Đề cương bài giảng hợp ngữ

207 trang phuongnguyen 2950

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đề cương bài giảng hợp ngữ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

de_cuong_bai_giang_hop_ngu.doc

Nội dung text: Đề cương bài giảng hợp ngữ

TÀI LIỆU ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG HỢP NGỮ
MỤC LỤC MỤC LỤC 2 Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 1 27 1.1 Cú pháp lệnh hợp ngữ 27 START : MOV CX,5 ; khơỉ tạo thanh ghi CX 27 1.1.1 Trường Tên ( Name Field) 28 1.1.2 Trường toán tử ( operation field) 28 1.1.3 Trường các toán hạng ( operand(s) field) 29 1.1.4 Trường chú thích ( comment field) 29 MOV AX,0 30 MOV BX,0 30 1.2 Các kiểu số liệu trong chương trình hợp ngữ Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 3 30 1.2.1 Các số 31 H . 31 1.2.2 Các ký tự 31 1.3 Các biến ( variables) 32 1.3.1. Biến byte 32 ALPHA DB 4 32 1.3.2 Biến từ 33 1.3.3 Mảng ( arrays) 33 Byte thấp và byte cao của một từ 34 WORD1 DW 1234h 34 WORD1+1 35 MSG DB ‘HELLO’, 0AH, 0DH, ‘$’ 35
1.4 Các hằng ( constants) 35 LF EQU 0AH 36 MOV DL,0Ah 36 PROMPT EQU ‘TYPE YOUR NAME ’ 36 Sau khi có khai báo này , thay cho 36 1.5 Các lệnh cơ bản 36 1.5.1 Lệnh MOV và XCHG 37 MOV Destination , Source 37 MOV AX,BX ; AX lấy nội dung của BX , BX không thay đổi 37 Destination operand 37 Y 37 Y 37 Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 7 38 1.5.2 Lệnh ADD, SUB, INC , DEC 39 ADD WORD1, AX 39 ADD BL , 5 39 Destination operand 39 Source operand General Reg Memory Loacation 39 MOV AL, BYTE2 40 ADD BYTE1, AL 40 INC WORD1 40 1.5.3 Lệnh NEG ( negative) 41 1.6 Chuyển ngôn ngữ cấp cao thành ngôn ngữ ASM 41 ASM . 41 1.6.1 Mệnh đề B=A 41
1.6.2 Mệnh đề A=5-A 41 1.6.3 Mệnh đề A=B-2*A 42 1.7 Cấu trúc của một chương trình hợp ngữ 42 1.7.1 Các kiểu bộ nhớ ( memory models) 42 .MODEL memory_model 42 MODEL DESCRITION 43 SMALL 43 1.7.2 Đoạn số liệu 43 1.7.3 Đoạn ngăn xếp 44 .STACK size 44 1.7.4 Đọan mã 44 .CODE 44 1.8 Các lệnh vào ra 45 INT interrupt_number 46 1.8.1 Lệnh INT 21h 46 FUNTION 1 : Single key input 46 MOV AH,1 ; input key function 47 FUNTION 2 : Display a character or execute a control function 47 Input : AH=2 47 Output:AL= ASCII code of the the display character or control 47 MOV AH,2 47 MOV DL,’?’ ; character is ‘?’ 47 1.9 Chương trình đầu tiên 48 INT 21H 48 1.10 Tạo ra và chạy một chương trình hợp ngữ 49
Bước 2 :Biên dịch chương trình 50 MASM PGM1; 50 Bước 3 : Liên kết chương trình 51 LINK PGM1; 52 Bước 4 : Chạy chương trình 52 ENTER . 52 1.11 Xuất một chuỗi ký tự 52 INT 21H , Function 9 : Display a string 52 MSG DB ‘HELLO!$’ 53 Lệnh LEA ( Load Effective Address ) 53 LEA destnation , source 53 MOV DS,AX 54 Sau đây là chương trình hoàn chỉnh để xuất chuỗi ký tự HELLO! 54 1.12 Chương trình đổi chữ thường sang chữ hoa 55 MOV CHAR, AL ; cất ký tự trong biến CHAR 56 Trong chương này chúng ta sẽ xem xét các thanh ghi 57 Một phần của chương này sẽ giới thiệu chương trình 57 2.1 Các thanh ghi cờ ( Flags register) 57 Điểm khác biệt quan trọng của máy tính so với các 57 . Một mạch đặc biệt trong CPU có thể làm các quyết 57 A 58 F 58 P 58 F 58 C 58
F 58 Mục đích của các thanh ghi cờ là chỉ ra trạng thái của 58 CPU .Có hai loại cờ là cờ trạng thái ( status flags) và cờ 58 Bit Name Symbol 59 Bảng 2.2 : Các cờ của 8086 59 Mỗi bit trên thanh ghi cờ phản ánh 1 trạng thái của 59 Các cờ trạng thái phản ánh kết quả của các phép 59 Cờ nhớ ( Carry Flag - CF) : CF=1 nếu xuất hiện bit 60 Cờ chẳn lẻ ( Parity Flag - PF) : PF=1 nếu byte thấp 60 Cờ nhớ phụ ( Auxiliary Carry Flag - AF ) :AF =1 nếu 60 Cờ dấu ( Sign Flag - SF ) : SF=1 nếu MSB của kết 60 Cờ tràn ( Overflow Flag - OF ) : OF=1 nếu xảy ra 60 128 đến +127 . Nếu biễu diễn bằng 1 từ (16 bit) thì các 61 2.2 Tràn ( overflow) 61 Nếu diễn giải kết qủa dưới dạng không dấu thì kết 62 Biễu diễn có dấu và không dấu của 7FFFh là 62 Trong trường hợp xảy ra tràn , CPU sẽ biểu thị sự 63 a) Khi cộng hai số cùng dấu , sự tràn dấu xảy 63 Trong ví dụ 2 , cộng hai số 7FFFh +7FFFh ( hai số dương 63 b) Khi trừ hai số khác dấu ( giống như cộng hai 64 . Phép cộng hai số có dấu khác nhau không thể xảy ra sự 64 Các cờ điều khiển được dùng để điều khiển hoạt động 65 Cờ hướng (DF) được dùng trong các lệnh xử lý chuỗi 65 2.3 Các lệnh ảnh hưởng đế cờ như thế nào 65 Tại một thời điểm , CPU thực hiện 1 lệnh , các cờ 65
Bảng sau đây cho thấy ảnh hưởng của các lệnh đến 66 Để thấy rỏ ảnh hưởng của các lệnh lên các cờ chúng 66 FFFFh 66 1FFFEh 66 Kết qủa chứa trên AX là FFFEh = 1111 1111 1111 67 SF=1 vì MSB=1 67 Ví dụ 2 : ADD AL,BL trong đó AL= BL= 80h 67 Ví dụ 3 : SUB AX,BX trong đó AX=8000h và BX= 68 SF=0 vì MSB=0 68 Ví dụ 4 : INC AL trong đó AL=FFh 68 Kết qủa trên AL=00h = 0000 0000 68 SF=0 vì MSB=0 68 OF=0 vì hai số khác dấu được cộng với nhau ( có số 69 Ví dụ 5: MOV AX,-5 69 ZF=0 vì kết qủa khác 0 69 OF=1 vì dấu của kết qủa giống với dấu của toán 70 2.4 Chương trình DEBUG.EXE 70 Sau đây chúng ta sẽ dùng DEBUG để mô tả cách 70 TITLE PGM2_1: CHECK - FLAGS 70 MAIN ENDP 71 END MAIN 71 FL.EXE trên đường dẫn 71 Trước hết có thể xem nội dung các thanh ghi bằng lệnh 72 AX=0000 BX=0000 CX=001F DX=0000 SP=000A 72 Chúng ta thấy tên các thanh ghi và nội dung của chúng ( 72
Dòng thứ 4 là trạng thái các thanh ghi theo cách biểu thị của 72 Bảng 2-3 là cách mà Debug biểu thị trạng thái của các thanh 72 Flag 72 Bảng 2.3 : Biểu thị trạng trạng các cờ của 73 DEBUG 73 Dòng cuối cùng cho biết giá trị hiện hành của PC (địa chỉ 73 Chúng ta sẽ dùng lệnh T(Trace) để thi hành từng lệnh của 73 AX=4000 BX=0000 CX=001F DX=0000 SP=000A 73 Sau khi thực hiện lệnh MOV AX,4000 các cờ không bị 74 ADD AX,AX 74 AX=8000 BX=0000 CX=001F DX=0000 SP=000A 74 AX=8001 BX=0000 CX=001F DX=0000 SP=000A 74 AX=8000H-FFFFH=8001H 75 Cờ OF=0(NV) nhưng CF=1(CY) vì có mượn từ MSB 75 AX=7FFF BX=0000 CX=001F DX=0000 SP=000A 75 AX lấy bù 2 của 8001h là 7FFFh . CF=1(CY) vì lệnh NEG 75 AX=8000 BX=0000 CX=001F DX=0000 SP=000A 76 OF=1(OV) vì cộng 2 số dương mà kết quả là 1 số âm 76 Để thoát khoỉ debug gõ Q(Quit) 76 COMMAND ACTION 77 D 100 77 D CS:100 120 77 Liệt kê 80h bytes bắt đầu từ DS:100h 77 G 77 G=100 77
Chạy ( go) lệnh từ vị trí Start với các điểm 77 Thực thi lệnh từ CS:IP đến hết 77 R 78 R AX 78 Xem nội dung tất cả các thnah ghi và cờ 78 T 78 T=100 78 Trace lệnh tại CS:IP 78 U(start)(value) 79 U CS:100 110 79 U 200 L 20 79 Unassemble từ CS:100h đến CS:110h 79 A 79 A CS:100h 79 Đưa vào mã hợp ngữ tại CS:IP 80 Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 28 80 3.1 Ví dụ về lệnh nhảy 80 TITLE PGR3-1:IBM CHARACTER DISPLAY 80 Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 29 82 3.2 Nhảy có điều kiện 82 Jxxx destination-label 82 Nhảy có dấu 83 JGE/JNL jump if greater than or equal to SF=OF 83 JL/JNGE jump if lees than 83 Nhảy có điều kiện không dấu 84
JAE/JNB jump if above or equal CF=0 84 JBE/JNA jump if below or equal CF=1 or ZF=1 84 Nhảy 1 cờ 84 Lệnh CMP ( Compare) 86 CMP destination, source 86 CMP AX,BX ;trong đó AX=7FFF và BX=0001h 86 Diễn dịch lệnh nhảy có điều kiện 86 CMP AX,BX 87 JG BELOW 87 DEC AX 87 JL THERE 87 THERE . 87 Nhảy có dấu so với nhảy không dấu 87 Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 32 87 CMP AX,BX 88 JA below 88 3.3 Lệnh JMP 88 TOP: 89 TOP: Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 33 89 JMP TOP 89 MOV AX,BX 89 3.4 Cấu trúc của ngôn ngữ cấp cao 89 3.4.1 Cấu trúc rẽ nhánh 90 a) IF-THEN 90 IF condition is true 90
END IF 90 Ví dụ : Thay thế giá trị trên AX bằng giá trị tuyết đối của nó 90 IF AX<0 90 THEN 90 END-IF 91 Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 34 91 CMP AX,0 91 JNL END_IF ; no , exit 91 ;then 91 END_IF : 91 b) IF_THEN_ELSE 91 THEN 92 END_IF 92 MOV DL,BL 92 DISPLAY: 92 INT 21H 92 END_IF : 92 Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 35 93 c) CASE 93 CASE expression 93 CASE AX 93 ; case AX 94 NEGATIVE: 94 MOV BX,-1 94 JMP END_CASE 94
ZERO: 94 MOV BX,0 94 JMP END_CASE 94 POSITIVE: 94 MOV BX,1 94 JMP END_CASE 94 END_CASE : 94 Rẻ nhánh với một tổ hợp các điều kiện 94 THEN 95 Sau đây là code 95 THEN 96 Code Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 37 96 MOV DL,AL 97 MOV AH,2 97 MOV AH,4CH 97 INT 21h 97 4.3.2 Cấu trúc lặp 97 Một vòng lặp gồm nhiều lệnh được lặp lại , số lần lặp phụ thuộc điều kiện 97 a) Vòng FOR 97 LOOP destination_label 97 JCXZ destination_label 98 JCXZ SKIP 99 b) Vòng WHILE 99 WHILE_: 99 CMP AL,0DH ; có phải là ký tự CR? 99
END_WHILE : 99 c) Vòng REPEAT 100 Cấu trúc của REPEAT là 100 JNE REPEAT 100 3.5 Lập trình với cấu trúc cấp cao 101 ‘No capitals’ 101 Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 40 102 Bước 2 : Đọc và xử lý một dòng văn bản 102 Read a character 102 THEN 102 IF character precedes first capital 102 END_IF 103 Read a character 103 END_WHILE 103 MOV AH,1 ; đọc ký tự 103 WHILE : 103 CMP AL,0DH ; CR? 103 JE END_WHILE ;yes, thoát 103 ; nếu ký tự là hoa 103 JNGE END_IF ;không phải ký tự hoa thì nhảy đến END_IF 103 JNLE END_IF ; không phải ký tự hoa thì nhảy đến END_IF 103 JNL CHECK_LAST; >= 104 MOV FIRST,AL ; FIRST=character 104 JNG END_IF ; <= 104 ;end_if 104
; đọc một ký tự 104 END_WHILE: 104 Bước 3 : In kết qủa 104 ELSE 105 END_IF 105 ;in kết quả 105 CMP FIRST,’[’ ; FIRST=‘[’ ? 106 LEA DX,NOCAP_MSG 106 INT 21H 106 CAPS: 106 LEA DX,CAP1_MSG 106 INT 21H 106 TITLE PGM3-1 : FIRST AND LAST CAPITALS 106 ;đọc và xử lý 1 dòng văn bản 107 WHILE : 107 CMP AL,0DH ; CR? 107 JE END_WHILE ;yes, thoát 107 ; nếu ký tự là hoa 107 JNGE END_IF ;không phải ký tự hoa thì nhảy đến END_IF 107 JNLE END_IF ; không phải ký tự hoa thì nhảy đến END_IF 108 JNL CHECK_LAST; >= 108 MOV FIRST,AL ; FIRST=character 108 ; nếu ký tự là sau biến LAST 108 JNG END_IF ; <= 108 ;end_if 108
; đọc một ký tự 108 END_WHILE: 108 MOV AH,9 ; hàm xuất ký tự 108 CMP FIRST,’[‘ ; FIRST=‘[‘ ? 109 LEA DX,NOCAP_MSG 109 INT 21H 109 CAPS: 109 LEA DX,CAP1_MSG Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 44 109 MOV AH,4CH 109 INT 21h 109 MAIN ENDP 109 END MAIN 109 4.1 Các lệnh logic 110 AND 1111 0000 110 OR 1111 0000 111 XOR 1111 0000 111 4.1.1 Lệnh AND,OR và XOR 111 Giải : Dùng lệnh AND với mặt nạ 0111111=7Fh 112 Giải : Dùng lệnh OR với mặt nạ 10000001 =81h 113 XOR DX,8000h 113 Đổi một số dưới dạng ASCII thành một số 113 SUB AL,30h 113 AND AL,0Fh 113 Đổi chữ thường thành chữ hoa 113 SUB DL,20h 114
11011111= DF h 114 Xóa một thanh ghi 114 MOV AX,0 114 Thay cho lệnh 115 4.1.2 Lệnh NOT 115 4.1.3 Lệnh TEST 116 TEST destination,source 116 TEST destination,mask 116 Ví dụ : Nhảy tới nhãn BELOW nếu AL là một số chẳn 116 4.2 Lệnh SHIFT 117 4.2.1 Lệnh dịch trái ( left shift ) 117 Nhân bằng lệnh SHL 118 AX=FFFFh= -1 thì sau khi dịch trái 3 lần AX=FFF8h = -8 119 SHL BL,CL 119 4.2.2 Lệnh dịch phải ( Right Shift ) 119 Chia có dấu và không dấu 121 MOV AX,65134 121 MOV CL,2 121 Ví dụ : Nếu AL = -15 , cho biết AL sau khi lệnh 121 4.3 Lệnh quay ( Rotate) 121 TOP: 123 LOOP TOP 123 CF 123 CF 124 Anh hưởng của lệnh quay lên các cờ 125
MOV CX,8 ;số lần lặp 125 4.4.1 Nhập số nhị phân 126 Clear BX 126 XOR BX,BX ; Xoá BX 127 WHILE_: 127 CMP AL,0DH ; ký tự là CR? 127 END_WHILE: 127 4.4.2 Xuất số nhị phân 127 Giả sử cần xuất số nhị phân trên BX ( 16 bit) . Thuật toán có thể viết như sau 127 FOR 16 times DO 127 END_FOR 128 Đoạn mã để xuất số nhị phân có thể xem như bài tập 128 4.4.3 Nhập số HEX 128 Nhập số hex bao gồm các số từ 0 đến 9 và các 128 Clear BX 128 WHILE_: 129 CMP AL,0Dh ; character <>CR? 129 JG LETTER ; no , a letter 129 AND AL,0Fh ; convert digit to binary 129 LETTER: 130 ; insert value into BX 130 BX 130 4.4.4 Xuất số HEX 130 Để xuất số hex trên BX ( 16 bit = 4 digit hex) có 130 FOR 4 times DO 130
Shift DL 4 times to right 131 IF DL < 10 131 END_FOR 131 Phần code cho thuật toán này xem như bài tập . 131 5.1 Ngăn xếp 131 .STACK 100h 132 OFFSET 132 00FO 132 AX=1234 BX=5678 SP=0100 133 Hình 4.1 : STACK EMPTY 133 Lệnh PUSH và PUSHF 133 OFFSET 134 00FO 134 AX=1234 BX=5678 SP=00FE 134 Hình 5-2 : STACK sau khi thực hiện lệnh PUSH AX 134 OFFSET 134 00FO 134 Lệnh POP và POPF 135 POP destination ; lấy số liệu tại đỉnh stack ra destination 135 5.2 Ưng dụng của stack 136 Display a ‘? ’ 136 END_FOR 136 TITLE PGM5-1 : REVERSE INPUT 137 INT 21H 137 CMP AL,0DH 137
JE END_WHILE 137 ; lặp CX lần 138 ; end_for 138 EXIT: 138 MOV AH,4CH 138 INT 21H 138 END MAIN 139 5.3 Thủ tục ( Procedure) 139 Khai báo thủ tục 140 Hình 5-1 : Gọi thủ tục và trở về 141 5.4 CALL & RETURN 141 MAIN PROC 142 CALL PROC1 142 IP=SP+N 143 IP 0010 143 00FE 143 SP 143 Hình 5-2 a : Trước khi CALL 143 0012 144 Hình 5-2 b : Sau khi CALL 144 MAIN PROC 144 CALL PROC1 144 RET 145 MAIN PROC 145 CALL PROC1 145
0012 145 Hình 5-2 c : Trước khi RET 146 IP 0012 146 00FE 146 STACK SEGMENT 146 Hình 5-2 d : Sau khi RET 146 5.5 Ví dụ về thủ tục 146 MAIN PROC 147 CALL PROC1 147 RET 147 MAIN PROC 147 CALL PROC1 147 END_IF 148 TITLE PGM5-1: MULTIPLICATION BY ADD AND SHIFT 148 MULTIPLY ENDP 150 END MAIN 150 6.1 Lệnh MUL và IMUL 151 Nhân có dấu và nhân không dấu 151 Phép nhân kiểu byte 152 SF,ZF ,AF,PF : không xác định 152 =1 trong các trường hợp khác 152 = 1 trong các trường hợp khác 152 INSTRUCTION Dec product Hex Product DX AX CF/OF 153 Ví dụ 2 : Giả sử rằng AX=FFFFh và BX=FFFFh 153 INSTRUCTION Dec product Hex Product DX AX CF/OF 153
MUL BX 4294836225 FFFE0001 FFFE 0001 1 153 Ví dụ 3 : Giả sử rằng AX=0FFFh 153 INSTRUCTION Dec product Hex Product DX AX CF/OF 153 Ví dụ 4 : Giả sử rằng AX=0100h và CX=FFFFh 153 INSTRUCTION Dec product Hex Product DX AX CF/OF 153 Ví dụ 5 : Giả sử rằng AL=80h và BL=FFh 154 INSTRUCTION Dec product Hex Product AH AL CF/OF 154 6.2 Ưng dụng đơn giản của lệnh MUL và IMUL 154 Giải : Định nghiã của N! là 155 FACTORIAL PROC 155 RET 156 6.3 Lệnh DIV và IDIV 156 Toán hạng từ 156 Divide Overflow 156 Ví dụ 1 : Giả sử DX = 0000h , AX = 0005h và BX = 0002h 157 Instruction Dec Quotient Dec Remainder AX DX 157 Instruction Dec Quotient Dec Remainder AX DX 157 Instruction Dec Quotient Dec Remainder AX DX 157 Instruction Dec Quotient Dec Remainder AX DX 157 6.4 Mở rộng dấu của số bị chia 158 Phép chia với toán hạng từ 158 Phép chia với toán hạng byte 158 Ví dụ : Chia một số có dấu trong biến byte XBYTE cho -7 159 6.5 Thủ tục nhập xuất số thập phân 159 Divide 24618 by 10 . Qoutient = 2461 , remainder = 8 161
Divide 2461 by 10 . Qoutient = 246 , remainder = 1 161 Divide 24 by 10 . Qoutient = 2 , remainder = 4 161 OUTDEC PROC 161 JGE @END_IF1 ; NO , AX>0 162 Toán tử giả INCLUDE 163 INCLUDE filespec 164 INCLUDE A:\PGM6_1.ASM 164 TITLE PGM6_2 : DECIMAL OUTPUT 164 Print a question mask 166 END_CASE 166 REPEAT 166 THEN 167 ELSE 167 IND_IF 167 Thủ tục có thể mã hoá như sau ( ghi vào đĩa A : với tên là PGM6_2.ASM) 167 INDEC PROC 167 JMP @REPEAT2 ; start processing characters 168 MOV CX,1 168 INT 21H 168 ; if character is between ‘0’ to ‘9’ 169 POP DX 170 TEST INDEC 170 7.1 Mảng một chiều 172 Index 172 MSG DB ‘abcde’ 173
W DW 10,20,30,40,50,60 173 Offset address Symbolic address Decimal content 173 GAMMA DW 100 DUP (0) ; tạo một mảng 100 từ mà giá trị 174 LINE DB 5,4,3 DUP (2, 3 DUP (0) ,1) 174 LINE DB 5,4,2,0,0,0,1,2,0,0,0,1,2,0,0,0,1 174 Vị trí các phần tử của một mảng 174 Phần tử thứ 10 là W[10] có địa chỉ là W+9x2=W+18 175 Phần tử thứ 25 là W[25] có địa chỉ là W+24x2=W+48 175 7.2 Các chế độ địa chỉ ( addressing modes) Chương 7 : Mảng và các chế độ địa chỉ 82 176 7.2.1 Chế độ địa chỉ gián tiếp bằng thanh ghi 176 Thanh ghi nội dung offset nội dung bộ nhớ 177 W DW 10,20,30,40,50,60,70,80,90,100 178 XOR AX,AX ; xoá AX 178 REVERSE PROC 179 7.2.2 Chế độ địa chỉ chỉ số và cơ sở 180 Ví dụ : Giả sử rằng W là mảng từ và BX chưá 4 . Trong lệnh 181 MOV AX, [W+BX] 181 MOV AX, [BX+W] 181 MOV AX, W+[BX] 181 MOV AX, [BX]+W 181 MOV AX,[2+SI] 182 MOV AX,2+[SI] 182 MOV AX,[SI]+2 182 MSG DB ‘co ty lo lo ti ca ’ 184
7.2.3 Toán tử PTR và toán tử giả LABEL 184 MSG DB ‘this is a message’ 185 DOLLARS DB 1AH 186 CENTS DB 52H 186 Toán tử giả LABEL 186 MONEY LABEL WORD 186 MOV AX, MONEY 186 7.2.4 Chiếm đoạn ( segment override) 187 7.2.5 Truy xuất đoạn stack 188 7.3 Sắp xếp số liệu trên mảng 188 A[N-1} 189 A[2} 189 Position 1 2 3 4 5 189 Thuật toán 189 SELECT PROC 191 LOOP FIND_BIG 192 7.4 Mảng 2 chiều 193 Giả sử mảng B chứa 10,20,30,40 trên dòng 1 194 B DW 10,20,30,40 194 DW 50,60,70,80 194 DW 90,100,110,120 194 B DW 10,50,90 194 DW 20,60,100 194 DW 30,70,110 195 Hai phần tử trên một cốt cách nhau bao nhiêu bytes 196
7.5 Chế độ địa chỉ chỉ số cơ sở 196 Ví dụ , giả sử W là biến từ , BX=2 và SI =4 . Lệnh 196 MOV AX,[W+BX+SI] 197 MOV AX,W[BX+SI] 197 1) Dòng i bắt đầu tại A+(i-1)xNx2 . Như vậy dòng 3 bắt đầu tại A+(2-1)x7x2 197 2) Cột j bắt đầu tại điạ chỉ A + (j-1)x2 . Vậy cột 4 bắt đầu tại điạ chỉ A+(4- 198 7.6 Ưng dụng để tính trung bình 198 Tên Sinh 198 TITLE PGM7_4 : CLASS AVERAGE 199 FIVE DB 5 200 SCORES DW 67,45,98,33 ; MARY 200 DW 70,56,87,44 ;SCOTT 200 DW 82,72,89,40 ;GEORGE 200 MOV AX,@DATA 200 MOV DS,AX 200 ;J=4 200 ; Tổng điểm trên cột j 200 ADD AX , SCORES[BX+SI] 200 DIV FIVE ; AX = AX/5 201 7.7 Lệnh XLAT 201 DB 041h , 042h ,043h , 044h, 045h , 046h 202 MOV AL,0Ch ; số cần biến đổi 202 Ví dụ : Mã hoá và giải mã một thông điệp mật 202 Nhắc nhở người dùng nhập vào một thông điệp 203 TITLE PGM7_5 : SECRET MESSAGE 203
XQPOGHZBCADEIJUVFMNKLRSTWY’ 204 CODED DB 80 dup (‘$’) ; 80 ký tự được gõ vào 204 ‘JHIKLQEFMNTURSDCBVWXOPYAZG’ 204 DB 37 DUP (‘ ‘) 204 PROMPT DB ‘ENTER A MESSAGE :’,0DH,0AH,’$’ 204 LEA BX,CODE_KEY ; BX chỉ tới CODE_KEY 204 WHILE_: 205 MOV AH,4CH 206 INT 21H 206 DB 37 DUP (‘ ‘) 206 DECODE_KEY DB 65 DUP (‘ ‘), ‘JHIKLQEFMNTURSDCBVWXOPYAZG’ 207 DB 37 DUP (‘ ‘) 207
Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 1 Chương 1 : CƠ BẢN VỀ HỢP NGỮ Trong chương này sẽ giới thiệu những nguyên tắc chung để tạo ra , dịch và chạy một chương trình hợp ngữ trên máy tính . Cấu trúc ngữ pháp của lệnh hợp ngữ trong giáo trình này được trình bày theo Macro Assembler ( MASM) dựa trên CPU 8086 . 1.1 Cú pháp lệnh hợp ngữ Một chương trình hợp ngữ bao gồm một loạt các mệnh đề ( statement) được viết liên tiếp nhau , mỗi mệnh đề được viết trên 1 dòng . Một mệnh đề có thể là : · một lệnh ( instruction) : được trình biên dịch ( Assembler =ASM) chuyển thành mã máy. · một chỉ dẫn của Assembler ( Assembler directive) : ASM không chuyển thành mã máy Các mệnh đề của ASM gồm 4 trường : Name Operation Operand(s) Comment các trường cách nhau ít nhất là một ký tự trống hoặc một ký tự TAB ví dụ lệnh đề sau : START : MOV CX,5 ; khơỉ tạo thanh ghi CX Sau đây là một chỉ dẫn của ASM :
MAIN PROC ; tạo một thủ tục có tên là MAIN 1.1.1 Trường Tên ( Name Field) Trường tên được dùng cho nhãn lệnh , tên thủ tục và tên biến . ASM sẽ chuyển tên thành địa chỉ bộ nhớ . Tên có thể dài từ 1 đến 31 ký tự . Trong tên chứa các ký tự từ a-z , các số và các ký tự đặc biệt sau : ? ,@ , _ , $ và dấu . Không được phép có ký tự trống trong phần tên . Nếu trong tên có ký tự . thì nó phải là ký tự đầu tiên . Tên không được bắt đầu bằng một số . ASM không phân biệt giữa ký tự viết thường và viết hoa . Sau đây là các ví dụ về tên hợp lệ và không hợp lệ trong ASM . Tên hộp lệ Tên không hợp lệ COUNTER1 TWO WORDS @CHARACTER 2ABC SUM_OF_DIGITS A45.28 DONE? YOU&ME .TEST ADD-REPEAT Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 2 1.1.2 Trường toán tử ( operation field) Đối với 1 lệnh trường toán tử chưá ký hiệu ( sumbol) của mã phép toán ( operation code = OPCODE) .ASM sẽ chuyển ký hiệu mã phép toán thành mã máy .
Thông thường ký hiệu mã phép toán mô tả chức năng của phép toán , ví dụ ADD , SUB , INC , DEC , INT Đối với chỉ dẫn của ASM , trường toán tử chưá một opcode giả (pseudo operation code = pseudo-op) . ASM không chuyển pseudo-op thành mã máy mà hướng dẫn ASM thực hiện một việc gì đó ví dụ tạo ra một thủ tục , định nghĩa các biến 1.1.3 Trường các toán hạng ( operand(s) field) Trong một lệnh trường toán hạng chỉ ra các số liệu tham gia trong lệnh đó. Một lệnh có thể không có toán hạng , có 1 hoặc 2 toán hạng . Ví dụ : NOP ; không có toán hạng INC AX ; 1 toán hạng ADD WORD1,2 ; 2 toán hạng cộng 2 với nội dung của từ nhớ WORD1 Trong các lệnh 2 toán hạng toán hạng đầu là toán hạng đích ( destination operand) . Toán hạng đích thường làthanh ghi hoặc vị trí nhớ dùng để lưu trữ kết quả . Toán hạng thứ hai là toán hạng nguồn . Toán hạng nguồn thường không bị thay đổi sau khi thực hiện lệnh . Đối với một chỉ dẫn của ASM , trường toán hạng chứa một hoặc nhiều thông tin mà ASM dùng để thực thi chỉ dẫn . 1.1.4 Trường chú thích ( comment field) Trường chú thích là một tuỳ chọn của mệnh đề trong ngôn ngữ ASM . Lập
trình viên dùng trường chú thích để thuyết minh về câu lệnh . Điều này là cần thiết vì ngôn ngữ ASM là ngôn ngữ cấp thấp ( low level) vì vậy sẽ rất khó hiểu chương trình nếu nó không được chú thích một cách đầy đủ và rỏ ràng . Tuy nhiên không nên có chú thích đối với mọi dòng của chương trình , kể cả nnhững lệnh mà ý nghĩa của nó đã rất rỏ ràng như : NOP ; không làm chi cả Người ta dùng dấu chấm phẩy (;) để bắt đầu trường chú thích . ASM cũng cho phép dùng toàn bộ một dòng cho chú thích để tạo một khoảng trống ngăn cách các phần khác nhau cuả chương trình ,ví dụ : ; ; khởi tạo các thanh ghi ; MOV AX,0 MOV BX,0 1.2 Các kiểu số liệu trong chương trình hợp ngữ Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 3 CPU chỉ làm việc với các số nhị phân . Vì vậy ASM phải chuyển tất cả các loại số liệu thành số nhị phân . Trong một chương trình hợp ngữ cho phép biểu diễn số liệu dưới dạng nhị phân , thập phân hoặc thập lục phân và thậm chí là cả ký tự nửa .
1.2.1 Các số Một số nhị phân là một dãy các bit 0 và 1 va 2phải kết thúc bằng h hoặc H Một số thập phân là một dãy các chữ só thập phân và kết thúc bởi d hoặc D ( có thể không cần) Một số hex phải bắt đầu bởi 1 chữ số thập phân và phải kết thúc bởi h hoặc H . Sau đây là các biểu diễn số hợp lệ và không hợp lệ trong ASM : Số Loại 10111 thập phân 10111b nhị phân 64223 thập phân -2183D thập phân 1B4DH hex 1B4D số hex không hợp lệ FFFFH số hex không hợp lệ 0FFFFH số hex 1.2.2 Các ký tự Ký tự và một chuỗi các ký tự phải được đóng giữa hai dấu ngoặc đơn hoặc hai dấu ngoặc kép . Ví dụ ‘A’ và “HELLO” . Các ký tự đều được chuyển thành mã ASCII bởi ASM . Do đó trong một chương trình ASM sẽ xem khai báo ‘A’ và 41h ( mã ASCII của A) là giống nhau .
1.3 Các biến ( variables) Trong ASM biến đóng vai trò như trong ngôn ngữ cấp cao . Mỗi biến có một loại dữ liệu và nó được gán một địa chỉ bộ nhớ sau khi dịch chương trình . Bảng sau đây liệt kê các toán tử giả dùng để định nghĩa các loại số liệu . PSEUDO-OP STANDS FOR DB define byte DW define word ( doublebyte) DD define doubeword ( 2 từ liên tiếp) DQ define quadword ( 4 từ liên tiếp ) DT define tenbytes ( 10 bytes liên tiếp) 1.3.1. Biến byte Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 4 Chỉ dẫn của ASM để định nghĩa biến byte có dạng như sau : NAME DB initial_value Ví dụ : ALPHA DB 4 Chỉ dẫn này sẽ gán tên ALPHA cho một byte nhớ trong bộ nhớ mà giá trị ban đầu của nó là 4 . Nếu giá trị của byte là không xác định thì đặt dấu chấm hỏi ( ?) vào giá trị ban đầu . Ví dụ :
BYT DB ? Đối với biến byte vùng giá trị khả dĩ mà nó lưu trữ được là -128 đến 127 đối với số có dấu và 0 đến 255 đối với số không dấu . 1.3.2 Biến từ Chỉ dẫn của ASM để định nghĩa một biến từ như sau : NAME DW initial_value Ví dụ : WRD DW -2 Cũng có thể dùng dấu ? để thay thế cho biến từ có giá trị không xác định . Vùng giá trị của biến từ là -32768 đến 32767 đối với số có dấu và 0 đến 56535 đối với số không dấu . 1.3.3 Mảng ( arrays) Trong ASM một mảng là một loạt các byte nhớ hoặc từ nhớ liên tiếp nhau . Ví dụ để định nghĩa một mảng 3 byte gọi là B_ARRAY mà giá trị ban đầu của nó là 10h,20h và 30h chúng ta có thể viết : B_ARRAY DB 10h,20h,30h B_ARRAY là tên được gán cho byte đầu tiên B_ARRAY+1 là tên của byte thứ hai
B_ARRAY+2 là tên của byte thứ ba Nếu ASM gán địa chỉ offset là 0200h cho mảng B_ARRAY thì nội dung bộ nhớ sẽ như sau : SYMBOL ADDRESS CONTENTS B_ARRAY 200h 10h B_ARRAY+1 201h 20h B_ARRAY+2 202h 30h Chỉ dẫn sau đây sẽ định nghĩa một mảng 4 phần tử có tên là W_ARRAY: W_ARRAY DW 1000,40,29887,329 Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 5 Giả sử mảng bắt đầu tại 0300h thì bộ nhớ sẽ như sau: SYMBOL ADDRESS CONTENTS W_ARRAY 300h 1000d W_ARRAY+2 302h 40d W_ARRAY+4 304h 29887d W_ARRAY+6 306h 329d Byte thấp và byte cao của một từ Đôi khi chúng ta cần truy xuất tới byte thấp và byte cao của một biến từ . Giả sử chúng ta định nghĩa : WORD1 DW 1234h
Byte thấp của WORD1 chứa 34h , còn byte cao của WORD1 chứa 12h Ký hiệu địa chỉ của byte thấp là WORD1 còn ký hiệu địa chỉ của byte cao là WORD1+1 . Chuỗi các ký tự ( character strings) Một mảng các mã ASCII có thể được định nghĩa bằng một chuỗi các ký tự Ví dụ : LETTERS DW 41h,42h,43h tương đương với LETTERS DW ‘ABC ’ Bên trong một chuỗi , ASM sẽ phân biệt chữ hoa và chữ thường . Vì vậy chuỗi ‘abc’ sẽ được chuyển thành 3 bytes : 61h ,62h và 63h. Trong ASM cũng có thể tổ hợp các ký tự và các số trong một định nghĩa . Ví dụ : MSG DB ‘HELLO’, 0AH, 0DH, ‘$’ tương đương với MSG DB 48H,45H,4CH,4Ch,4FH,0AH,0DH,24H 1.4 Các hằng ( constants) Trong một chương trình các hằng có thể được đặt tên nhờ chỉ dẫn EQU (equates) . Cú pháp của EQU là : NAME EQU constant
ví dụ : LF EQU 0AH sau khi có khai báo trên thì LF được dùng thay cho 0Ah trong chương trình . Vì vậy ASM sẽ chuyễn các lệnh : MOV DL,0Ah và MOV DL,LF thành cùng một mã máy . Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 6 Cũng có thể dùng EQU để định nghĩa một chuỗi , ví dụ: PROMPT EQU ‘TYPE YOUR NAME ’ Sau khi có khai báo này , thay cho MSG DB ‘TYPE YOUR NAME ’ chúng ta có thể viết MSG DB PROMPT 1.5 Các lệnh cơ bản CPU 8086 có hàng trăm lệnh , trong chương này ,chúng ta sẽ xem xét 7 lệnh đơn giản của 8086 mà chúng thường được dùng với các thao tác di chuyển số liệu và thực hiện các phép toán số học . Trong phần sau đây , WORD1 và WORD2 là các biến từ , BYTE1 và BYTE2 là các biến byte .
1.5.1 Lệnh MOV và XCHG Lệnh MOV dùng để chuyển số liệu giữa các thanh ghi , giữa 1 thanh ghi và một vị trí nhớ hoặc để di chuyển trực tiếp một số đến một thanh ghi hoặc một vị trí nhớ . Cú pháp của lệnh MOV là : MOV Destination , Source Sau đây là vài ví dụ : MOV AX,WORD1 ; lấy nội dung của từ nhớ WORD1 đưa vào thanh ghi AX MOV AX,BX ; AX lấy nội dung của BX , BX không thay đổi MOV AH,’A’ ; AX lấy giá trị 41h Bảng sau cho thấy các trường hợp cho phép hoặc cấm của lệnh MOV Destination operand source operand General Reg Segment Reg Memory Location Constant General Reg Segment Reg MemoryLocation Constant Y Y Y Y
Y NO Y NO Y Y NO Y NO NO NO NO Lệnh XCHG ( Exchange) dùng để trao đổi nội dung của 2 thanh ghi hoặc của một thanh ghi và một vị trí nhớ . Ví dụ : XCHG AH,BL XCHG AX,WORD1 ; trao đổi nội dung của thanh ghi AX và từ nhớ WORD1. Cũng như lệnh MOV có một số hạn chế đối với lệnh XCHG như bảng sau : Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 7 Destination operand Source operand General Register
Memory Locatin General Memory Memory Location Y Y Y No 1.5.2 Lệnh ADD, SUB, INC , DEC Lệnh ADD và SUB được dùng để cộng và trừ nội dung của 2 thanh ghi , của một thanh ghi và một vị trí nhớ , hoặc cộng ( trừ) một số với (khỏi) một thanh ghi hoặc một vị trí nhớ . Cú pháp là : ADD Destination , Source SUB Destination , Source Ví dụ : ADD WORD1, AX ADD BL , 5 SUB AX,DX ; AX=AX-DX Vì lý do kỹ thuật , lệnh ADD và SUB cũng bị một số hạn chế như bảng sau: Destination operand Source operand General Reg Memory Loacation Gen Memory
Memory Location Constant Y Y Y Y NO Y Việc cộng hoặc trừ trực tiếp giữa 2 vị trí nhớ là không được phép . Để giải quyết vấn đề này người ta phải di chuyển byte ( từ ) nhớ đến một thanh ghi sau đó mới cộng hoặc trừ thanh ghi này với một byte ( từ ) nhớ khác . Ví dụ: MOV AL, BYTE2 ADD BYTE1, AL Lệnh INC ( incremrent) để cộng thêm 1 vào nội dung của một thanh ghi hoặc một vị trí nhớ . Lệnh DEC ( decrement) để giảm bớt 1 khỏi một thanh ghi hoặc 1 vị trí nhớ . Cú pháp của chúng là : INC Destination DEC Destination Ví dụ : INC WORD1 INC AX
DEC BL Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 8 1.5.3 Lệnh NEG ( negative) Lệnh NEG để đổi dấu ( lấy bù 2 ) của một thanh ghi hoặc một vị trí nhớ . Cú pháp : NEG destination Ví dụ : NEG AX ; Giả sử AX=0002h sau khi thực hiện lệnh NEG AX thì AX=FFFEh LƯU Ý : 2 toán hạng trong các lệnh trên đây phải cùng loại ( cùng là byte hoặc từ ) 1.6 Chuyển ngôn ngữ cấp cao thành ngôn ngữ ASM Giả sử A và B là 2 biến từ . Chúng ta sẽ chuyển các mệnh đề sau trong ngôn ngữ cấp cao ra ngôn ngữ ASM . 1.6.1 Mệnh đề B=A MOV AX,A ; đưa A vào AX MOV B,AX ; đưa AX vào B 1.6.2 Mệnh đề A=5-A MOV AX,5 ; đưa 5 vào AX SUB AX,A ; AX=5-A
MOV A,AX ; A=5-A cách khác : NEG A ;A=-A ADD A,5 ;A=5-A 1.6.3 Mệnh đề A=B-2*A MOV AX,B ;Ax=B SUB AX,A ;AX=B-A SUB AX,A ;AX=B-2*A MOV A,AX ;A=B-2*A 1.7 Cấu trúc của một chương trình hợp ngữ Một chương trình ngôn ngữ máy bao gồm mã ( code) , số liệu ( data) và ngăn xếp (stack ) . Mỗi một phần chiếm một đoạn bộ nhớ . Mỗi một đoạn chương trình là được chuyển thành một đoạn bộ nhớ bởi ASM . 1.7.1 Các kiểu bộ nhớ ( memory models) Độ lớn của mã và số liệu trong một chương trình được quy định bởi chỉ dẫn MODEL nhằm xác định kiểu bộ nhớ dùng với chương trình . Cú pháp của chỉ dẫn MODEL như sau : .MODEL memory_model Bảng sau cho thấy các kiểu bộ nhớ : Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 9
MODEL DESCRITION SMALL MEDIUM COMPACT LARGE HUGE code và data nằm trong 1 đoạn code nhiều hơn 1 đoạn , data trong 1 đoạn data nhiều hơn 1 đọan , code trong 1 đoạn code và dayta lớn hơn 1 đoạn , array không qúa 64KB code ,data lớn hớn 1 đoạn , array lớn hơn 64KB 1.7.2 Đoạn số liệu Đoạn số liệu của chương trình chưá các khai báo biến , khai báo hằng Để bắt đầu đoạn số liệu chúng ta dùng chỉ dẫn DATA với cú pháp như sau : .DATA ;khai báo tên các biến , hằng và mãng ví dụ : .DATA WORD1 DW 2 WORD2 DW 5 MSG DB ‘THIS IS A MESSAGE ’ MASK EQU 10010010B
1.7.3 Đoạn ngăn xếp Mục đích của việc khai báo đoạn ngăn xếp là dành một vùng nhớ ( vùng satck) để lưu trữ cho stack . Cú pháp của lệnh như sau : .STACK size nếu không khai báo size thì 1KB được dành cho vùng stack . .STACK 100h ; dành 256 bytes cho vùng stack 1.7.4 Đọan mã Đoạn mã chưá các lệnh của chương trình . Bắt đầu đoạn mã bằng chỉ dẫn CODE như sau : .CODE Bên trong đoạn mã các lệnh thường được tổ chức thành thủ tục (procedure) mà cấu trúc của một thủ tục như sau : name PROC ; body of the procedure name ENDP Sau đây là câú trúc của một chương trình hợp ngữ mà phần CODE là thủ tục có tên là MAIN Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 10 .MODEL SMALL
.STACK 100h .DATA ; định nghĩa số liệu tại đây .CODE MAIN PROC ;thân của thủ tục MAIN MAIN ENDP ; các thủ tục khác nếu có END MAIN 1.8 Các lệnh vào ra CPU thông tin với các ngoại vi thông qua các cổng IO . Lệnh IN và OUT của CPU cho phép truy xuất đến các cổng này . Tuy nhiên hầu hết các ứng dụng không dùng lệnh IN và OUT vì 2 lý do: · các địa chỉ cổng thay đổi tuỳ theo loại máy tính · có thể lập trình cho các IO dễ dàng hơn nhờ các chương trình con ( routine) được cung cấp bởi các hãng chế tạo máy tính Có 2 loại chương trình phục vụ IO là : các routine của BIOS ( Basic Input Output System) và các routine của DOS . Lệnh INT ( interrupt) Để gọi các chương trình con của BIOS và DOS có thể dùng lệnh INT với cú
pháp như sau : INT interrupt_number ở đây interrupt_number là một số mà nó chỉ định một routine . Ví dụ INT 16h gọi routine thực hiện việc nhập số liệu từ Keyboard . 1.8.1 Lệnh INT 21h INT 21h được dùng để gọi một số lớn các các hàm ( function) của DOS . Tuỳ theo giá trị mà chúng ta đặt vào thanh ghi AH , INT 21h sẽ gọi chạy một routine tương ứng . Trong phần này chúng ta sẽ quan tâm đến 2 hàm sau đây : Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 11 FUNCTION NUMBER ROUTINE 1 Single key input 2 Single character output FUNTION 1 : Single key input Input : AH=1 Output:AL= ASCII code if character key is pressed
AL=0 if non character key is pressed Để gọi routine này thực hiện các lệnh sau : MOV AH,1 ; input key function INT 21h ; ASCII code in AL and display character on the screen FUNTION 2 : Display a character or execute a control function Input : AH=2 DL=ASCII code of the the display character or control character Output:AL= ASCII code of the the display character or control character Các lệnh sau sẽ in lên màn hình dấu ? MOV AH,2 MOV DL,’?’ ; character is ‘?’ INT 21H ; display character Hàm 2 cũng có thể dùng để thực hiện chức năng điều khiển .Nếu DL chưá ký tự điều khiển thì khi gọi INT 21h , ký tự điều khiển sẽ được thực hiện . Các ký tự điều khiển thường dùng là : ASCII code (Hex) SYMBOL FUNCTION 7 BEL beep
8 BS backspace 9 HT tab A LF line feed D CR carriage return 1.9 Chương trình đầu tiên Chúng ta sẽ viết một chương trình hợp ngữ nhằm đọc một ký tự từ bàn phím và in nó trên đầu dòng mới . TITLE PGM1: ECHO PROGRAM Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 12 .MODEL SMALL .STACK 100H .CODE MAIN PROC ; display dấu nhắc MOV AH,2 MOV DL,’?’ INT 21H ; nhập 1 ký tự MOV AH,1 ; hàm đọc ký tự INT 21H ; ký tự được đưa vào AL MOV BL,AL ; cất ký tự trong BL ; nhảy đến dòng mới
MOV AH,2 ; hàm xuất 1 ký tự MOV DL,0DH ; ký tự carriage return INT 21H , thực hiện carriage return MOV DL,0AH ; ký tự line feed INT 21H ; thực hiện line feed ; xuất ký tự MOV DL,BL ; đưa ký tự vào DL INT 21H ; xuất ký tự ; trở về DOS MOV AH,4CH ; hàm thoát về DOS INT 21H ; exit to DOS MAIN ENDP END MAIN 1.10 Tạo ra và chạy một chương trình hợp ngữ Có 4 bước để tạo ra và chạy một chương trình hợp ngữ là : · Dùng một trình soạn thảo văn bản để tạo ra tập tin chương trình nguồn ( source program file ) . · Dùng một trình biên dịch (Assembler ) để tạo ra tập tin đối tượng (object file) ngôn ngữ máy
· Dùng trình LINK để liên kết một hoặc nhiều tập tin đối tượng rồi tạo ra file thực thi được . · Cho thực hiện tập tin EXE hoặc COM . Bước 1 : Tạo ra chương trình nguồn Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 13 Dùng một trình soạn thảo văn bản (NC chẳng hạn) để tạo ra chương trình nguồn .Ví dụ lất tên là PGM1.ASM. Phần mở rộng ASM là phần mở rộng quy ước để Assembler nhận ra chương trình nguồn . Bước 2 :Biên dịch chương trình Chúng ta sẽ dùng MASM ( Microsoft Macro Assembler ) để chuyển tập tin nguồn PGM1.ASM thành tập tin đối tượng ngôn ngữ máy goị là PGM1.OBJ bằng lệnh sau : MASM PGM1; Sau khi in thông tin về bản quyền MASM sẽ kiểm tra file nguồn để tìm lỗi cú pháp . Nếu có lỗi thì MASM sẽ inra số dòng bị lỗi và một mộ tả ngắn về lỗi đó . Nếu không có lỗi thì MASM sẽ chuyển PGM1.ASM thành tậo tin đối tượng ngôn ngữ máy gọi là PGM1.OBJ . Dấu chấm phẩy sau lệnh MASM PGM1 có nghĩa là chúng ta không muốn tạo ra một tập tin đối tượng có tên khác với PGM1 . Nếu không có dấu chấm phẩy sau lệnh thì MASM sẽ yêu cầu chúng ta gõ vào tên của một số tập tin mà nó có thể tạo
ra như hình dưới đây : Object file name [ PGM1.OBJ]: Source listing [NUL.LIST] : PGM1 Cross-reference [NUL.CRF] : PGM1 Tên mặc nhiên là NUL có nghĩa là không tạo ra file tương ứng trừ khi lập trình viên gõ vào tên tập tin . Tập tin danh sách nguồn ( source listing file) : là một tập tin Text có đánh số dòng , trong đó mã hợp ngữ và mã nguồn nằm cạnh nhau . Tập tin này thường dùng để gỡ rối chương trình nguồn vì MASM thông báo lỗi theo số dòng . Tập tin tham chiếu chéo ( Cross -Reference File ) : là 1 tập tin chứa danh sách các tên mà chúng xuất hiện trong chương trình kèm theo số dòng mà tên ấy xuất hiện . Tập tin này đưọc dùng để tìm các biến và nhãn trong một chương trình lớn . Bước 3 : Liên kết chương trình Tập tin đối tượng tạo ra ở bước 2 là một tập tin ngôn ngữ máy nhưng nó không chạy được vì chưa có dạng thích hợp của 1 file chạy . Hơn nữa nó chưa biết chương trình được nạp vào vị trí nào trên bộ nhớ để chạy . Một số địa chỉ dưới dạng
mã máy có thể bị thiếu . Trình LINK sẽ liên kết một hoặc nhiều file đói tượng thành một file chạy duy nhất ( *.EXE ) .Tập tin này có thể được nạp vào bộ nhớ và thi hành . Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 14 Để liên kết chương trình ta gõ : LINK PGM1; Nếu không có dấu chấm phẩy ASM sẽ yêu câù chúng ta gõ vào tên tập tin thực thi . Bước 4 : Chạy chương trình Từ dấu nhắc lệnh có thể chạy chương trình bằng cách gõ tên nó rồi nhấn ENTER . 1.11 Xuất một chuỗi ký tự Trong chương trình PGM1 trên đây chúng ta đã dùng INT 21H hàm 2 và 4 để đọc và xuất một ký tự . Hàm 9 ngắt 21H có thể dùng để xuất một chuỗi ký tự . INT 21H , Function 9 : Display a string Input : DX=offset address of string The string must end with a ‘$’ character Ký tự $ ở cuối chuỗi sẽ không được in lên màn hình . Nếu chuỗi có chứa ký
tự điều khiển thì chức năng điều khiển tương ứng sẽ được thực hiện . Chúng ta sẽ viết 1 chương trình in lên màn hình chuỗi “HELLO!” . Thông điệp HELLO được định nghĩa như sau trong đoạn số liệu : MSG DB ‘HELLO!$’ Lệnh LEA ( Load Effective Address ) LEA destnation , source Ngắt 21h , hàm số 9 sẽ xuất một chuỗi ký tự ra màn hình với điều kiện địa chỉ hiệu dụng của biến chuỗi phải ở trên DX . Có thể thực hiện điều này bởi lệnh : LEA DX,MSG ; đưa địa chỉ offset của biến MSG vào DX Program Segment Prefix ( PSP ) : Phần đầu của đoạn chương trình Khi một chương trình được nạp vào bộ nhớ máy tính , DOS dành ra 256 byte cho cái gọi là PSP . PSP chưá một số thông tin về chương trình đang được nạp trong bộ nhớ . Để cho các chương trình có thể truy xuất tới PSP , DOS đặt số phân đoạn của nó (PSP) trong cả DS và ES trước khi thực thi chương trình . Kết qủa là thanh ghi DS không chứa số đoạn của đoạn số liệu của chương trình . Để khắc phục điều này , một chương trình có chứa đoạn số liệu phải được bắt đầu bởi 2 lệnh sau đây :
MOV AX,@DATA Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 15 MOV DS,AX Ở đây @DATA là tên của đoạn số liệu được định nghĩa bởi DATA . Assembler sẽ chuyển @DATA thành số đoạn . Sau đây là chương trình hoàn chỉnh để xuất chuỗi ký tự HELLO! TITLE PGM2: PRINT STRING PROGRAM .MODEL SMALL .STACK 100H .DATA MSG DB ‘HELLO!$’ .CODE MAIN PROC ; initialize DS MOV AX,@DATA MOV DS,AX ; display message LEA DX,MSG MOV AH,9 INT 21H ; return to DOS MOV AH,4CH
INT 21H MAIN ENDP END MAIN 1.12 Chương trình đổi chữ thường sang chữ hoa Chúng ta sẽ viết 1 chương trình yêu cầu người dùng gõ vào một ký tự bằng chữ thường . Chương trình sẽ đổi nó sang dạng chữ hoa rồi in ra ở dòng tiếp theo . TITLE PGM3: CASE COVERT PROGRAM .MODEL SMALL .STACK 100H .DATA CR EQU 0DH LF EQU 0AH MSG1 DB ‘ENTER A LOWER CASE LETTER:$’ MSG2 DB 0DH,0AH,’IN UPPER CASE IT IS :’ Đề cương bài giảng HỢP NGỮ 16 CHAR DB ?,’$’ ; định nghĩa biến CHAR có giá trị ban đầu chưa ;xác định .CODE
MAIN PROC ; INITIALIZE DS MOV AX,@DATA MOV DS,AX ;PRINT PROMPT USER LEA DX,MSG1 ; lấy thông điệp số 1 MOV AH,9 INT 21H ; xuất nó ra màn hình ;nhập vào một ký tự thường và đổi nó thành ký tự hoa MOV AH,1 ; nhập vào 1 ký tự INT 21H ; cất nó trong AL SUB AL,20H ; đổi thành chữ hoa và cất nó trong AL MOV CHAR, AL ; cất ký tự trong biến CHAR ; xuất ký tự trên dòng tiếp theo LEA DX, MSG2 ; lấy thông điệp thứ 2 MOV AH,9 INT 21H ; xuất chuỗi ký tự thứ hai , vì MSG2 không kết ;thúc bởi ký tự $ nên nó tiếp tục xuất ký tự có trong biến CHAR ;dos exit MOV AH,4CH INT 21H ; dos exit MAIN ENDP END MAIN
Đề cương bài giảng Hợp ngữ 17 Chương 2 : Trạng thái của vi xử lý và các thanh ghi cờ Trong chương này chúng ta sẽ xem xét các thanh ghi cờ của vi xử lý và ảnh hưởng của các lệnh máy đến các thanh ghi cờ như thế nào . Trạng thái của các thanh ghi là căn cứ để chương trình có thể thực hiện lệnh nhảy , rẻ nhánh và lặp . Một phần của chương này sẽ giới thiệu chương trình DEBUG của DOS . 2.1 Các thanh ghi cờ ( Flags register) Điểm khác biệt quan trọng của máy tính so với các thiết bị điện tử khác là khả năng cho các quyết định . Một mạch đặc biệt trong CPU có thể làm các quyết định này bằng cách căn cứ vào trạng thái hiện hành của CPU . Có một thanh ghi đặc biệt cho biết trạng thái của CPU đó là thanh ghi cờ . Bảng 2.1 cho thấy thanh ghi cờ 16 bit của 8086
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 O F D F IF T F S F Z F A F P F C F Bảng 2.1 :Thanh ghi cờ của 8086 Đề cương bài giảng Hợp ngữ 18 Mục đích của các thanh ghi cờ là chỉ ra trạng thái của CPU .Có hai loại cờ là cờ trạng thái ( status flags) và cờ điều khiển (control flags) . Cờ trạng thái phản ánh các
kết qủa thực hiện lệnh của CPU . Bảng 2.2 chỉ ra tên và ký hiệu các thanh ghi cờ trong 8086 . Bit Name Symbol 0 Carry flag CF 2 Parity flag PF 4 Auxiliary carry flag AF 6 Zero flag ZF 7 Sign flag SF 11 Overflow flag OF 8 Trap flag TF 9 Interrrupt flag IF 10 Direction flag DF Bảng 2.2 : Các cờ của 8086 Mỗi bit trên thanh ghi cờ phản ánh 1 trạng thái của CPU . Các cờ trạng thái ( status flags) Đề cương bài giảng Hợp ngữ 19 Các cờ trạng thái phản ánh kết quả của các phép
toán . Ví dụ sau khi thực hiện lệnh SUB AX,AX cờ ZF =1 , nghĩa là kết qủa của phép trừ là zero . Cờ nhớ ( Carry Flag - CF) : CF=1 nếu xuất hiện bit nhớ (carry) từ vị trí MSB trong khi thực hiện phép cộng hoặc có bit mượn ( borrow ) tại MSB trong khi thực hiện phép trừ . Trong các trường hợp khác CF=0 . Cờ CF cũng bị ảnh hưởng bởi lệnh dịch ( Shift) và quay ( Rotate) số liệu . Cờ chẳn lẻ ( Parity Flag - PF) : PF=1 nếu byte thấp của kết qủa có tổng số con số 1 là một số chẳn ( even parity). PF=0 nếu byte thấp là chẳn lẻ lẻ (old parity ). Ví dụ nếu kết qủa là FFFEh thì PF=0 Cờ nhớ phụ ( Auxiliary Carry Flag - AF ) :AF =1 nếu có nhớ ( mượn) từ bit thứ 3 trong phép cộng ( trừ) . Cờ Zero ( Zero Flag -ZF) : ZF=1 nếu kết qủa là số 0 . Cờ dấu ( Sign Flag - SF ) : SF=1 nếu MSB của kết qủa là 1 ( kết qủa là số âm ) . SF=0 nếu MSB=0 Cờ tràn ( Overflow Flag - OF ) : OF=1 nếu xảy ra tràn số trong khi thực hiện các phép toán . Sau đây chúng ta sẽ phân tích các trường hợp xảy ra tràn trong khi thực hiện tính toán . Hiện tượng tràn số liên quan đến việc biễu diễn số trong máy tính với một số hữu hạn các bit . Các số thập phân có dấu biễu diễn bởi 1 byte là -
128 đến +127 . Nếu biễu diễn bằng 1 từ (16 bit) thì các số thập phân có thể biễu diễn là -32768 đến +32767 . Đối với các số không dấu , dải các số có thể biễu diễn trong Đề cương bài giảng Hợp ngữ 20 một từ là 0 đến 65535 , trong một byte là 0 đến 255 . Nếu kết qủa của một phép toán vượt ra ngoài dãi số có thể biễu diễn thì xảy ra sự tràn số . Khi có sự tràn số kết qủa thu được sẽ bị sai . 2.2 Tràn ( overflow) Có 2 loại tràn số : Tràn có dấu ( signed overflow) và tràn không dấu ( unsigned overflow) . Khi thực hiện phép cộng số học chẳng hạn phép cộng , sẽ xảy ra 4 khả năng sau đây : 1) không tràn 2) chỉ tràn dấu 3) chỉ tràn không dấu 4) tràn cả dấu và không dấu Ví dụ của tràn không dấu là phép cộng ADD AX,BX với AX=0FFFFh , BX=0001h .Kết qủa dưới dạng nhị phân là :
1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0001 10000 0000 0000 0000 Nếu diễn giải kết qủa dưới dạng không dấu thì kết qủa là đúng ( 10000h=65536) . Nhưng kết qủa đã vượt quá độ lớn của từ nhớ . Bit 1 ( bit nhớ từ vị trí Đề cương bài giảng Hợp ngữ 21 MSB ) đã xảy ra và kết qủa trên AX =0000h là sai . Sự tràn như thế là tràn không dấu . Nếu xem rằng phép cộng trên đây là phép cộng hai số có dấu thì kết qủa trên AX = 0000h là đúng , vì FFFFh = -1 , còn 0001h = +1 , do đó kết qủa phép cộng là 0 . Vậy trong trường hợp này sự tràn dấu không xảy ra . Ví dụ về sự tràn dấu : giả sử AX = BX = 7FFFh , lệnh ADD AX,BX sẽ cho kết qủa như sau : 0111 1111 1111 1111 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 = FFFE h Biễu diễn có dấu và không dấu của 7FFFh là
3276710 . Như vậy là đối với phép cộng có dấu cũng như không dấu thì kết qủa vẫn là 32767 + 32767 = 65534 . Số này(65534) đã vượt ngoài dãi giá trị mà 1 số 16 bit có dấu có thể biễu diễn . Hơn nửa FFFEh = -2 . Do vậy sự tràn dấu đã xảy ra . Trong trường hợp xảy ra tràn , CPU sẽ biểu thị sự tràn như sau : · CPU sẽ set OF =1 nếu xảy ra tràn dấu · CPU sẽ set CF = 1 nếu xảy ra tràn không dấu Sau khi có tràn , một chương trình hợp lý sẽ được thực hiện để sửa sai kết qủa ngay lập tức . Các lập trình viên sẽ chỉ phải quan tâm tới cờ OF hoặc CF nếu biễu Đề cương bài giảng Hợp ngữ 22 diễn số của họ là có dấu hay không dấu một cách tương ứng . Vậy thì làm thế nào để CPU biết được có tràn ? · Tràn không dấu sẽ xảy ra khi có một bit nhớ ( hoặc mượn ) từ MSB · Tràn dấu sẽ xảy ra trong các trường hợp sau : a) Khi cộng hai số cùng dấu , sự tràn dấu xảy ra khi tổng có dấu khác với hai toán hạng ban đầu . Trong ví dụ 2 , cộng hai số 7FFFh +7FFFh ( hai số dương ) nhưng kết qủa là FFFFh ( số âm)
b) Khi trừ hai số khác dấu ( giống như cộng hai số cùng dấu) kết qủa phải có dấu hợp lý .Nếu kết qủa cho dấu không như mong đợi thì có nghĩa là đã xảy ra sự tràn dấu . Ví dụ 8000h - 0001h = 7FFFh ( số dương ) . Do đó OF=1 . Vậy làm thế nào để CPU chỉ ra rằng có tràn ? · OF=1 nếu tràn dấu · CF=1 nếu tràn không dấu Làm thế nào để CPU biết là có tràn ? · Tràn không dấu xảy ra khi có số nhớ ( carry) hoặc mượn ( borrow) từ MSB · Tràn dấu xảy ra khi cộng hai số cùng dấu ( hoặc trừ 2 số khác dấu ) mà kết qủa với dấu khác với dấu mong đợi . Phép cộng hai số có dấu khác nhau không thể xảy ra sự tràn . Trên thực tế CPU dùng phương pháp sau : cờ OF=1 nếu số nhớ vào và số nhớ ra từ MSB là không phù hợp : Đề cương bài giảng Hợp ngữ 23 nghĩa là có nhớ vào nhưng không có nhớ ra hoặc có nhớ ra nhưng không có nhớ vào . Cờ điều khiển ( control flags)
Có 3 cở điều khiển trong CPU , đó là : · Cờ hướng ( Direction Flag = DF) · Cờ bẫy ( Trap flag = TF) · Cờ ngắt ( Interrupt Flag = IF) Các cờ điều khiển được dùng để điều khiển hoạt động của CPU Cờ hướng (DF) được dùng trong các lệnh xử lý chuỗi của CPU . Mục đích của DF là dùng để điều khiển hướng mà một chuỗi được xử lý . Trong các lệnh xử lý chuỗi hai thanh ghi DI và SI được dùng để địa chỉ bộ nhớ chứa chuỗi . Nếu DF=0 thì lệnh xử lý chuỗi sẽ tăng địa chỉ bộ nhớ sao cho chuỗi được xử lý từ trái sang phải Nếu DF=1 thì địa chỉ bộ nhớ sẽ được xử lý theo hướng từ phải sang trái . 2.3 Các lệnh ảnh hưởng đế cờ như thế nào Tại một thời điểm , CPU thực hiện 1 lệnh , các cờ lần lượt phản ánh kết qủa thực hiện lệnh . Dĩ nhiên có một số lệnh không làm thay đổi một cờ nào cả hoặc thay đổi chỉ 1 vài cờ hoặc làm cho một vài cờ có trạng thái Đề cương bài giảng Hợp ngữ 24 không xác định . Trong phần này chúng ta chỉ xét ảnh
hưởng của các lệnh ( đã nghiên cứu ở chương trước ) lên các cờ như thế nào . Bảng sau đây cho thấy ảnh hưởng của các lệnh đến các cờ : INSTRUCTION AFFECTS FLAGS MOV/XCHG NONE ADD/SUB ALL INC/DEC ALL trừ CF NEG ALL (CF=1 trừ khi kết qủa bằng 0 , OF=1 nếu kết qủa là 8000H ) Để thấy rỏ ảnh hưởng của các lệnh lên các cờ chúng ta sẽ lấy vài ví dụ . Ví dụ 1 : ADD AX,AX trong đó AX=BX=FFFFh FFFFh + FFFFh 1FFFEh
Kết qủa chứa trên AX là FFFEh = 1111 1111 1111 1110 Đề cương bài giảng Hợp ngữ 25 SF=1 vì MSB=1 PF=0 vì có 7 ( lẻ) số 1 trong byte thấp của kết qủa ZF=0 vì kết qủa khác 0 CF=1 vì có nhớ 1 từ MSB OF=0 vì dấu của kết qủa giống như dấu của 2 số hạng ban đầu . Ví dụ 2 : ADD AL,BL trong đó AL= BL= 80h 80h + 80h 100h Kết qủa trên AL = 00h SF=0 vì MSB=0 PF=1 vì tất cả các bit đều bằng 0 ZF=1 vì kết qủa bằng 0 CF=1 vì có nhớ 1 từ MSB OF=1 vì cả 2 toán hạng là số âm nhưng kết qủa là
số dương ( có nhớ ra từ MSB nhưng không có nhớ vào ) . Ví dụ 3 : SUB AX,BX trong đó AX=8000h và BX= 0001h 8000h - 0001h Đề cương bài giảng Hợp ngữ 26 7FFFFh = 0111 1111 1111 1111 SF=0 vì MSB=0 PF=1 vì có 8 ( chẳn ) số 1 trong byte thấp của kết qủa ZF=0 vì kết qủa khác 0 CF=0 vì không có mượn OF=1 vì trừ một số âm cho 1 số dương ( tức là cộng 2 số âm ) mà kết qủa là một số dương . Ví dụ 4 : INC AL trong đó AL=FFh Kết qủa trên AL=00h = 0000 0000 SF=0 vì MSB=0 PF=1
ZF=1 vì kết qủa bằng 0 CF không bị ảnh hưởng bởi lệnh INC mặc dù có nhớ 1 từ MSB OF=0 vì hai số khác dấu được cộng với nhau ( có số nhớ vào MSB và cũng có số nhớ ra từ MSB) Ví dụ 5: MOV AX,-5 Kết quả trên BX = -5 = FFFBh Không có cờ nào ảnh hưởng bởi lệnh MOV Đề cương bài giảng Hợp ngữ 27 Ví dụ 6: NEG AX trong đó AX=8000h 8000h =1000 0000 0000 0000 bù 1 =0111 1111 1111 1111 +1 1000 0000 0000 0000 = 8000h Kết qủa trên AX=8000h SF=1 vì MSB=1 PF=1 vì có số chẳn con số 1 trong byte thấp của kết qủa ZF=0 vì kết qủa khác 0
CF=1 vì lệnh NEG làm cho CF=1 trừ khi kết qủa bằng 0 OF=1 vì dấu của kết qủa giống với dấu của toán hạng nguồn . 2.4 Chương trình DEBUG.EXE Debug là một chương trình của DOS cho phép chạy thử các chương trình hợp ngữ . Người dùng có thể cho chạy chương trình từng lệnh 1 từ đầu đến cuối ,trong quá trình đó có thể thấy nội dung các thanh ghi thay đổi như thế nào . Debug cho phép nhập vào một mã hợp ngữ trực tiếp sau đó DEBUG sẽ chuyển thành mã máy và lưu trữ trong bộ nhớ . DEBUG cung cấp khả năng xem nội dung của tất cả các thanh ghi có trong CPU. Đề cương bài giảng Hợp ngữ 28 Sau đây chúng ta sẽ dùng DEBUG để mô tả cách thức mà các lệnh ảnh hưởng đến các cờ như thế nào . Giả sử chúng ta có chương trình hợp ngữ sau : TITLE PGM2_1: CHECK - FLAGS ; dùng DEBUG để kiểm tra các cờ .MODEL SMALL
.STACK 100H .CODE MOV AX,4000H ; AX=4000H ADD AX,AX ; AX=8000H SUB AX,0FFFFH ;AX=8001H NEG AX ; AX=7FFFH INC AX ; AX=8000H MOV AH,4CH ; HÀM THOÁT VỀ DOS INT 21H ; EXIT TO DOS END MAIN ENDP END MAIN Sau khi dịch chương trình , giả sử file chạy là CHECK- FL.EXE trên đường dẫn C:\ASM . Để chạy debug chúng ta gõ lệnh sau : C:\> DEBUG C:\ASM\CHECK-FL.EXE Đề cương bài giảng Hợp ngữ 29 từ lúc này trở đi dấu nhắc làcủa debug ( dấu “_”) , người sử dụng có thể đưa vào các lệnh debug từ dấu nhắc này .
Trước hết có thể xem nội dung các thanh ghi bằng lệnh R(Register) , màn hình sẽ có nội dung như sau : -R AX=0000 BX=0000 CX=001F DX=0000 SP=000A BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=0ED5 ES=0ED5 SS=0EE5 CS=0EE6 IP=0000 NV UP DI PL NZ NA PO NC 0EE6:0000 B80040 MOV AX,4000 Chúng ta thấy tên các thanh ghi và nội dung của chúng ( dưới dạng HEX) trên 3 dòng đầu . Dòng thứ 4 là trạng thái các thanh ghi theo cách biểu thị của debug. Bảng 2-3 là cách mà Debug biểu thị trạng thái của các thanh ghi cờ của CPU . Flag s Set (1) Symbol Clear (0) Symbol CF CY (carry) NC ( no carry) PF PE (even parity) PO ( odd parity) AF AC ( auxiliary
carry) NA ( no auxiliary carry) ZF ZR ( zero) NZ ( non zero) SF NG ( negative) PL ( plus) OF OV ( overflow) NV ( no overflow) DF DN ( down) UP ( up) IF EI ( enable DI ( disable Đề cương bài giảng Hợp ngữ 30 interrupts) interrupts) Bảng 2.3 : Biểu thị trạng trạng các cờ của DEBUG Dòng cuối cùng cho biết giá trị hiện hành của PC (địa chỉ của lệnh sẽ được thực hiện dưới dạng địa chỉ logic ) mã máy của lệnh và nội dung của lệnh tương ứng . Khi chạy chương trình này trên 1 máy tính khác có thể sẽ thấy một điạ chỉ đoạn khác . Chúng ta sẽ dùng lệnh T(Trace) để thi hành từng lệnh của chương trình bắt đầu từ lệnh MOV AX,4000h -T AX=4000 BX=0000 CX=001F DX=0000 SP=000A BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=0ED5 ES=0ED5
SS=0EE5 CS=0EE6 IP=0003 NV UP DI PL NZ NA PO NC 0EE6:0003 03C0 ADD AX,AX Sau khi thực hiện lệnh MOV AX,4000 các cờ không bị thay đổi , chỉ có AX=4000h . Bây giờ chúng ta thực hiện lệnh ADD AX,AX -T AX=8000 BX=0000 CX=001F DX=0000 SP=000A BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=0ED5 ES=0ED5 SS=0EE5 CS=0EE6 IP=0005 OV UP DI NG NZ NA PE NC 0EE6:0005 2DFFFF SUB AX,FFFF Đề cương bài giảng Hợp ngữ 31 Kết qủa của phép cộng là 8000h , do đó SF=1(NG) , OF=1(OV) và PF=1(PE) Bây giờ chúng ta thực hiện lệnh SUB AX,0FFFh -T AX=8001 BX=0000 CX=001F DX=0000 SP=000A BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=0ED5 ES=0ED5 SS=0EE5 CS=0EE6 IP=0008
NV UP DI NG NZ AC PO CY 0EE6:0008 F7D8 NEG AX AX=8000H-FFFFH=8001H Cờ OF=0(NV) nhưng CF=1(CY) vì có mượn từ MSB Cờ PF=0(PO) vì byte thấp chỉ có 1 con số 1. Lệnh tiếp theo sẽ là lệnh NEG AX -T AX=7FFF BX=0000 CX=001F DX=0000 SP=000A BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=0ED5 ES=0ED5 SS=0EE5 CS=0EE6 IP=000A NV UP DI PL NZ AC PE CY 0EE6:000A 40 INC AX AX lấy bù 2 của 8001h là 7FFFh . CF=1(CY) vì lệnh NEG cho kết qủa khác 0. OF=0(NV) vì kết quả khác 8000h Cuối cùng chúng ta thực hiện lệnh INC AX Đề cương bài giảng Hợp ngữ 32
-T AX=8000 BX=0000 CX=001F DX=0000 SP=000A BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=0ED5 ES=0ED5 SS=0EE5 CS=0EE6 IP=000B OV UP DI NG NZ AC PE CY 0EE6:000B B44C MOV AH,4CH OF=1(OV) vì cộng 2 số dương mà kết quả là 1 số âm CF=1(CY) vì lệnh INC không ảnh hưởng tới cờ này . Để thực hiện toàn bộ chương trình chúng ta gõ G(Go) -G Program terminated normally Để thoát khoỉ debug gõ Q(Quit) -Q C:\> Bảng sau đây cho biết một số lệnh debug thường dùng , các tham số để trong ngoặc là tuỳ chọn
COMMAND ACTION D(start (end) (range)) D 100 D CS:100 120 D( DUMP) Liệt kê nội dung các byte dưới dạng HEX Liệt kê 80h bytes bắt đầu từ DS:100h Liệt kê các bytes từ DS:100h đến DS:120 Liệt kê 80h bytes từ byte cuối cùng đã Đề cương bài giảng Hợp ngữ 33 được hiển thị G(=start ) (addr1 addr2 addrn) G G=100 G=100 150 Chạy ( go) lệnh từ vị trí Start với các điểm dừng tại addr1,addr2,addrn Thực thi lệnh từ CS:IP đến hết
Thực thi lệnh từ CS:100h đến hết Thực thi lệnh tại CS:100h dừng tại CS:150h Q Quit debug and return to DOS R(register) R R AX Xem/ thay đổi nội dung của thanh ghi Xem nội dung tất cả các thnah ghi và cờ Xem và thay đổi nội dung của thanh ghi AX T(=start)(value) T T=100 T=100 5 T 4 Quét “value” lệnh từ vị trí start Trace lệnh tại CS:IP Trace lệnh tại CS:100h
Trace 5 lệnh bắt đầu từ CS:100h Trace 4 lệnh bắt đầu từ CS:IP U(start)(value) U CS:100 110 U 200 L 20 U Unassemble vùng địa chỉ thành lệnh asm Unassemble từ CS:100h đến CS:110h Unassemble 20 lệnh từ CS:200h Unassemble 32 bytes từ bytes cuối cùng được hiển thị A(start) Đưa vào mã hợp ngữ cho 1 địa chỉ hoặc 1 Đề cương bài giảng Hợp ngữ 34 A A CS:100h vùng điạ chỉ
Đưa vào mã hợp ngữ tại CS:IP Đưa vào mã hợp ngữ tại CS:100h Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 28 Chương 3 : CÁC LỆNH ĐIỀU KHIỂN Một chương trình thông thường sẽ thực hiện lần lượt các lệnh theo thứ thự mà chúng được viết ra . Tuy nhiên trong một vài trường hợp cần phải chuyển điều khiển đến 1 phần khác của chương trình . Trong phần này chúng ta sẽ nghiên cứu các lệnh nhảy và lệnh lặp có tính đến cấu trúc của các lệnh này trong các ngôn ngữ cấp cao . 3.1 Ví dụ về lệnh nhảy Để hình dung được lệnh nhảy làm việc như thế nào chúng ta hãy viết chương trình in ra toàn bộ tập các ký tự IBM . TITLE PGR3-1:IBM CHARACTER DISPLAY .MODEL SMALL .STACK 100H
.CODE MAIN PROC MOV AH,2 ; hàm xuất ký tự MOV CX,256 ; số ký tự cần xuất MOV DL,0 ; DL giữ mã ASCII của ký tự NUL ; PRINT_LOOP : INT 21H ;display character INC DL DEC CX JNZ PRINT_LOOP ;nhảy đến print_loop nếu CX# 0 ;DOS EXIT MOV AH,4CH INT 21H MAIN ENDP END MAIN Trong chương trình chúng ta đã dùng lệnh điều khiển Jump if not zero (JNZ) để quay trở lại đoạn chương trình xuất ký tự có nhãn địa chỉ bộ nhớ làPRINT_LOOP
Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 29 3.2 Nhảy có điều kiện Lệnh JNZ là một lệnh nhảy có điều kiện .Cú pháp của một lệnh nhảy có điều kiện là : Jxxx destination-label Nếu điều kiện của lệnh được thỏa mãn thì lệnh tại Destination-label sẽ được thực hiện , nếu điều kiện không thỏa thì lệnh tiếp theo lệnh nhảy sẽ được thực hiện. Đối với lệnh JNZ thì điều kiện là kết qủa của lệnh trước nó phải bằng 0 . Phạm vi của lệnh nhảy có điều kiện . Cấu trúc mã máy của lệnh nhảy có điều kiện yêu cầu destination-label đến ( precede) lệnh nhảy phải không quá 126 bytes . Làm thế nào để CPU thực hiện một lệnh nhảy có điều kiện ? Để thực hiện một lệnh nhảy có điều kiện CPU phải theo dõi thanh ghi cờ. Nếu điều kiện cho lệnh nhảy ( được biểu diễn bởi một tổ hợp trạng thái các cờ ) là đúng thì CPU sẽ điều chỉnh IP đến destination-label sao cho lệnh tại điạ chỉ destination-label được thực hiện .Nếu điều kiện nhảy không thỏa thì IP sẽ không thay đổi , nghĩa là lệnh tiếp theo lệnh nhảy sẽ được thực hiện . Trong chương trình trên đây , CPU thực hiện lệnh JNZ PRINT_LOOP bằng cách khám xét các cờ ZF . Nếu ZF=0 điều khiển được chuyển tới PRINT_LOOP.
Nếu ZF=1 lệnh MOV AH,4CH sẽ được thưc hiện . Bảng 3-1 cho thấy các lệnh nhảy có điều kiện . Các lệnh nhảy được chia thành 3 loại : · nhảy có dấu ( dùng cho các diễn dịch có dấu đối với kết quả) · nhảy không dấu (dùng cho các diễn dịch không dấu đối với kết quả) · nhảy một cờ ( dùng cho các thao tác chỉ ảnh hưởng lên 1 cờ ) Một số lệnh nhảy có 2 Opcode . Chúng ta có thể dùng một trong 2 Opcode , nhưng kết quả thực hiện lệnh là như nhau . Nhảy có dấu SYMBOL DESCRITION CONDITION FOR JUMPS JG/JNLE jump if greater than ZF=0 and SF=OF jump if not less than or equal to JGE/JNL jump if greater than or equal to SF=OF jupm if not less or equal to JL/JNGE jump if lees than jump if not greater or equal SF OF
jump if not greater Nhảy có điều kiện không dấu SYMBOL DESCRITION CONDITION FOR JUMPS JA/JNBE jump if above CF=0 and ZF=0 jump if not below or equal JAE/JNB jump if above or equal CF=0 jump if not below JB/JNA jump if below Cf=1 jump if not above or equal JBE/JNA jump if below or equal CF=1 or ZF=1 jump if not above Nhảy 1 cờ SYMBOL DESCRITION CONDITION FOR JUMPS JE/JZ jump if equal ZF=1
jump if equal to zero JNE/JNZ jump if not equal ZF=0 jump if not zero JC jump if carry CF=1 JNC jump if no carry CF=0 JO jump if overflow OF=1 JNO jump if not overflow OF=0 JS jump if sign negative SF=1 SYMBOL DESCRITION CONDITION FOR JUMPS Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 31 JNS jump if nonnegative sign SF=0 JP/JPE jump if parity even PF=1 JNP/JPO jump if parity odd PF=0
Lệnh CMP ( Compare) Các lệnh nhảy thường lấy kết qủa của lệnh Compare như là điều kiện . Cú pháp của lệnh CMP là : CMP destination, source Lệnh này so sánh toán hạng nguồn và toán hạng đích bằng cách tính hiệu Destinaition - Source . Kết qủa sẽ không được cất giữ . Như vậy là lệnh CMP giống như lệnh SUB , chỉ khác là trong lệnh CMP toán hạng đích không thay đổi . Giả sử chương trình chưá các lệnh sau : CMP AX,BX ;trong đó AX=7FFF và BX=0001h JG BELOW Kết qủa của lệnh CMP AX,BX là 7FFEh . Lệnh JG được thỏa mãn vì ZF=0=SF=OF do đó điều khiển được chuyển đến nhãn BELOW. Diễn dịch lệnh nhảy có điều kiện Ví dụ trên đây về lệnh CMP cho phép lệnh nhảy sau nó chuyển điều khiển đến nhãn BELOW . Đây là ví dụ cho thấy CPU thực hiện lệnh nhảy như thế nào . Chúng thực hiện bằng cách khám xét trạng thaí các cờ .Lập trình viên không cần quan tâm đến các cờ , mà có thể dùng tên của các lệnh nhảy để chuyển điều khiển
đến một nhãn nào đó . Các lệnh CMP AX,BX JG BELOW có nghĩa là nếu AX>BX thì nhảy đến nhãn BELOW Mặc dù lệnh CMP được thiết kế cho các lệnh nhảy . Nhưng lệnh nhảy có thể đứng trước 1 lệnh khác , chẳng hạn : DEC AX JL THERE có nghĩa là nếu AX trong diễn dịch có dấu < 0 thì điều khiển được chuyển cho THERE . Nhảy có dấu so với nhảy không dấu Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 32 Một lệnh nhảy có dấu tương ứng với 1 nhảy không dấu . Ví dụ lệnh nhảy có dấu JG và lệnh nhảy không dấu JA . Việc sử dụng JG hay JA là tuỳ thuộc vào diễn dịch có dấu hay không dấu . Bảng 3-1 cho thấy các lệnh nhảy có dấu phụ thuộc vào trạng thái của các cờ ZF,SF,OF .Các lệnh nhảy không dấu phụ thuộc vào trạng thái của các cờ ZF và CF . Sử dụnh lệnh nhảy không hợp lý sẽ tạo ra kết quả sai . Giả sử rằng chúng ta diễn dịch có dấu .Nếu AX=7FFFh và BX=8000h , các lệnh :
CMP AX,BX JA below sẽ cho kết qủa sai mặc dù 7FFFh > 8000h ( lệnh JA không thực hiện được vì 7FFFFh < 8000h trong diễn dịch không dấu ) Sau đây chúng ta sẽ lấy ví dụ để minh họa việc sử dụng các lệnh nhảy Ví dụ : Giả sử rằng AX và BX chưá các số có dấu . Viết đoạn ct để đặt số lớn nhất vào CX . Giải : MOV CX,AX ; đặt AX vào CX CMP BX,CX ;BX lớn hơn CX? JLE NEXT ; không thì tiếp tục MOV CX,BX ; yes , đặt BX vào CX NEXT: 3.3 Lệnh JMP Lệnh JMP ( jump) là lệnh nhảy không điều kiện . Cú pháp của JMP là JMP destination Trong đó destination là một nhãn ở trong cùng 1 đọan với lệnh JMP . Lệnh JMP dùng để khắc phục hạn chế của các lệnh nhảy có điều kiện ( không quá 126 bytes kể từ vị trí của lệnh nhảy có điều kiện )
Ví dụ chúng ta có đoạn chương trình sau : TOP: ; thân vòng lặp DEC CX JNZ TOP ; nếu CX>0 tiếp tục lặp MOV AX,BX giả sử thân vòng lặp chứa nhiều lệnh mà nó vượt khỏi 126 bytes trước lệnh JNZ TOP . Có thể giải quyết tình trạng này bằng các lệnh sau : TOP: Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 33 ; thân vòng lặp DEC CX JNZ BOTTOM ; nếu CX>0 tiếp tục lặp JMP EXIT BOTTOM: JMP TOP EXIT: MOV AX,BX 3.4 Cấu trúc của ngôn ngữ cấp cao Chúng ta sẽ dùng các lệnh nhảy để thực hiện các cấu trúc tương tự như trong
ngôn ngữ cấp cao 3.4.1 Cấu trúc rẽ nhánh Trong ngôn ngữ cấp cao cấu trúc rẽ nhánh cho phép một chương trình rẽ nhánh đến những đoạn khác nhau tuỳ thuộc vào các điều kiện . Trong phần này chúng ta sẽ xem xét 3 cấu trúc a) IF-THEN Cấu trúc IF-THEN có thể diễn đạt như sau : IF condition is true THEN execute true branch statements END IF Ví dụ : Thay thế giá trị trên AX bằng giá trị tuyết đối của nó Thuật toán như sau : IF AX<0 THEN replace AX by -AX
END-IF Có thể mã hoá như sau : Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 34 ; if AX<0 CMP AX,0 JNL END_IF ; no , exit ;then NEG AX , yes , change sign END_IF : b) IF_THEN_ELSE IF condition is true THEN execute true branch statements ELSE execute false branch statements END_IF Ví dụ : giả sử AL và BL chứa ASCII code của 1 ký tự .Hãy xuất ra màn hình ký tự trước ( theo thứ tự ký tự )
Thuật toán IF AL<= BL THEN display AL ELSE display character in BL END_IF Có thể mã hoá như sau : MOV AH,2 ; chuẩn bị xuất ký tự ;if AL<=BL CMP AL,BL ;AL<=BL? JNBE ELSE_ ; no, display character in BL ;then MOV DL,AL JMP DISPLAY ELSE_: MOV DL,BL DISPLAY: INT 21H END_IF :
Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 35 c) CASE Case là một cấu trúc rẽ nhánh nhiều hướng . Có thể dùng để test một thanh ghi hay , biến nào đo hay một biểu thức mà giá trị cụ thể nằn trong 1 vùng các giá trị Cấu trúc của CASE như sau : CASE expression value_1 : Statements_1 value_2 : Statements_2 . . value_n : Statements_n Ví dụ : Nếu AX âm thì đặt -1 vào BX Nếu AX bằng 0 thì đặt 0 vào BX Nếu AX dương thì đặt 1 vào BX Thuật toán : CASE AX 0 put 1 in BX Có thể mã hoá như sau :
; case AX CMP AX,0 ;test AX JL NEGATIVE ;AX 0 NEGATIVE: MOV BX,-1 JMP END_CASE ZERO: MOV BX,0 JMP END_CASE POSITIVE: MOV BX,1 JMP END_CASE END_CASE : Rẻ nhánh với một tổ hợp các điều kiện Đôi khi tình trạng rẻ nhánh trong các lệnh IF ,CASE cần một tổ hợp các điều kiện dưới dạng : Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 36 Condition_1 AND Condition_2 Condition_1 OR Condition_2
Ví dụ về điều kiện AND : Đọc một ký tự và nếu nó là ký tự hoa thì in nó ra màn hình Thuật toán : Read a character ( into AL) IF ( ‘A’ =‘A’? JNGE END_IF ;no, exit CMP AL,’Z ; char <=‘Z’? JNLE END_IF ; no exit ; then display it MOV DL,AL MOV AH,2 INT 21H
END_IF : Ví dụ về điều kiện OR : Đọc một ký tự , nếu ký tự đó là ‘Y’ hoặc ‘y’ thì in nó lên màn hình , ngược lại thì kết thúc chương trình . Thuật toán Read a charcter ( into AL) IF ( character =‘Y’) OR ( character=‘y’) THEN dispplay it ELSE terminate the program END_IF Code Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 37 ;read a character MOV AH,2 INT 21H ; character in AL ; IF ( character =‘y’ ) OR ( charater = ‘Y’) CMP AL,’y’ ; char =‘y’? JE THEN ;yes , goto display it CMP AL,’Y’ ; char =‘Y’?
JE THEN ; yes , goto display it JMP ELSE_ ;no , terminate THEN : MOV DL,AL MOV AH,2 INT 21H JMP END_IF ELSE_: MOV AH,4CH INT 21h END_IF : 4.3.2 Cấu trúc lặp Một vòng lặp gồm nhiều lệnh được lặp lại , số lần lặp phụ thuộc điều kiện . a) Vòng FOR Lệnh LOOP có thể dùng để thực hiện vòng FOR .Cú pháp của lệnh LOOP như sau : LOOP destination_label Số đếm cho vòng lặp là thanh ghi CX mà ban đầu nó được gán 1 giá trị nào đó . Khi lệnh LOOP được thực hiện CX sẽ tự động giảm đi 1 . Nếu CX chưa bằng 0
thì vòng lặp được thực hiện tiếp tục . Nếu CX=0 lệnh sau lệnh LOOP được thực hiện Dùng lệnh LOOP , vòng FOR có thể thực hiện như sau : ; gán cho cho CX số lần lặp TOP: ; thân của vòng lặp LOOP TOP Ví dụ : Dùng vòng lặp in ra 1 hàng 80 dấu ‘*’ MOV CX,80 ; CX chưá số lần lặp MOV AH,2 ; hàm xuất ký tự Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 38 MOV DL,’*’ ;DL chưá ký tự ‘*’ TOP: INT 21h ; in dấu ‘*’ LOOP TOP ; lặp 80 lần Lưu ý rằng vòng FOR cũng như lệnh LOOP thực hiện ít nhất là 1 lần . Do đo nếu ban đầu CX=0 thì vòng lặp sẽ làm cho CX=FFFH ,tức là thực hiện lặp đến 65535 lần . Để tránh tình trạng này , lệnh JCXZ ( Jump if CX is zero) phải được dùng trước vòng lặp . Lệnh JXCZ có cú pháp như sau : JCXZ destination_label Nếu CX=0 điều khiển được chuyển cho destination_label . Các lệnh sau đây
sẽ đảm bảo vòng lặp không thực hiện nếu CX=0 JCXZ SKIP TOP : ; thân vòng lặp LOOP TOP SKIP : b) Vòng WHILE Vòng WHILE phụ thuộc vào 1 điều kiện .Nếu điều kiện đúng thì thực hiện vòng WHILE . Vì vậy nếu điều kiện sai thì vòng WHILE không thực hiện gì cả . Ví dụ : Viết đoạn mã để đếm số ký tự được nhập vào trên cùng một hàng . MOV DX,0 ; DX để đếm số ký tự MOV AH,1 ;hàm đọc 1 ký tự INT 21h ; đọc ký tự vào AL WHILE_: CMP AL,0DH ; có phải là ký tự CR? JE END_WHILE ; đúng , thoát INC DX ;tăng DX lên 1 INT 21h ; đọc ký tự JMP WHILE_ ; lặp END_WHILE :
c) Vòng REPEAT Cấu trúc của REPEAT là repeat statements until condition Trong cấu trúc repeat mệnh đề được thi hành đồng thời điều kiện được kiểm tra. Nếu điều kiện đúng thì vòng lặp kết thúc . Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 39 Ví dụ : viết đoạn mã để đọc vào các ký tự cho đến khi gặp ký tự trống . MOV AH,1 ; đọc ký tự REPEAT: INT 21h ; ký tự trên AL ;until CMP AL,’ ‘ ; AL=‘ ‘? JNE REPEAT Lưu ý : việc sử dụng REPEAT hay WHILE là tuỳ theo chủ quan của mỗi người . Tuy nhiên có thể thấy rằng REPEAT phải tiến hành ít nhất lần , trong khi đó WHILE có thể không tiến hành lần nào cả nếu ngay từ đầu điều kiện đã bị sai .
3.5 Lập trình với cấu trúc cấp cao Bài toán : Viết chương trình nhắc người dùng gõ vào một dòng văn bản . Trên 2 dòng tiếp theo in ra ký tự viết hoa đầu tiên và ký tự viết hoa cuối cùng theo thứ tự alphabetical . Nếu người dùng gõ vào một ký tự thường , máy sẽ thông báo ‘No capitals’ Kết qủa chạy chương trình sẽ như sau : Type a line of text : TRUONG DAi HOC DALAT First capital = A Last capital = U Để giải bài toán này ta dùng kỹ thuật lập trình TOP-DOWN , nghĩa là chia nhỏ bài toán thành nhiều bài toán con . Có thể chia bài toán thành 3 bài toán con như sau : 1. Xuất 1 chuỗi ký tự ( lời nhắc) 2. Đọc và xử lý 1 dòng văn bản 3. In kết qủa Bước 1: Hiện dấu nhắc . Bước này có thể mã hoá như sau : MOV AH,9 ; hàm xuất chuỗi
LEA DX,PRMOPT ;lấy địa chỉ chuỗi vào DX INT 21H ; xuất chuỗi Dấu nhắc có thể mã hoá như sau trong đoạn số liệu . Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 40 PROMPT DB ‘Type a line of text :’,0DH,0AH,’$’ Bước 2 : Đọc và xử lý một dòng văn bản Bước này thực hiện hầu hết các công việc của chương trình : đọc các ký tự từ bàn phím , tìm ra ký tự đầu và ký tự cuối , nhắc nhở người dùng nếu ký tự gõ vào không phải là ký tự hoa . Có thể biễu diễn bước này bởi thuật toán sau : Read a character WHILE character is not a carrige return DO IF character is a capital (*) THEN IF character precedes first capital Then first capital= character End_if IF character follows last character Then last character = character
End_if END_IF Read a character END_WHILE Trong đó dòng (*) có nghĩa là điều kiện để ký tự là hoa là điều kiện AND IF ( ‘A’ =‘A’? JNGE END_IF ;không phải ký tự hoa thì nhảy đến END_IF CMP AL,’Z’ ; char <= ‘Z’? JNLE END_IF ; không phải ký tự hoa thì nhảy đến END_IF ; thì Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 41 ; nếu ký tự nằm trước biến FIRST ( giá trị ban đầu là‘[‘ : ký tự sau Z )
CMP AL,FISRT ; char = ; thì ký tự viết hoa đầu tiên = ký tự MOV FIRST,AL ; FIRST=character ;end_if CHECK_LAST: ; nếu ký tự là sau biến LAST ( giá trị ban đầu là ‘@’: ký tự trước A) CMP AL,LAST ; char > LAST ? JNG END_IF ; <= ;thì ký tự cuối cùng = ký tự MOV LAST, AL ;LAST = character ;end_if END_IF : ; đọc một ký tự INT 21H ; ký tự trên AL JMP WHILE_ ; lặp END_WHILE: Các biến FIRST và LAST được định nghĩa như sau trong đoạn số liệu : FIRST DB ‘[ $‘ ; ‘[‘ là ký tự sau Z LAST DB ‘@ $ ’ ; ‘@’ là ký tự trước A Bước 3 : In kết qủa
Thuật toán IF no capital were typed THEN display ‘No capital’ ELSE display first capital and last capital END_IF Bước 3 sẽ phải in ra các thông báo : · NOCAP_MSG nếu không phải chữ in · CAP1_MSG chữ in đầu tiên · CAP2_MSG chữ in cuối cùng Chúng được định nghĩa như sau trong đoạn số liệu . NOCAP_MSG DB 0DH,0AH,‘No capitals $’ CAP1_MSG DB 0DH,0AH, ‘First capital= ’ FIRST DB ‘[ $ ’ CAP2_MSG DB 0DH,0AH,‘Last capital=’ Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 42 LAST DB ‘@ $’ Bước 3 có thể mã hoá như sau : ;in kết quả MOV AH,9 ; hàm xuất ký tự
; IF không có chữ hoa nào được nhập thì FIRST =‘[’ CMP FIRST,’[’ ; FIRST=‘[’ ? JNE CAPS ; không , in kết qủa ;THEN LEA DX,NOCAP_MSG INT 21H CAPS: LEA DX,CAP1_MSG INT 21H LEA DX,CAP2_MSG INT 21H ; end_if Chương trình có thể viết như sau : TITLE PGM3-1 : FIRST AND LAST CAPITALS .MODEL SMALL .STACK 100h .DATA PROMPT DB ‘Type a line of text’, 0DH, AH, ‘$’ NOCAP_MSG DB 0DH,0AH, ‘No capitals $’ CAP1_MSG DB 0DH,0AH, ‘First capital=’ FIRST DB ‘[ $’
CAP2_MSG DB ‘Last capital = ’ LAST DB ‘@ $’ .CODE MAIN PROC ; khởi tạo DS MOV AX,@DATA MOV DS,AX ; in dấu nhắc MOV AH,9 ; hàm xuất chuỗi LEA DX,PROMPT ;lấy địa chỉ chuỗi vào DX INT 21H ; xuất chuỗi Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 43 ;đọc và xử lý 1 dòng văn bản MOV AH,1 ; đọc ký tự INT 21H ; ký tự trên AL WHILE : ;trong khi ký tự gõ vào không phải là CR thì thực hiện CMP AL,0DH ; CR? JE END_WHILE ;yes, thoát ; nếu ký tự là hoa CMP AL,’A’ ; char >=‘A’? JNGE END_IF ;không phải ký tự hoa thì nhảy đến END_IF
CMP AL,’Z’ ; char = ; thì ký tự viết hoa đầu tiên = ký tự MOV FIRST,AL ; FIRST=character ;end_if CHECK_LAST: ; nếu ký tự là sau biến LAST CMP AL,LAST ; char > LAST ? JNG END_IF ; <= ;thì ký tự cuối cùng = ký tự MOV LAST, AL ;LAST = character ;end_if END_IF : ; đọc một ký tự INT 21H ; ký tự trên AL JMP WHILE_ ; lặp END_WHILE: ;in kết quả MOV AH,9 ; hàm xuất ký tự
; IF không có chữ hoa nào được nhập thì FIRST =‘[‘ CMP FIRST,’[‘ ; FIRST=‘[‘ ? JNE CAPS ; không , in kết qủa ;Then LEA DX,NOCAP_MSG INT 21H CAPS: LEA DX,CAP1_MSG Chương 3 : Các lệnh lặp và rẽ nhánh 44 INT 21H LEA DX,CAP2_MSG INT 21H ; end_if ; dos exit MOV AH,4CH INT 21h MAIN ENDP END MAIN Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 45 Chương 4 : CÁC LỆNH LOGIC , DỊCH VÀ QUAY Trong chương này chúng ta sẽ xem xét các lệnh mà chúng có thể dùng để
thay đổi từng bit trên một byte hoặc một từ số liệu . Khả năng quản lý đến từng bit thường là không có trong các ngôn ngữ cấp cao ( trừ C ) và đây là lý do giải thích tại sao hợp ngữ vẫn đóng vai trò quan trọng trong khi lập trình . 4.1 Các lệnh logic Chúng ta có thể dùng các lệnh logic để thay đổi từng bit trên byte hoặc trên một từ số liệu . Khi một phép toán logic được áp dụng cho toán hạng 8 hoặc 16 bit thì có thể áp dụng phép toán logic đó trên từng bit để thu được kết qủa cuối cùng . Ví dụ : Thực hiện các phép toán sau : 1. 10101010 AND 1111 0000 2. 10101010 OR 1111 0000 3. 10101010 XOR 1111 0000 4. NOT 10101010 Giải : 1. 10101010 AND 1111 0000 = 1010 0000
2. 10101010 OR 1111 0000 = 1111 1010 3. 1010 1010 XOR 1111 0000 0101 1010 4. NOT 10101010 = 01010101 Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 46 4.1.1 Lệnh AND,OR và XOR Lệnh AND,OR và XOR thực hiện các chức năng đúng như tên gọi của nó . Cú pháp của chúng là : AND destination , source OR destination , source XOR destination , source
Kết qủa của lệnh được lưu trữ trong toán hạng đích do đó chúng phải là thanh ghi hoặc vị trí nhớ . Toán hạng nguồn là có thể là hằng số , thanh ghi hoặc vị trí nhớ . Dĩ nhiên hai toán hạng đều là vị trí nhớ là không được phép . Anh hưởng đến các cờ : Các cờ SF,ZF và PF phản ánh kết qủa AF không xác định CF=OF=0 Để thay đổi từng bit theo ý muốn chúng ta xây dựng toán hạng nguồn theo kiểu mặt nạ ( mask) . Để xây dựng mặt nạ chúng ta sử dụng các tính chất sau đây của các phép toán AND ,OR và XOR : b AND 1 = b b OR 0 = b b XOR 0 = b b AND 0 = 0 b OR 1 = 1 b XOR 1 = not b · Lệnh AND có thể dùng để xóa ( clear) toán hạng đích nếu mặt nạ bằng 0 · Lệnh OR có thể dùng để đặt ( set) 1 cho toán hạng đích nếu mặt nạ bằng 1 · Lệnh XOR có thể dùng để lấy đảo toán hạng đích nếu mặt nạ bằng 1 . Lệnh XOR cũng có thể dùng để xóa nội dung một thanh ghi ( XOR với chính nó ) Ví dụ : Xoá bit dấu của AL trong khi các bit khác không thay đổi Giải : Dùng lệnh AND với mặt nạ 0111111=7Fh AND AL,7Fh ; xóa bit dấu ( dấu + ) của AL Ví dụ : Set 1 cho các bit MSB và LSB của AL , các bit khác không thay đổi .
Giải : Dùng lệnh OR với mặt nạ 10000001 =81h OR AL,81h ; set 1 cho LSB và MSB của AL Ví dụ : Thay đổi bit dấu của DX Giải : Dùng lệnh XOR với mặt nạ 1000000000000000=8000h XOR DX,8000h Các lệnh logic là đặc biệt có ích khi thực hiện các nhiệm vụ sau : Đổi một số dưới dạng ASCII thành một số Giả sử rằng chúng ta đọc một ký tự từ bàn phím bằng hàm 1 ngắt 21h . Khi đó AL chứa mã ASCII của ký tự . Điều này cũng đúng nếu ký tự đó là một số ( digital character) . Ví dụ nếu chúng ta gỏ số 5 thì AL = 35h ( ASCII code for 5) Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 47 Để chứa 5 trên AL chúng ta dùng lệnh : SUB AL,30h Có một cách khác để làm việc này là dùng lệnh AND để xóa nửa byte cao (high nibble = 4 bit cao ) của AL : AND AL,0Fh Vì các số từ 0-9 có mã ASCII từ 30h-39h , nên cách này dùng để đổi mọi số ASCII ra thập phân . Chương trình hợp ngữ đổi một số thập phân thành mã ASCII của chúng được xem như bài tập . Đổi chữ thường thành chữ hoa
Mã ASCII của các ký tự thường từ a-z là 61h-7Ah và mã ASCII của các ký tự hoa từ A-Z là 41h -5Ah . Giả sử DL chưá ký tự thường , để đổi nó thành chữ hoa ta dùng lệnh : SUB DL,20h Nếu chúng ta so sánh mã nhị phân tương ứng của ký tự thường và ký tự hoa thì thấy rằng chỉ cần xóa bit thứ 5 thì sẽ đổi ký tự thường sang ký tự hoa . Character Code Character Code a(61h) 01100001 A (41h) 01000001 b (62h) 01100010 B ( 42h) 01000010 . . z ( 7Ah) 01111010 Z ( 5Ah) 01011010 Có thể xóa bit thứ 5 của DL bằng cách dùng lệnh AND với mặt nạ 11011111= DF h AND DL,0DFh ; đổi ký tự thường trong DL sang ký tự hoa Xóa một thanh ghi Chúng ta có thể dùng lệnh sau để xóa thanh ghi AX : MOV AX,0
hoặc SUB AX,AX XOR AX,AX Lệnh thứ nhất cần 3 bytes trong khi đó 2 lệnh sau chỉ cần 2 bytes . Nhưng lệnh MOV phải được dùng để xoá 1 vị trí nhớ . Kiểm tra một thanh ghi có bằng 0 ? Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 48 Thay cho lệnh CMP AX,0 Người ta dùng lệnh OR CX,CX để kiểm tra xem CX có bằng 0 hay không vì nó làm thay đổi cờ ZF ( ZF=0 nếu CX=0 ) 4.1.2 Lệnh NOT Lệnh NOT dùng để lấy bù 1 ( đảo) toán hạng đích . Cú pháp là : NOT destination Không có cờ nào bị ảnh hưởng bởi lệnh NOT Ví dụ : Lấy bù 1 AX
NOT AX 4.1.3 Lệnh TEST Lệnh TEST thực hiện phép AND giữa toán hạng đích và toán hạng nguồn nhưng không làm thay đổi toán hạng đích . Mục đích của lệnh TEST là để set các cờ trạng thái . Cú pháp của lệnh test là : TEST destination,source Các cờ bị ảnh hưởng của lệnh TEST : SF,ZF và PF phản ánh kết qủa AF không xác định CF=OF=0 Lệnh TEST có thể dùng để khám 1 bit trên toán hạng . Mặt nạ phải chứa bit 1 tại vị trí cần khám , các bit khác thì bằng 0 . Kết quả của lệnh : TEST destination,mask sẽ là 1 tại bit cần test nếu như toán hạng đích chứa 1 tại bit test . Nếu toán hạng đích chứa 0 tại bit test thì kết quả sẽ bằng 0 và do đó ZF=1 . Ví dụ : Nhảy tới nhãn BELOW nếu AL là một số chẳn Giải : Số chẳn có bit thứ 0 bằng 0 , lệnh TEST AL,1 ; AL chẳn ? JZ BELOW ; đúng , nhảy đến BELOW
4.2 Lệnh SHIFT Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 49 Lệnh dịch và quay sẽ dịch các bit trên trên toán hạng đích một hoặc nhiều vị trí sang trái hoặc sang phải . Khác nhau của lệnh dịch và lệnh quay là ở chỗ : các bit bị dịch ra ( trong lệnh dịch ) sẽ bị mất .Trong khi đó đối với lệnh quay , các bit bị dịch ra từ một đầu của toán hạng sẽ được đưa trở lại đầu kia của nó . Có 2 khả năng viết đối với lệnh dịch và quay : OPCODE destination,1 OPCODE destination,CL trong cách viết thứ hai thanh ghi CL chưá N là số lần dịch hay quay . Toán hạng đích có thể là một thanh ghi 8 hoặc 16 bit , hoặc một vị trí nhớ . Các lệnh dịch và quay thường dùng để nhân và chia các sô nhị phân . Chúng cũng được dùng cho các hoạt động nhập xuất nhị phân và hex . 4.2.1 Lệnh dịch trái ( left shift ) Lệnh SHL dịch toán hạng đích sang trái .Cú pháp của lệnh như sau : SHL destination ,1 ; dịch trái dest 1 bit
SHL destination , CL ; dịch trái N bit ( CL chứa N) Cứ mỗi lần dịch trái , một số 0 được thêm vào LSB . CF 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 byte Các cờ bị ảnh hưởng : SF,PF,ZF phản ảnh kết qủa AF không xác định CF= bit cuối cùng được dịch ra OF= 1 nếu kết qủa thay đổi dấu vào lần dịch cuối cùng Ví dụ : Giả sử DH =8Ah và CL=3 . Hỏi giá trị của DH và CF sau khi lệnh SHL DH,CL được thực hiện ? Kết qủa DH=01010000=50h , CF=0 Nhân bằng lệnh SHL Chúng ta hãy xét số 235decimal . Nếu dịch trái 235 một bit và thêm 0 vào bên phải chúng ta sẽ có 2350 . Noí cách khác , khi dịch trái 1 bit chúng ta đã nhân 10. Đối với số nhị phân, dịch trái 1 bit có nghĩa là nhân nó với 2.Ví dụ AL=00000101=5d SHL AL,1 ; AL=00001010=10d SHL AL,CL ; nếu CL=2 thì AL=20d sau khi thực hiện lệnh
Lệnh dịch trái số học ( SAL =Shift Arithmetic Left) Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 50 Lệnh SHL có thể dùng để nhân một toán hạng với hệ số 2 . Tuy nhiên trong trường hợp người ta muốn nhấn mạnh đến tính chất số học của phép toán thì lệnh SAL sẽ được dùng thay cho SHL . Cả 2 lệnh đều tạo ra cùng một mã máy . Một số âm cũng có thể được nhân 2 bằng cách dịch trái . Ví dụ : Nếu AX=FFFFh= -1 thì sau khi dịch trái 3 lần AX=FFF8h = -8 Tràn Khi chúng ta dùng lệnh dịch trái để nhân thì có thể xảy ra sự tràn . Đối với lệnh dịch trái 1 lần , CF và OF phản ánh chính xác sự tràn dấu và tràn không dấu . Tuy nhiên các cờ sẽ không phản ánh chính xác kết qủa nếu dịch trái nhiều lần bởi vì dịch nhiều lần thực chất là một chuỗi các dịch 1 lần liên tiếp và vì vậy các cờ CF và OF chỉ phản ánh kết quả của lần dịch cuối cùng . Ví dụ : BL=80h , CL=2 thì lệnh SHL BL,CL sẽ làm cho CF=OF=0 mặc dù trên thực tế đã xảy ra cả tràn dấu và tràn không dấu . Ví dụ : viết đoạn mã nhân AX với 8 . Giả sử rằng không có tràn . MOV CL,3 ; CL=3 SHL AX,CL ; AX*8 4.2.2 Lệnh dịch phải ( Right Shift )
Lệnh SHR dịch phải toán hạng đích 1 hoặc N lần . SHR destination,1 SHR destination,CL Cứ mỗi lần dịch phải , một số 0 được thêm vào MSB Các cờ bị ảnh hưởng giống như lệnh SHL 0 7 6 5 4 3 2 1 0 CF 1 byte Ví dụ : giả sử DH = 8Ah , CL=2 Lệnh SHR DH,CL ; dịch phải DH 2 lần sẽ cho kết quả như sau : Kết qủa trên DH=22h , CF=1 Cũng như lệnh SAL , lệnh SAR ( dịch phải số học ) hoạt động giống như SHR , chỉ có 1 điều khác là MSB vẫn giữ giá trị nguyên thủy ( bit dấu giữ nguyên) sau khi dịch . Chia bằng lệnh dịch phải Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 51 Lệnh dịch phải sẽ chia 2 giá trị của toán hạng đích . Điều này đúng đối với số chẳn . Đối với số lẻ , lệnh dịch phải sẽ chia 2 và làm tròn xuống số nguyên gần
nó nhất . Ví dụ , nếu BL = 00000101=5 thì khi dịch phải BL=00000010 =2 . Chia có dấu và không dấu Để thực hiện phép chia bằng lệnh dịch phải , chúng ta phải phân biệt giữa số có dấu và số không dấu . Nếu diễn dịch là không dấu thì dùng lệnh SHR , còn nếu diễn dịch có dấu thì dùng SAR ( bit dấu giữ nguyên ) . Ví dụ : dùng lệnh dịch phải để chia số không dấu 65143 cho 4 . Thương số đặt trên AX . MOV AX,65134 MOV CL,2 SHR AX,CL Ví dụ : Nếu AL = -15 , cho biết AL sau khi lệnh SAR AL,1 được thực hiện Giải : AL= -15 = 11110001b Sau khi thực hiện SAR AL ta có AL = 11111000b = -8 4.3 Lệnh quay ( Rotate) Quay trái ( rotate left ) = ROL sẽ quay các bit sang trái , LSB sẽ được thay bằng MSB . Còn CF=MSB CF 7 6 5 4 3 2 1 0
Cú pháp của ROL như sau : ROL destination,1 ROL destination,CL Quay phải ( rotate right ) = ROR sẽ quay các bit sang phải , MSB sẽ được thay bằng LSB . Còn CF=LSB 7 6 5 4 3 2 1 0 CF Cú pháp của lệnh quay phải là Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 52 ROR destination,1 ROR destination,CL Trong các lệnh quay phải và quay trái CF chứa bit bị quay ra ngoài . Ví dụ sau đây cho thấy cách để khám các bit trên một byte hoặc 1 từ mà không làm thay đổi nội dung của nó . Ví dụ : Dùng ROL để đếm số bit 1 trên BX mà không thay đổi nội dung của nó . Kết qủa cất trên AX .
Giải : XOR AX,AX ; xoá AX MOV CX,16 ; số lần lặp = 16 ( một từ ) TOP: ROL BX,1 ; CF = bit quay ra JNC NEXT ; nếu CF =0 thì nhảy đến vòng lặp INC AX ; ngược lại (CF=1) , tăng AX NEXT: LOOP TOP Quay trái qua cờ nhớ ( rotate through carry left ) = RCL . Lệnh này giống như lệnh ROL chỉ khác là cờ nhớ nằm giữa MSB và LSB trong vòng kín của các bit CF 7 6 5 4 3 2 1 0 Cú pháp của của lệnh RCL như sau : RCL destination,1 RCL destination,CL
Quay phải qua cờ nhớ ( rotate through carry right ) = RCR . Lệnh này giống như lệnh ROR chỉ khác là cờ nhớ nằm giữa MSB và LSB trong vòng kín của các bit . Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 53 CF 7 6 5 4 3 2 1 0 Cú pháp của của lệnh RCR như sau : RCR destination,1 RCR destination,CL Ví dụ : Giả sử DH = 8Ah ,CF=1 và CL=3 . Tìm giá trị của DH,CF sau khi lệnh RCR DH,CL được thực hiện
Giải : CF DH Giá trị ban đầu 1 10001010 Sau khi quay 1 lần 0 11000101 Sau khi quay 2 lần 1 01100010 Sau khi quay 3 lần 0 10110001=B1H Anh hưởng của lệnh quay lên các cờ SF,PF và ZF phản ảnh kết quả CF-bit cuối cùng được dịch ra OF=1 nếu kết qủa thay đổi dấu vào lần quay cuối cùng Ưng dụng : Đảo ngược các bit trên một byte hoặc 1 từ .Ví dụ AL =10101111 thì sau khi đảo ngược AL=11110101 . Có thể lặp 8 lần công việc sau :Dùng SHL để dịch bit MSB ra CF , Sau đó dùng RCR để đưa nó vào BL . Đoạn mã để làm việc này như sau : MOV CX,8 ;số lần lặp REVERSE : SHL AL,1 ; dịch MSB ra CF RCR BL,1 ; đưa CF ( MSB) vào BL LOOP REVERSE MOV AL,BL ; AL chứa các bit đã đảo ngược
4.4 Xuất nhập số nhị phân và số hex Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 54 Các lệnh dịch và quay thường được sử dụng trong các hoạt động xuất nhập số nhị phân và số hex. 4.4.1 Nhập số nhị phân Giả sử cần nhập một số nhị phân từ bàn phím , kết thúc là phím CR . Số nhị phân là một chuỗi các bit 0 và 1 . Mỗi một ký tự gõ vào phải được biến đổi thành một bit giá trị ( 0 hoặc 1) rồi tích luỹ chúng trong 1 thanh ghi . Thuật toán sau đây sẽ đọc một số nhị phân từ bàn phím và cất nó trên thanh ghi BX . Clear BX input a character ( ‘0’ or ‘1’) WHILE character<> CR DO convert character to binary value left shift BX insert value into LSB of BX input a character END_WHILE
Đoạn mã thực hiện thuật toán trên như sau : XOR BX,BX ; Xoá BX MOV AH,1 ; hàm đọc 1 ký tự INT 21h ; ký tự trên AL WHILE_: CMP AL,0DH ; ký tự là CR? JE END_WHILE ; đúng , kết thúc AND AL,0Fh ; convert to binary value SHL BX,1 ; dịch trái BX 1 bit OR BL,AL ; đặt giá trị vào BX INT 21h ; đọc ký tự tiếp theo JMP WHILE_ ; lặp END_WHILE: 4.4.2 Xuất số nhị phân Giả sử cần xuất số nhị phân trên BX ( 16 bit) . Thuật toán có thể viết như sau FOR 16 times DO rotate left BX ( put MSB into CF) IF CF=1 Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 55
then output ‘1’ else output ‘0’ END_IF END_FOR Đoạn mã để xuất số nhị phân có thể xem như bài tập . 4.4.3 Nhập số HEX Nhập số hex bao gồm các số từ 0 đến 9 và các ký tự A đến F . Kết qủa chứa trong BX . Để ch o đơn giản chúng ta giả sử rằng : · chỉ có ký tự hoa được dùng · người dùng nhập vào không qúa 4 ký tự hex Thuật toán như sau : Clear BX input character WHILE character<> CR DO
convert character to binary value( 4 bit) left shift BX 4 times insert value into lower 4 bits of BX input character END_WHILE Đoạn mã có thể viết như sau : Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 56 XOR BX,BX ; clear BX MOV CL,4 ; counter for 4 shift MOV AH,1 ; input character ; function INT 21h ; input a chracter AL WHILE_: CMP AL,0Dh ; character <>CR? JE END_WHILE_ ; yes , exit ; convert character to binary value CMP AL,39H ; a character? JG LETTER ; no , a letter ; input is a digit AND AL,0Fh ; convert digit to binary value JMP SHIFT ; go to insert BX
LETTER: SUB AL,37h ; convert letter to binary value SHIFT: SHL BX,CL ; make room for new value ; insert value into BX OR BL,AL ; put value into low 4 bits of BX INT 21H ; input a character JMP WHILE_ END_WHILE: Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 57 4.4.4 Xuất số HEX Để xuất số hex trên BX ( 16 bit = 4 digit hex) có thể bắt đầu từ 4 bit bên trái , chuyển chúng thành một số hex rồi xuất ra màn hình . Thuật toán như sau : FOR 4 times DO move BH to DL
Shift DL 4 times to right IF DL < 10 then convert to character in ‘0’ ’9’ else convert to character in ‘A’ ’F’ END_IF output character ( HAM 2 NGAT 21H) rotate BX left 4 times END_FOR Phần code cho thuật toán này xem như bài tập . Chương 4 : Các lệnh dịch và quay 58 Chương 5 : Ngăn xếp và thủ tục 58 Chương 5 : NGĂN XẾP VÀ THỦ TỤC Đoạn ngăn xếp ( stack segment ) trong chương trình được dùng để cất giử tạm thời số liệu và địa chỉ . Trong chương này chúng ta sẽ xem xét cách tổ chức stack và sử dụng nó để thực hiện các thủ tục ( procedure) . 5.1 Ngăn xếp
Ngăn xếp là cấu trúc dữ liệu 1 chiều . Điều đó có nghĩa là số liệu được đưa vào và lấy ra khỏi stack tại đầu cuối của stack theo nguyên tắc LIFO ( last in first out) . Vị trí tại đó số liệu được đưa vào hay lấy ra gọi là đỉnh của ngăn xếp ( top of stack) .Có thể hình dung satck như một chồng đĩa . Đĩa đưa vào sau cùng nằm tại đỉnh của chồng đĩa . Khi lấy ra , đĩa trên cùng sẽ được lấy ra trước . Một chương trình phải dành ra một khối nhớ cho ngăn xếp . Chúng ta dùng chỉ dẫn .STACK 100h để khai báo kích thước vùng stack là 256 bytes . Khi chương trình được dịch và nạp vào bộ nhớ thanh ghi SS ( stack segment) sẽ chứa địa chỉ đoạn stack . Còn SP ( stack pointer) chứa địa chỉ đỉnh của ngăn xếp . Trong khai báo stack 100h trên đây , SP nhận giá trị 100h . Điều này có nghĩa là stack trống rỗng ( empty) như hình 4-1. OFFSET 00FO 00F2 00F4 00F6 00F8 00FA
00FC 00FE 0100 SP AX=1234 BX=5678 SP=0100 Hình 4.1 : STACK EMPTY Chương 5 : Ngăn xếp và thủ tục 59 Lệnh PUSH và PUSHF Để thêm một từ mới vào stack chúng ta dùng lệnh : PUSH source ; đưa một thanh ghi hoặc từ nhớ 16 bit vào stack Ví dụ PUSH AX . Khi lệnh này được thực hiện thì : · SP giảm đi 2 · một bản copy của toán hạng nguồn đưọc chuyển đến địa chỉ SS:SP còn toán hạng nguồn không thay đổi .
Lệnh PUSHF không có toán hạng .Nó dùng để đâỷ nội dung thanh ghi cờ vào stack . Sau khi thực hiện lệnh PUSH thì SP sẽ giảm 2 . Hình 5-2 và 5-3 cho thấy lệnh PUSH làm thay đổi trạng thái stack như thế nào . OFFSET 00FO 00F2 00F4 00F6 00F8 00FA 00FC 00FE 1234 SP 0100 AX=1234 BX=5678 SP=00FE Hình 5-2 : STACK sau khi thực hiện lệnh PUSH AX OFFSET 00FO 00F2 00F4 00F6
00F8 00FA 00FC 5678 SP 00FE 1234 0100 Hình 5-3 : STACK sau khi thực hiện lệnh PUSH BX Chương 5 : Ngăn xếp và thủ tục 60 Lệnh POP và POPF Để lấy số liệu tại đỉnh stack ra khỏi stack ,chúng ta dùng lệnh : POP destination ; lấy số liệu tại đỉnh stack ra destination Destination có thể là 1 thanh ghi hoặc từ nhớ 16 bit . Ví dụ : POP BX ; Lấy số liệu trong stack ra thanh ghi BX . Khi thực hiện lệnh POP : · nội dung của đỉnh stack ( địa chỉ SS:SP) được di chuyển đến đích . · SP tăng 2 Lệnh POPF sẽ lấy đỉnh stack đưa vào thanh ghi cờ . Các lệnh PUSH,PUSHF,POP,POPF không ảnh hưởng đến các cờ . Lưu ý : Lệnh PUSH, POP là lệnh 2 bytes vì vậy các lệnh 1 byte như : PUSH DL ; lệnh không hợp lệ PUSH 2 ; lệnh không hợp lệ Ngoài chức năng lưu trữ số liệu và địa chỉ của chương trình do người sử dụng viết , stack còn được dùng bởi hệ điều hành để lưu trữ trạng thái của chương trình
chính khi có ngắt . 5.2 Ưng dụng của stack Bởi vì nguyên tắc làm việc của stack là LIFO nên các đối tượng được lấy ra khỏi stack có trật tự ngược lại với trật tự mà chúng được đưa vào stack . Chương trình sau đây sẽ đọc một chuỗi ký tự rồi in chúng trên dòng mới với trật tự ngược lại . Thuật toán cho chương trình như sau : Display a ‘? ’ Initialize count to 0 Read a character WHILE character is not CR DO PUSH chracter onto stack Incremet count Read a character END_WHILE ; Goto a new line FOR count times DO POP a chracter from the stack Display it ;
END_FOR Chương 5 : Ngăn xếp và thủ tục 61 Sau đây là chương trình : TITLE PGM5-1 : REVERSE INPUT .MODEL SMALL .STACK 100H .CODE MAIN PROC ; in dấu nhắc MOV AH,2 MOV DL,’?’ INT 21H ; xoá biến đếm CX XOR CX,CX ;đọc 1 ký tự MOV AH,1 INT 21H ;Trong khi character không phải là CR WHILE_: CMP AL,0DH JE END_WHILE
;cất AL vào stack tăng biến đếm PUSH AX ; đẩy AX vào stack INC CX ; tăng CX ; đọc 1 ký tự INT 21h JMP WHILE_ END_WHILE: ; Xuống dòng mới MOV AH,2 MOV DL,0DH INT 21H MOV DL,0AH INT 21H JCXZ EXIT ; thoát nếu CX=0 ( không có ký tự nào được nhập) ; lặp CX lần TOP: ;lấy ký tự từ stack POP DX ;xuất nó INT 21H LOOP TOP ; lặp nếu CX>0 Chương 5 : Ngăn xếp và thủ tục 62 ; end_for EXIT:
MOV AH,4CH INT 21H MAIN ENDP END MAIN Giải thích thêm về chương trình : vì số ký tự nhập là không biết vì vậy dùng thanh ghi CX để đếm số ký tự nhập . CX cũng dùng cho vòng FOR để xuất các ký tự theo thứ tự ngược lại . Mặc dù ký tự chỉ giữ trên AL nhưng phải đẩy cả thanh ghi AX vào stack . Khi xuất ký tự chúng ta dùng lệnh POP DX để lấy nội dung trên stack ra. Mã ASCII của ký tự ở trên DL , sau đó gọi INT 21h để xuất ký tự . 5.3 Thủ tục ( Procedure) Trong chương 3 chúng ta đã đề cập đến ý tưởng lập trình top-down . Ý tưởng này có nghĩa là một bài toán nguyên thuỷ được chia thành các bài toán con mà chúng dễ giải quyết hơn bài toán nguyên thuỷ . Trong các ngôn ngữ cấp cao người ta dùng thủ tục để giải các bài toán con , và chúng ta cũng làm như vậy trong hợp ngữ . Như vậy là một chương trình hợp ngữ có thể được xây dựng bằng các thủ tục . Một thủ tục gọi là thủ tục chính sẽ chứa nội dung chủ yếu của chương trình .
Để thực hiện một công việc nào đó , thủ tục chính gọi ( CALL) một thủ tục con . Thủ tục con cũng có thể gọi một thủ tục con khác . Khi một thủ tục gọi một thủ tục khác , điều khiển được chuyển tới ( control transfer) thủ tục được gọi và các lệnh của thủ tục được gọi sẽ được thi hành . Sau khi thi hành hết các lệnh trong nó , thủ tục được gọi sẽ trả điều khiển ( return control) cho thủ tục gọi nó . Trong ngôn ngữ cấp cao , lập trình viên không biết và không thể biết cơ cấu của việc chuyển và trả điều khiển giữa thủ tục chính và thủ tục con. Nhưng trong hợp ngữ có thể thấy rỏ cơ cấu này ( xem phần 5.4) . Khai báo thủ tục Cú pháp của lệnh tạo một thủ tục như sau : name PROC type ; body of procedure RET name ENDP Name do người dùng định nghĩa là tên của thủ tục . Type có thể là NEAR ( có thể không khai báo ) hoặc FAR . Chương 5 : Ngăn xếp và thủ tục 63 NEAR có nghĩa là thủ tục được gọi nằm cùng một đoạn với thủ tục gọi . FAR có nghĩa là thủ tục được gọi và thủ tục gọi nằm khác đọan . Trong phần này chúng ta sẽ
chỉ mô tả thủ tục NEAR . Lệnh RET trả điều khiển cho thủ tục gọi . Tất cả các thủ tục phải kết thúc bởi RET trừ thủ tục chính . Chú thích cho thủ tục : Để người đọc dễ hiểu thủ tục người ta thường sử dụng chú thích cho thủ tục dưới dạng sau : ; ( mô tả các công việc mà thủ tục thi hành) ; input: ( mô tả các tham số có tham gia trong chương trình ) ; output : ( cho biết kết qủa sau khi chạy thủ tục ) ; uses : ( liệt kê danh sách các thủ tục mà nó gọi ) Hình 5-1 : Gọi thủ tục và trở về
5.4 CALL & RETURN Lệnh CALL được dùng để gọi một thủ tục . Có 2 cách gọi một thủ tục là gọi trực tiếp và gọi gián tiếp . CALL name ; gọi trực tiếp thủ tục có tên là name CALL address-expression ; gọi gián tiếp thủ tục trong đó address-expression chỉ định một thanh ghi hoặc một vị trí nhớ mà nó chứa địa chỉ của thủ tục . Khi lệnh CALL được thi hành thì : · Điạ chỉ quay về của thủ tục gọi được cất vào stack . Địa chỉ này chính là offset của lệnh tiếp theo sau lệnh CALL . · IP lấy địa chỉ offset của lệnh đầu tiên trên thủ tục được gọi , có nghĩa là điều khiển được chuyển đến thủ tục . Để trả điều khiển cho thủ tục chính , lệnh RET pop-value MAIN PROC CALL PROC1 next instruction PROC1 PROC first instruction
RET Chương 5 : Ngăn xếp và thủ tục 64 được sử dụng . Pop-value ( một số nguyên N ) là tùy chọn . Đối với thủ tục NEAR , lệnh RET sẽ lấy giá trị trong SP đưa vào IP . Nếu pop-value là ra một số N thì IP=SP+N Trong cả 2 trường hợp thì CS:IP chứa điạ chỉ trở về chương trình gọi và điều khiển được trả cho chương trình gọi ( xem hình 5-2) IP 0010 0012 00FE 0200 0100h SP 0300 STACK SEGMENT Hình 5-2 a : Trước khi CALL
0010 0012 00FE 0012 SP IP 0200 0100h 0300 STACK SEGMENT Hình 5-2 b : Sau khi CALL MAIN PROC CALL PROC1 next instruction PROC1 PROC
first instruction RET MAIN PROC CALL PROC1 next instruction PROC1 PROC first instruction RET Chương 5 : Ngăn xếp và thủ tục 65 0010 0012 00FE 0012 SP 0200 0100h
IP 0300 STACK SEGMENT Hình 5-2 c : Trước khi RET 0010 IP 0012 00FE 0200 0100h SP STACK SEGMENT 0300 Hình 5-2 d : Sau khi RET 5.5 Ví dụ về thủ tục Chúng ta sẽ viết chương trình tính tích của 2 số dương A và B bằng thuật
toán cộng ( ADD) và dịch ( SHIFT ) Thuật toán như sau : MAIN PROC CALL PROC1 next instruction PROC1 PROC first instruction RET MAIN PROC CALL PROC1 next instruction PROC1 PROC first instruction
RET Chương 5 : Ngăn xếp và thủ tục 66 Product = 0 REPEAT IF lsb of B is 1 THEN product=product+A END_IF shift left A shift right B UNTIL B=0 Trong chương trình sau đây chúng ta sẽ mã hoá thủ tục nhân với tên là MULTIPLY. Chương trình chính không có nhập xuất , thay vào đó chúng ta dùng DEBUG để nhập xuất . TITLE PGM5-1: MULTIPLICATION BY ADD AND SHIFT .MODEL SMALL .STACK 100H .CODE MAIN PROC ; thực hiện bằng DEBUG . Đặt A = AX , B=BX CALL MULTIPLY
;DX chứa kết qủa MOV AH,4CH INT 21H MAIN ENDP MULTIPY PROC ; input : AX=A , BX=B , AX và BX có giá trị trong khoảng 0 FFH ; output : DX= kết qủa PUSH AX PUSH BX XOR DX,DX REPEAT: ; Nếu lsb của B =1 TEST BX,1 ;lsb=1? JZ END_IF ; không , nhảy đến END_IF ; thì ADD DX,AX ; DX=DX+AX END_IF : SHL AX,1 ; dịch trái AX 1 bit SHR BX,1 ;dịch phải BX 1 bit ; cho đến khi BX=0 Chương 5 : Ngăn xếp và thủ tục 67 JNZ REPEAT ; nếu BX chưa bằng 0 thì lặp POP BX ; lấy lại BX POP AX ; lấy lại AX
RET ; trả điều khiển cho chương trình chính MULTIPLY ENDP END MAIN Sau khi dịch chương trình , có thể dùng DEBUG để chạy thử nó bằng cách cung cấp giá trị ban đầu cho AX và BX . Dùng lệnh U(unassembler) để xem nội dung của bộ nhớ tương ứng với các lệnh hợp ngữ . Có thể xem nội dung của stack bằng lệnh D(dump) DSS:F0 FF ; xem 16 bytes trên cùng của stack Dùng lệnh G(go) offset để chạy từng nhóm lệnh từ CS:IP hiện hành CS:offset . Trong quá trình chạy DEBUG có thể kiểm tra nội dung các thanh ghi . Lưu ý đặc biệt đến IP để xem cách chuyển và trả điều khiển khi gọi và thực hiện một thủ tục . Chương 6 : Lệnh nhân và chia 68 Chương 6 : LỆNH NHÂN VÀ CHIA Trong chương 5 chúng ta đã nói đến các lệnh dịch mà chúng có thể dùng để nhân và chia với hệ số 2 . Trong chương này chúng ta sẽ nói đến các lệnh nhân và
chia một số bất kỳ . Quá trình xử lý của lệnh nhân và chia đối với số có dấu và số không dấu là khác nhau do đó có lệnh nhân có dấu và lệnh nhân không dấu . Một trong những ứng dụng thường dùng nhất của lệnh nhân và chia là thực hiện các thao tác nhập xuất thập phân . Trong chương này chúng ta sẽ viết thủ tục cho nhập xuất thập phân mà chúng được sử dụng nhiều trong các hoạt động xuất nhập từ ngoại vi . 6.1 Lệnh MUL và IMUL Nhân có dấu và nhân không dấu Trong phép nhân nhị phân số có dấu và số không dấu phải được phân biệt một cách rõ ràng . Ví dụ chúng ta muốn nhân hai số 8 bit 1000000 và 1111111 . Trong diễn dịch không dấu , chúng là 128 và 255 . Tích số của chúng là 32640 = 0111111110000000b . Trong diễn dịch có dấu , chúng là -128 và -1 . Do đó tích của chúng là 128 = 0000000010000000b . Vì nhân có dấu và không dấu dẫn đến các kết qủa khác nhau nên có 2 lệnh nhân : MUL ( multiply) nhân không dấu IMUL ( integer multiply) nhân có dấu Các lệnh này nhân 2 toán hạng byte hoặc từ . Nếu 2 toán hạng byte được nhân
với nhau thì kết qủa là một từ 16 bit .Nếu 2 toán hạng từ được nhân với nhau thì kết qủa là một double từ 32 bit . Cú pháp của chúng là : MUL source ; IMUL source ; Toán hạng nguồn là thanh ghi hoặc vị trí nhớ nhưng không được là một hằng Phép nhân kiểu byte Đối với phép nhân mà toán hạng là kiểu byte thì AX=AL*SOURCE ; Phép nhân kiểu từ Đối với phép nhân mà toán hạng là kiểu từ thì DX:AX=AX*SOURCE Chương 6 : Lệnh nhân và chia 69 Anh hưởng của các lệnh nhân lên các cờ . SF,ZF ,AF,PF : không xác định sau lệnh MUL CF/OF= 0 nếu nửa trên của kết qủa(DX) bằng 0 =1 trong các trường hợp khác sau lệnh IMUL CF/OF = 0 nếu nửa trên của kết qủa có bit dấu giống như bit dấu của nửa thấp . = 1 trong các trường hợp khác
Sau đây chúng ta sẽ lấy vài ví dụ . Ví dụ 1 : Giả sử rằng AX=1 và BX=FFFFh INSTRUCTION Dec product Hex Product DX AX CF/OF MUL BX 65535 0000FFFF 0000 FFFF 0 IMUL BX -1 FFFFFFFF FFFF FFFF 0 Ví dụ 2 : Giả sử rằng AX=FFFFh và BX=FFFFh INSTRUCTION Dec product Hex Product DX AX CF/OF MUL BX 4294836225 FFFE0001 FFFE 0001 1 IMUL BX 1 00000001 00000 0001 0 Ví dụ 3 : Giả sử rằng AX=0FFFh INSTRUCTION Dec product Hex Product DX AX CF/OF MUL AX 16769025 00FFE001 00FF E001 1 IMUL AX 16769025 00FFE001 00FF E001 1 Ví dụ 4 : Giả sử rằng AX=0100h và CX=FFFFh INSTRUCTION Dec product Hex Product DX AX CF/OF MUL CX 16776960 00FFFF00 00FF FF00 1