【汇编】Loop指令、段前缀

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人才程序员 发表于 2024/01/29 08:26:45 2024/01/29
【摘要】 @TOC 前言在计算机编程的世界里,了解底层的硬件操作是提升程序员能力的关键一步。汇编语言作为一种底层语言,直接操作计算机的硬件,其中的 LOOP 指令和段前缀是我们探讨的两个重要概念。LOOP 指令为我们提供了一种简洁的方式来实现循环,而段前缀则是用来指定数据存储位置的关键工具。在这篇文章中,我们将深入探讨这两个概念的作用和用法,以便读者更好地理解汇编语言的底层机制。 一、Loop指令 1...

@TOC


前言

在计算机编程的世界里,了解底层的硬件操作是提升程序员能力的关键一步。汇编语言作为一种底层语言,直接操作计算机的硬件,其中的 LOOP 指令和段前缀是我们探讨的两个重要概念。LOOP 指令为我们提供了一种简洁的方式来实现循环,而段前缀则是用来指定数据存储位置的关键工具。在这篇文章中,我们将深入探讨这两个概念的作用和用法,以便读者更好地理解汇编语言的底层机制。


一、Loop指令

1.1 Loop指令是什么?

在汇编语言中,LOOP 指令是一个循环控制指令,用来简化循环结构的编写。这个指令的作用就像你在做同样的事情一遍又一遍,而不必重复写相同的代码。
通俗解释:
假设你在写程序,需要做一件事情多次,比如打印一系列数字。使用 LOOP 就像是告诉计算机:“嘿,这里有一段代码,我要重复执行它多次。” 计算机就会明白,不用你一遍遍写相同的指令。

1.2 他的条件是什么?

在高级语言中,我们知道,一个循环他肯定是需要一个条件的
那么我们的汇编语言也不例外,
他的条件如下:
CPU 执行loop指令时要进行的操作
①(cx)=(cx)-1;
②判断cx中的值
不为零则转至标号处执行程序
如果为零则向下执行。

要求
cx 中要提前存放循环次数,因为(cx)影响着
loop指令的执行结果
要定义一个标号

标号如下:

flag:
	;you want to do

other

其中flag就是标号,后面加冒号:

1.3 例子

示例1

想象你要打印数字1到10。使用 LOOP 你可以这样写:
MOV CX, 10 ; 将计数器CX设置为10

MY_LOOP:
    ; 这里放你要重复执行的代码,比如打印数字

    LOOP MY_LOOP ; CX减1,如果不为0,跳回MY_LOOP

在这个例子中,LOOP 指令会检查 CX 寄存器的值,如果不为零,就会跳回标记为 MY_LOOP 的地方,重复执行那段代码。这样你就不需要写十次相同的代码,只需要告诉计算机循环的次数,它会帮你搞定。

示例2

本示例为把2加11次,即2^11

assume cs:codesg
codesg segment

  mov cx,11
  mov ax,2
s: add ax,ax
   loop s

  mov ax,4c00h
  int 21h

codesg ends
end

在这里插入图片描述

我们通过在DOSBox中编译
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

然后使用debug进行追踪
在这里插入图片描述
使用r命令查看寄存器
在这里插入图片描述
使用t命令单步走
在这里插入图片描述
可以观察寄存器的值和后面要执行的命令可以发现,loop指令已经成功执行了。

1.4 要点总结

用cx和loop 指令相配合实现循环功能的三个要点:
(1)在cx中存放循环次数;
(2)用标号指定循环开始的位置;
(3)在标号和loop 指令的中间,写上要循环执行的程序段(循环体)。

二、段前缀

在汇编语言中,段前缀是一种用来指定数据存储位置的方式。在实模式下,x86 架构的计算机使用段寄存器来确定程序的数据在内存中的位置。通俗地说,段前缀就像是你告诉计算机:“我的数据在哪一块内存中”。
举例说明:
假设你有一块内存,存储了一串字符串。如果你想告诉计算机去读取这个字符串,你需要使用段前缀来指定这块内存的位置。
比如,DS(数据段寄存器)是一个常用的段寄存器。使用 DS 作为段前缀,你可以告诉计算机:“嘿,我的数据在 DS 寄存器指示的那一块内存里。”
MOV AX, DS ; 把数据段寄存器的值加载到通用寄存器AX中
MOV DS, AX ; 设置数据段寄存器为AX中的值,即指向你想访问的内存块

; 然后你可以使用寄存器BX来指定内存中的偏移量,访问具体的数据
MOV BX, 0 ; 从内存块的开始位置开始
MOV AL, [BX] ; 读取内存中BX指定位置的数据

这样,通过合理设置段前缀,你可以方便地在汇编语言中定位和访问存储在内存中的数据。

2.1 为什么要引入他

Debug中,mov al, [0]的功能是
——将DS:0存储单元的值传给AL

将下面这个代码编译,链接使用debug打开

assume cs:codesg
codesg segment

  mov ax,2000h
  mov ds,ax
  mov al,[0]
  mov bl,[1]
  mov cl,[2]

  mov ax,4c00h
  int 21h

codesg ends
end

在这里插入图片描述

使用u命令查看

在这里插入图片描述
他就变成

mov al,00
mov bl,01
mov cl,02

这属实让人大跌眼镜

2.2 对策

对策:在[idata]前显式地写上段寄存器

mov ax,2000h
mov ds,ax
mov bx,0
mov al,ds:[bx]
mov ax,2000h
mov ds,ax
mov al,ds:[0]

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
现在可以看到就是[0001]了

小结(在程序中):
mov al,[0]:(al)=0,同mov al,0
mov al,ds:[0]:(al)=((ds)*16+0)
mov al,[bx]:(al)=((ds)*16+(bx))
mov al,ds:[bx]:与mov al,[bx]相同

这些出现在访问内存单元的指令中,用于显式地指明内存单元的段地址的“ds:”、“cs:”、“ss:”或“es:”,在汇编语言中称为段前缀。


总结

汇编语言的学习不仅仅是为了理解代码的执行流程,更是为了掌握计算机底层的工作原理。本文中,我们深入研究了 LOOP 指令和段前缀的概念。LOOP 让我们能够更轻松地实现循环结构,提高代码的复用性和可读性;而段前缀则是在实模式下指定数据存储位置的关键,为程序员提供了对内存的更精准控制。通过理解和熟练运用这两个概念,我们可以更高效地编写汇编代码,更深入地理解计算机底层运作的原理。希望本文对读者在汇编语言的学习和应用中有所帮助。

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