【汇编语言】数据处理的两个基本问题(三) —— 汇编语言的艺术:从div,dd,dup到结构化数据的访问

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文章目录

  • 前言
  • 1. div指令
    • 1.1 使用div时的注意事项
    • 1.2 使用格式
    • 1.3 多种内存单元表示方法进行举例
    • 1.4 问题一
    • 1.5 问题一的分析与求解
      • 1.5.1 分析
      • 1.5.2 程序实现
    • 1.6 问题二
    • 1.7 问题二的分析与求解
      • 1.7.1 分析
      • 1.7.2 程序实现
  • 2. 伪指令 dd
    • 2.1 什么是dd?
    • 2.2 问题三
    • 2.3 问题三的分析与求解
      • 2.3.1 分析
      • 2.3.2 程序实现
  • 3. dup
    • 3.1 什么是dup?
    • 3.2 举例说明
    • 3.3 为什么dup有用呢?
  • 4. 实验:寻址方式在结构化数据访问中的应用
    • 4.1 实验问题描述
    • 4.2 实验提示
  • 5. 解决实验
    • 5.1 考虑几个问题
    • 5.2 初始化阶段
    • 5.3 每次循环要执行的任务
      • 5.3.1 存放年份
      • 5.3.2 存放公司总收入
      • 5.3.3 存放公司人数
      • 5.3.4 计算人均收入并存放
    • 5.4 为下一次循环时存放数据做准备
    • 5.5 完整的程序实现
  • 结语

前言

📌

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

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

1. div指令

1.1 使用div时的注意事项

div是除法指令(division),使用div做除法的时候应注意以下问题。

(1)除数:有8位和16位两种,在一个reg(寄存器)或内存单元中。

(2)被除数:默认放在AXDX和AX中,如果除数为8位,被除数则为16位,默认在AX中存放;如果除数为16位,被除数则为32位,在DX和AX中存放,DX存放高16位,AX存放低16位。
(3)结果:如果除数为8位,则AL存储除法操作的商,AH存储除法操作的余数;如果除数为16位,则AX存储除法操作的商,DX存储除法操作的余数。

在这里插入图片描述

1.2 使用格式

格式如下:

 div reg
 div 内存单元

1.3 多种内存单元表示方法进行举例

现在,我们可以用多种方法来表示一个内存单元了,比如下面的例子:

(1)

div byte ptr ds:[0]  

含义:

(al) = (ax) / ((ds)*16+0)的商

(ah) = (ax) / ((ds)*16+0)的余数

(2)

div word ptr es:[0]

含义:

(ax) = [(dx)*10000H+(ax)] / ((es)*16+0)的商

(dx) = [(dx)*10000H+(ax)] / ((es)*16+0)的余数

(3)

div byte ptr [bx+si+8] 

含义:

(al)= (ax) / ((ds)*16+(bx)+(si)+8)的商

(ah)=(ax) / ((ds)*16+(bx)+(si)+8)的余数

(4)

div word ptr [bx+si+8] 

含义:

(ax)=[(dx)*10000H+(ax)] / ((ds)*16+(bx)+(si)+8)的商

(dx)=[(dx)*10000H+(ax)] / ((ds)*16+(bx)+(si)+8)的余数

1.4 问题一

编程:利用除法指令计算100001/100。

1.5 问题一的分析与求解

1.5.1 分析

我们首先分析一下,被除数 100001 大于65535,不能用ax寄存器存放,所以我们要用dx和ax两个寄存器联合存放100001,也就是说要进行16位的除法

除数100小于255,可以在一个 8位寄存器中存放。

但是,因为被除数是32位的,除数应为16位,所以要用一个16位寄存器来存放除数100。

因为要分别为dx和ax赋100001的高16位值和低16位值,所以应先将100001表示为十六进制形式:186A1H。

1.5.2 程序实现

程序如下:

mov dx,1
mov ax,86A1H  	;(dx)*10000H+(ax)=100001
mov bx,100
div bx

程序执行后,(ax)=03E8H(即1000),(dx)=1(余数为1)。大家可自行在Debug中实践。

1.6 问题二

编程:利用除法指令计算1001/100。

1.7 问题二的分析与求解

1.7.1 分析

我们首先分析一下被除数1001可用 ax寄存器存放,除数100可用 8位寄存器存放,也就是说,要进行8位的除法

1.7.2 程序实现

程序如下:

mov ax,1001
mov bl,100
div bl

程序执行后,(al)=0AH(即10),(ah)=1(余数为1)。大家可自行在Debug中实践。

2. 伪指令 dd

2.1 什么是dd?

前面我们用db和dw定义字节型数据和字型数据。

dd是用来定义dword (double word双字)型数据的。

比如:

data segment
	db 1
	dw 1
	dd 1
data ends

在data段中定义了3个数据:

  • 第一个数据为01H,在data:0处,占1个字节

  • 第二个数据为0001H,在data:1处,占1个字

  • 第三个数据为00000001H,在data:3处,占2个字

2.2 问题三

用div 计算data段中第一个数据除以第二个数据后的结果,商存放在第3个数据的存储单元中。

data segment
	dd 100001
	dw 100
	dw 0
data ends

2.3 问题三的分析与求解

思考后看分析。

2.3.1 分析

data段中的第一个数据是被除数,为dword(双字)型,32位,所以在做除法之前,用dx和ax存储。

应将data:0字单元中的低16位存储在 ax中,data:2字单元中的高16位存储在dx中。

2.3.2 程序实现

程序如下:

mov ax,data
mov ds,ax
mov ax,ds:[0]        	;ds:0字单元中的低16位存储在ax中
mov dx,ds:[2]        	;ds:2字单元中的高16位存储在dx中
div word ptr ds:[4] 	;用dx:ax中的32位数据除以ds:4字单元中的数据	
mov ds:[6],ax         	;将商存储在ds:6字单元中

3. dup

3.1 什么是dup?

dup是一个操作符,在汇编语言中同db、dw、dd 等一样,也是由编译器识别处理的符号
它是和db、dw、dd 等数据定义伪指令配合使用的,用来进行数据的重复

3.2 举例说明

(1)

db 3 dup (0) 		

定义了3个字节,它们的值都是0,相当于db 0,0,0

(2)

db 3 dup (0,1,2) 

定义了9个字节,它们是 0、1、2、0、1、2、0、1、2,相当于db 0,1,2,0,1,2,0,1,2

(3)

db 3 dup (‘abc’,’ABC’)

定义了18个字节,它们是 ‘abcABCabcABCabcABC’,相当于db 'abcABCabcABCabcABC'

可见,dup的使用格式如下:

  • db 重复的次数 dup (重复的字节型数据)

  • dw 重复的次数 dup (重复的字型数据)

  • dd 重复的次数 dup (重复的双字型数据)

3.3 为什么dup有用呢?

dup是一个十分有用的操作符,比如我们要定义一个容量为 200 个字节的栈段,如果不用dup,则必须用这样的格式:

stack segment
	dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
	dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
	dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
	dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
	dw 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
stack ends

当然,你可以用dd,使程序变得简短一些,但是如果要求定义一个容量为1000字节或10000字节的呢?

如果没有dup,定义部分的程序就变得太长了,有了dup就可以轻松解决。如下:

stack segment 
	db 200 dup (0) 
stack ends 

4. 实验:寻址方式在结构化数据访问中的应用

这个程序是到目前为止我们遇到的最复杂的程序,它几乎用到了我们之前学过的所有知识和编程技巧。

4.1 实验问题描述

Power idea 公司从1975年成立一直到1995年的基本情况如下。

在这里插入图片描述

下面的程序中,已经定义好了这些数据:

assume cs:codesg
data segment
db '1975','1976','1977','1978','1979',1980','1981','1982','1983'
db '1984','1985','1986','1987','1988','1989','1990','1991','1992'
db '1993','1994','1995'
;以上是表示21年的21个字符串。

dd 16,22,382,1356,2390,8000,16000,24486,50065,97479,140417,197514
dd 345980,590827,803530,1183000,1843000,2759000,3753000,4649000,5937000
;以上是表示21年公司总收入的21个dword型数据

dw 3,7,9,13,28,38,130,220,476,778,1001,1442,2258,2793,4037,5635,8226
dw 11542,14430,15257,17800
;以上是表示21年公司雇员人数的21个word型数据

data ends

table segment
	db 21 dup('year summne ??')
table ends

编程,将data段中的数据按如下格式写入到table段中,并计算21年中的人均收入(取整),结果也按照下面的格式保存在 table 段中。

在这里插入图片描述

4.2 实验提示

提示,可将data段中的数据看成是多个数组,而将table中的数据看成是一个结构型数据的数组,每个结构型数据中包含多个数据项

可用bx定位每个结构型数据,用idata定位数据项,用si定位数组项中的每个元素,对于table中的数据的访问可采用[bx].idata和[bx].idata[si]的寻址方式。

5. 解决实验

5.1 考虑几个问题

(1)源数据在哪里?

年份(0-53H)、收入(54H-0A7H)、雇员(0A8H-0D1H)的存放位置

(2)目标存放位用什么来表示?

年份、收入、雇员、平均收入的存放位置

(3)观察数据类型和如何利用偏移寻址?

5.2 初始化阶段

mov ax,data
mov ds,ax
mov ax,table 	;这里因为data已被占用
mov es,ax 

mov bx,0
mov si,0
mov di,0
mov cx,21   	;二十一次循环,大家可想而知

5.3 每次循环要执行的任务

  • 存放年份

  • 存放公司总收入

  • 存放公司人数

  • 计算人均收入并存放

5.3.1 存放年份

mov al,[bx]
mov es:[di],al
mov al,[bx+1]
mov es:[di+1],al
mov al,[bx+2]
mov es:[di+2],al
mov al,[bx+3]
mov es:[di+3],al

5.3.2 存放公司总收入

mov ax,54h[bx]     ;第一个'年收入'的偏移地址为54H
mov dx,56h[bx]
mov es:5h[di],ax
mov es:7h[di],dx

5.3.3 存放公司人数

mov ax,0A8h[si]    ;第一个'人数'的偏移地址为0A8H
mov es:0Ah[di],ax

5.3.4 计算人均收入并存放

mov ax,54h[bx]
mov dx,56h[bx]  			;这两句是初始化被除数

div word ptr ds:0A8h[si] 	;除以人数
mov es:0dh[di],ax     		;将商放入指定位置

5.4 为下一次循环时存放数据做准备

add bx,4  	;bx确定年份和收入
add si,2   	;si确定人数
add di,16 	;di确定的是每行的列数

5.5 完整的程序实现

assume cs:codesg,ds:data,es:table

data segment
        db '1975','1976','1977','1978','1979','1980','1981','1982','1983'

        db '1984','1985','1986','1987','1988','1989','1990','1991','1992'

        db '1993','1994','1995'

        ;以上是表示21年的21个字符串


        dd 16,22,382,1356,2390,8000,16000,24486,50065,97479,140417,197514

        dd 345980,590827,803530,1183000,1843000,2759000,3753000,4649000,5937000

        ;以上是表示21年公司总收的21个dword型数据


        dw 3,7,9,13,28,38,130,220,476,778,1001,1442,2258,2793,4037,5635,8226

        dw 11542,14430,45257,17800

        ;以上是表示21年公司雇员人数的21个word型数据
data ends


table segment
        db 21 dup('year summ ne ?? ')
table ends


codesg segment
start:

        mov ax,data

        mov ds,ax

        mov ax,table

        mov es,ax

 

        mov bx,0

        mov si,0

        mov di,0

        mov cx,21

 

        s:   ;进入循环

                mov al,[bx]

                mov es:[di],al

                mov al,[bx+1]

                mov es:[di+1],al

                mov al,[bx+2]

                mov es:[di+2],al

                mov al,[bx+3]

                mov es:[di+3],al

                ;以上8句的作用是存放年份

 

                mov ax,54h[bx]     ;第一个'年收入'的段基址为54H

                mov dx,56h[bx]

                mov es:5h[di],ax

                mov es:7h[di],dx

                ;以上4句的作用是存放公司总收入

 

                mov ax,0A8h[si]    ;第一个'人数'的段基址为0A8H

                mov es:0Ah[di],ax

                ;以上2句是存放公司的人数

 

                mov ax,54h[bx]

                div word ptr ds:0A8h[si]

                mov es:0dh[di],ax

                ;以上3句是存放人均收入

 

                add bx,4

                add si,2

                add di,16

                ;以上3句是为下一次循环时存放数据做准备

                ;3个寄存器递增的速度决定了所要存取的数据的位置的偏移地址

        loop s  ;跳到标号s处

mov ax,4c00h
int 21h

codesg ends

end start

结语

今天的分享到这里就结束啦!如果觉得文章还不错的话,可以三连支持一下。

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