDRESS>导出对应地址的内存 -
E <ADDRESS>修改对应地址的内存 -
R <reg>查看或修改对应寄存器的值
PSW寄存器的具体内容
- CF: 进位标志,如果最高位产生了进位，则为1；或者移位时被移除的位。
- PF: 用来对数据提供奇偶校验值，对低8位进行检验。
- ZF:0标志位，如果运算结果为0则为1.
- TF:陷阱标志位，用于调试
- IF:中断标志位，IF为1则允许中断。
- DF:用于控制串操作指令的方向，使用CLD和STD指令设置0和1。
- OF:溢出标志，如果超过机器的补码范围，则为1.
- SF:用于记录运算结果的符号，为负数则为1.、
- AF:辅助进位标志。