Bài giảng môn Hợp ngữ Assembly

78 trang Gia Huy 17/05/2022 4030

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng môn Hợp ngữ Assembly", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_mon_hop_ngu_assembly.pdf

Nội dung text: Bài giảng môn Hợp ngữ Assembly

BÀI GIẢNG MÔN HỢP NGỮ Quảng Ngãi - 2015
Bài giảng môn Assembly Mục lục Chương 1 - CƠ BẢN VỀ HỢP NGỮ 1 1.1 Cú pháp lệnh hợp ngữ 1 1.1.1 Trường Tên (Name Field) 1 1.1.2 Trường toán tử (operation field) 1 1.1.3 Trường các toán hạng (operand(s) field) 1 1.1.4 Trường chú thích (comment field) 2 1.2 Các kiểu số liệu trong chương trình hợp ngữ 2 1.2.1 Các số 2 1.2.2 Các ký tự 2 1.3 Các biến (variables) 3 1.3.1. Biến byte 3 1.3.2 Biến từ 3 1.3.3 Mảng (arrays) 3 1.4 Các hằng (constants) 4 1.5 Các lệnh cơ bản 5 1.5.1 Lệnh MOV và XCHG 5 1.5.2 Lệnh ADD, SUB, INC, DEC 5 1.5.3 Lệnh NEG (negative) 6 1.6 Chuyển ngôn ngữ cấp cao thành ngôn ngữ ASM 6 1.6.1 Mệnh đề B=A 6 1.6.2 Mệnh đề A=5-A 6 1.6.3 Mệnh đề A=B-2*A 7 1.7 Cấu trúc của một chương trình hợp ngữ 7 1.7.1 Các kiểu bộ nhớ (memory models) 7 1.7.2 Đoạn số liệu 7 1.7.3 Đoạn ngăn xếp 7 1.7.4 Đọan mã 7 1.8 Các lệnh vào ra 8 1.8.1 Lệnh INT 21h 8 1.9 Chương trình đầu tiên 9 1.10 Tạo ra và chạy một chương trình hợp ngữ 10 1.11 Xuất một chuỗi ký tự 10 1.12 Chương trình đổi chữ thường sang chữ hoa 11
Bài giảng môn Assembly Chương 2 - Trạng thái của vi xử lý và các thanh ghi cờ 13 2.1 Các thanh ghi cờ (Flags register) 13 2.2 Tràn (overflow) 14 2.3 Các lệnh ảnh hưởng đế cờ như thế nào 15 Chương 3 - CÁC LỆNH ĐIỀU KHIỂN 18 3.1 Ví dụ về lệnh nhảy 18 3.2 Nhảy có điều kiện 18 3.3 Lệnh JMP 21 3.4 Cấu trúc của ngôn ngữ cấp cao 21 3.4.1 Cấu trúc rẽ nhánh 21 4.3.2 Cấu trúc lặp 25 3.5 Lập trình với cấu trúc cấp cao 26 Chương 4 - CÁC LỆNH LOGIC, DỊCH VÀ QUAY 31 4.1 Các lệnh logic 31 4.1.1 Lệnh AND,OR và XOR 31 4.1.2 Lệnh NOT 33 4.1.3 Lệnh TEST 33 4.2 Lệnh SHIFT 33 4.2.1 Lệnh dịch trái (left shift ) 34 4.2.2 Lệnh dịch phải (Right Shift ) 34 4.3 Lệnh quay (Rotate) 35 4.4 Xuất nhập số nhị phân và số hex 36 4.4.1 Nhập số nhị phân 36 4.4.2 Xuất số nhị phân 37 4.4.3 Nhập số HEX 37 4.4.4 Xuất số HEX 38 Chương 5 - NGĂN XẾP VÀ THỦ TỤC 40 5.1 Ngăn xếp 40 5.2 Ưng dụng của stack 42 5.3 Thủ tục (Procedure) 43 5.4 CALL & RETURN 44 5.5 Ví dụ về thủ tục 46 Chương 6 - LỆNH NHÂN VÀ CHIA 48 6.1 Lệnh MUL và IMUL 48
Bài giảng môn Assembly 6.2 Ưng dụng đơn giản của lệnh MUL và IMUL 49 6.3 Lệnh DIV và IDIV 50 6.4 Mở rộng dấu của số bị chia 51 6.5 Thủ tục nhập xuất số thập phân 51 Chương 7 - MẢNG VÀ CÁC CHẾ ĐỘ ĐỊA CHỈ 58 7.1 Mảng một chiều 58 7.2 Các chế độ địa chỉ (addressing modes) 59 7.2.1 Chế độ địa chỉ gián tiếp bằng thanh ghi 59 7.2.2 Chế độ địa chỉ chỉ số và cơ sở 61 7.2.5 Truy xuất đoạn stack 65 7.3 Sắp xếp số liệu trên mảng 65 7.4 Mảng 2 chiều 67 7.6 Ưng dụng để tính trung bình 69 7.7 Lệnh XLAT 71
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 hợp lệ Tên không hợp lệ COUNTER1 TWO WORDS @CHARACTER 2ABC SUM_OF_DIGITS A45.28 DONE? YOU&ME .TEST ADD-REPEAT 1.1.2 Trường toán tử (operation field) Đối với 1 lệnh trường toán tử chưá ký hiệu (symbol) 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 1
Bài giảng môn Assembly 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 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 . 2
Bài giảng môn Assembly 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 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 3
Bài giảng môn Assembly 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 . 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 4
Bài giảng môn Assembly 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 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 : 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 5
Bài giảng môn Assembly SUB AX,DX ; AX=AX-DX Vì lý do kỹ thuật, lệnh ADD và SUB cũng bị một số hạn chế như bảng sau: 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 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 6
Bài giảng môn Assembly 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 : Model Description Small code và data nằm trong 1 đoạn Medium code nhiều hơn 1 đoạn , data trong 1 đoạn Compact data nhiều hơn 1 đọan , code trong 1 đoạn Large code và dayta lớn hơn 1 đoạn , array không qúa 64KB Huge 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 : 7
Bài giảng môn Assembly 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 .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 : 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 8
Bài giảng môn Assembly 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 .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 9
Bài giảng môn Assembly 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 Tham khảo cách sử dụng chương trình Emu8086 trên internet. 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!$’ Lệnh LEA (Load Effective Address ) LEA destnation, source Ngắt 21h, hàm số 9 sẽ xuất một chuỗi ký tự ra màn hình với điều kiện địa chỉ hiệu dụng của biến chuỗi phải ở trên DX. Có thể thực hiện điều này bởi lệnh : LEA DX,MSG ; đưa địa chỉ offset của biến MSG vào DX Program Segment Prefix (PSP ) : Phần đầu của đoạn chương trình Khi một chương trình được nạp vào bộ nhớ máy tính, DOS dành ra 256 byte cho cái gọi là PSP. PSP chưá một số thông tin về chương trình đang được nạp trong bộ nhớ. Để cho các chương trình có thể truy xuất tới PSP, DOS đặt số phân đoạn của nó (PSP) trong cả DS và ES trước khi thực thi chương trình. Kết qủa là thanh ghi DS không chứa số đoạn của đoạn số liệu của chương trình. Để khắc phục điều này, một chương trình có chứa đoạn số liệu phải được bắt đầu bởi 2 lệnh sau đây : MOV AX,@DATA MOV DS,AX Ở đây @DATA là tên của đoạn số liệu được định nghĩa bởi DATA . Assembler sẽ chuyển @DATA thành số đoạn . Sau đây là chương trình hoàn chỉnh để xuất chuỗi ký tự HELLO! TITLE PGM2: PRINT STRING PROGRAM .MODEL SMALL .STACK 100H .DATA 10
Bài giảng môn Assembly MSG DB ‘HELLO!$’ .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:$’ MSG2 DB 0DH,0AH,’IN UPPER CASE IT IS :’ CHAR DB ?,’$’ ; 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 11
Bài giảng môn Assembly 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 12
Bài giảng môn Assembly 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 OF DF IF TF SF ZF AF PF CF Bảng 2.1 :Thanh ghi cờ của 8086 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 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) 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 13
Bài giảng môn Assembly 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 một từ là 0 đến 65535, trong một byte là 0 đến 255. Nếukết 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 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 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) 14
Bài giảng môn Assembly 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. 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 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 SF=1 vì MSB=1 15
Bài giảng môn Assembly 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 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 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 16
Bài giảng môn Assembly 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 . 17
Bài giảng môn Assembly 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 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. 18
Bài giảng môn Assembly 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 JNS jump if nonnegative sign SF=0 19
Bài giảng môn Assembly 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 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? 20
Bài giảng môn Assembly 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: ; 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 21
Bài giảng môn Assembly THEN replace AX by -AX END-IF Có thể mã hoá như sau : ; 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 : 22
Bài giảng môn Assembly 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 : 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’<= character ) AND (charater <= ‘Z’) 23
Bài giảng môn Assembly THEN display character END_IF Sau đây là code ;read a character MOV AH,2 INT 21H ; character in 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 ;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 24
Bài giảng môn Assembly 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 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 25
Bài giảng môn Assembly 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 . 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 26
Bài giảng môn Assembly INT 21H ; xuất chuỗi Dấu nhắc có thể mã hoá như sau trong đoạn số liệu . 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 = 27
Bài giảng môn Assembly ; 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=’ LAST DB ‘@ $’ Bước 3 có thể mã hoá như sau : ;in kết quả MOV AH,9 ; hàm xuất ký tự ; IF không có chữ hoa nào được nhập thì FIRST =‘[’ CMP FIRST,’[’ ; FIRST=‘[’ ? 28
Bài giảng môn Assembly JNE CAPS ; không, in kết qủa ;THEN LEA DX,NOCAP_MSG INT 21H CAPS: LEA DX,CAP1_MSG INT 21H LEA DX,CAP2_MSG INT 21H ; end_if Chương trình có thể viết như sau : TITLE PGM3-1 : FIRST AND LAST CAPITALS .MODEL SMALL .STACK 100h .DATA PROMPT DB ‘Type a line of text’, 0DH, AH, ‘$’ 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 ;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 <= ‘Z’? JNLE END_IF ; không phải ký tự hoa thì nhảy đến END_IF 29
Bài giảng môn Assembly ; thì ; nếu ký tự nằm trước biến FIRST 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 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 INT 21H LEA DX,CAP2_MSG INT 21H ; end_if ; dos exit MOV AH,4CH INT 21h MAIN ENDP END MAIN 30
Bài giảng môn Assembly 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 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 31
Bài giảng môn Assembly - 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) 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 32
Bài giảng môn Assembly 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 ? 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 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 . 33
Bài giảng môn Assembly 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 . 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) 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 34
Bài giảng môn Assembly Các cờ bị ảnh hưởng giống như lệnh SHL 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 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 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 Cú pháp của lệnh quay phải là 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 35
Bài giảng môn Assembly 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 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 . Cú pháp của của lệnh RCR như sau : RCR destination,1 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 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 36
Bài giảng môn Assembly 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 cho 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 37
Bài giảng môn Assembly Đoạn mã có thể viết như sau : 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: 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) 38
Bài giảng môn Assembly rotate BX left 4 times END_FOR Phần code cho thuật toán này xem như bài tập . 39
Bài giảng môn Assembly 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. Hình 4.1 : STACK EMPTY 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 . 40
Bài giảng môn Assembly Hình 5-2 : STACK sau khi thực hiện lệnh PUSH AX Hình 5-3 : STACK sau khi thực hiện lệnh PUSH BX 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 . 41
Bài giảng môn Assembly 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 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 42
Bài giảng môn Assembly 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 ; 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 dung 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) . Cú pháp của lệnh tạo một thủ tục như sau : name PROC type 43
Bài giảng môn Assembly ; 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 . 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 ) 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 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) 44
Bài giảng môn Assembly Hình 5-2 a : Trước khi CALL Hình 5-2 b : Sau khi CALL Hình 5-2 c : Trước khi RET 45
Bài giảng môn Assembly 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 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 kĩ thuật DEBUG để nhập xuất . TITLE PGM5-1: MULTIPLICATION BY ADD AND SHIFT .MODEL SMALL .STACK 100H 46
Bài giảng môn Assembly .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 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 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 . 47
Bài giảng môn Assembly 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 Ảnh 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 48
Bài giảng môn Assembly 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 BX 16769025 00FFE001 00FF E001 1 IMUL BX 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 BX 16776960 00FFFF00 00FF FF00 1 IMUL BX -256 FFFFFF00 FFFF FF00 0 Ví dụ 5 : Giả sử rằng AL=80h và BL=FFh INSTRUCTION Dec product Hex Product DX AX CF/OF MUL BL 128 7F80 7F 80 1 IMUL BL 128 00080 00 80 1 6.2 Ưng dụng đơn giản của lệnh MUL và IMUL Sau đây chúng ta sẽ lấy một số ví dụ minh họa việc sử dụng lệnh MUL và IMUL trong chương trình . Ví dụ 1 : Chuyển đoạn chương trình sau trong ngôn ngữ cấp cao thành mã hợp ngữ : A = 5xA - 2xB. Giả sử rằng A và B là 2 biến từ và không xảy ra sự tràn . Code : MOV AX,5 ; AX=5 IMUL A ; AX=5xA MOV A,AX ; A=5xA MOV AX,12 ; AX=12 IMUL B ; AX=12xB SUB A,AX ; A=5xA-12xB Ví Dụ 2 : viết thủ tục FACTORIAL để tính N! cho một số nguyên dương. Thủ tục phải chứa N trên CX và trả về N! trên AX. Giả sử không có tràn . Giải : Định nghiã của N! là N! = 1 nếu N=1 = N x (N-1)x (N-2) x x 1 nếu N>1 Thuật toán để tính N! như sau : Product =1 Term = N FOR N times DO Product = product x term term=term -1 ENDFOR Code : FACTORIAL PROC ; computes N! 49
Bài giảng môn Assembly ; input : CX=N ; output : AX=N! MOV AX,1 ; AX=1 MOV CX,N ; CX=N TOP: MUL CX ; Product = product x term LOOP TOP ; RET FACTORIAL ENDP 6.3 Lệnh DIV và IDIV Cũng như lệnh nhân, có 2 lệnh chia DIV và IDIV cho số không dấu và cho số có dấu. Cú pháp của chúng là : DIV divisor IDIV divisor Toán hạng byte Lệnh chia toán hạng byte sẽ chia số bị chia 16 bit (dividend) trên AX cho số chia (divisor) là 1 byte. Divisor phải là 1 thanh ghi 8 bit hoặc 1 byte nhớ . Thương số ở trên AL còn số dư trên AH . Toán hạng từ Lệnh chia toán hạng từ sẽ chia số bị chia 32 bit (dividend) trên DX:AX cho số chia (divisor) là 1 từ. Divisor phải là 1 thanh ghi 16 bit hoặc 1 từ nhớ. Thương số ở trên AX còn số dư trên DX . Ảnh hưởng của các cờ : Các cờ có trạng thái không xác định . Divide Overflow Khi thực hiện phép chia kết qủa cóthể không chứa hết trên AL hoặc AX nếu số chia bé hơn rất nhiều so với số bị chia. Trong trường hợp này trên màn hình sẽ xuất hiện thông báo : “ Divide overflow” Ví dụ 1 : Giả sử DX = 0000h, AX = 0005h và BX = 0002h Instruction Dec Quotient Dec Remainder AX DX DIV BX 2 1 0002 0001 IDIV BX 2 1 0002 0001 Ví dụ 2 : Giả sử DX = 0000h, AX = 0005h và BX = FFFEh Instruction Dec Quotient Dec Remainder AX DX DIV BX 0 5 0000 0005 IDIV BX -2 1 FFFE 0001 Ví dụ 3 : Giả sử DX = FFFFh, AX = FFFBh và BX = 0002h Instruction Dec Quotient Dec Remainder AX DX DIV BX -2 -1 FFFE FFFF IDIV BX OVERFLOW Ví dụ 4 : Giả sử AX = 00FBh và BL = FFh Instruction Dec Quotient Dec Remainder AX DX 50
Bài giảng môn Assembly DIV BL 0 251 FB 00 IDIV BL OVERFLOW 6.4 Mở rộng dấu của số bị chia Phép chia với toán hạng từ Trong phép chia với toán hạng từ, số bị chia phải đặt trên DX:AX ngay cả khi số bị chia có thể đặt trên AX. Trong trường hợp này, cần phải sửa soạn như sau - Đối với lệnh DIV, DX phải bị xoá - Đối với lệnh IDIV, DX phải được mở rộng dấu của AX. Lệnh CWD (Convert Word to Doubleword ) sẽ thực hiện việc này . Ví dụ : Chia -1250 cho 7 MOV AX,-1250 ; AX= -1250 CWD ; mở rộng dấu của AX vào DX MOV BX,7 ; BX=7 IDIV BX ; chia DX:AX cho BX, kết qủa trên AX, số dư ; trên DX Phép chia với toán hạng byte Trong phép chia với toán hạng byte, số bị chia phải đặt trên AX ngay cả khi số bị chia có thể đặt trên AL. Trong trường hợp này, cần phải sửa soạn như sau - Đối với lệnh DIV, AH phải bị xoá - Đối với lệnh IDIV, AH phải được mở rộng dấu của AL. Lệnh CBW (Convert Byte to Doublebyte ) sẽ thực hiện việc này . Ví dụ : Chia một số có dấu trong biến byte XBYTE cho -7 MOV AL, XBYTE ; AL giữ số bị chia CBW ; mở rộng dấu của AL vào AH MOV BL,-7 ; BX= -7 IDIV BL ; chia AX cho BL, kết qủa trên AL, số dư ; trên AH Không có cờ nào bị ảnh hưởng bởi lệnh CWD và CBW . 6.5 Thủ tục nhập xuất số thập phân Mặc dù trong PC tất cả số liệu được biễu diễn dưới dạng binary. Nhưng việc biễu diễn dưới dạng thập phân sẽ thuận tiện hơn cho người dùng. Trong phần này chúng ta sẽ viết các thủ tục nhập xuất số thập phân . Khi nhập số liệu, nếu chúng ta gõ 21543 chẳng hạn thì thực chất là chúng ta gõ vào một chuỗi ký tự, bên trong PC, chúng được biến đổi thành các giá trị nhị phân tương đương của 21543. Ngược lại khi xuất số liệu, nội dung nhị phân của thanh ghi hoặc vị trí nhớ phải được biến đổi thành một chuỗi ký tự biễu diễn một số thập phân trước khi chúng được in ra. Xuất số thập phân (Decimal Output) Chúng ta sẽ viết một thủ tục OUTDEC để in nội dung của thanh ghi AX như là một số nguyên thập phân có dấu. Nếu AX>0 ,OUTDEC sẽ in nội dung của AX dưới dạng thập phân. Nếu AX<0, OUTDEC sẽ in dấu trừ (-), thay AX = -AX (đổi thànb số dương ) rồi in số dương này sau dấu trừ (-). Như vậy là trong cả 2 trường hợp, OUTDEC sẽ in giá trị thập phân tương đương của một số dương. Sau đây là thuật toán : 51
Bài giảng môn Assembly Algorithm for Decimal Output 1. IF AX 0 ; THEN PUSH AX ; save AX MOV DL,’-’ ; GET ‘-’ MOV AH,2 INT 21H ; print ‘-’ POP AX ; get AX back NEG AX ; AX = -AX 52
Bài giảng môn Assembly @END_IF1: ; get decimal digits XOR CX,CX ; clear CX for counts digit MOV BX,10d ; BX has divisor @REPEAT1: XOR DX,DX ; clear DX DIV BX ; AX:BX ; AX = qoutient, DX= remainder PUSH DX ; push remainder onto stack INC CX ; increment count ;until OR AX,AX ; qoutient = 0? JNE @REPEAT1 ; no keep going ; convert digits to characters and print MOV AH,2 ; print character function ; for count times do @PRINT_LOOP: POP DX ; digits in DL OR DL,30h ; convert digit to character INT 21H ; print digit LOOP @PRINT_LOOP ;end_for POP DX ; restore registers POP CX POP BX POP AX RET OUTDEC ENDP Toán tử giả INCLUDE Chúng ta có thể thay đổi OUTDEC bằng cách đặt nó bên trong một chương trình ngắn và chạy chương trình trong DEBUG. Để đưa thủ tục OUTDEC vào trong chương trình mà không cần gõ nó, chúng ta dùng toán tử giả INCLUDE với cú pháp như sau : INCLUDE filespec ở đây filespec dùng để nhận dạng tập tin (bao gồm cả đường dẫn của nó ) . Ví dụ tập tin chứa OUTDEC là PGM6_1.ASM ở ổ A:. Chúng ta có thể viết : INCLUDE A:\PGM6_1.ASM Sau đây là chương trình để test thủ tục OUTDEC TITLE PGM6_2 : DECIMAL OUTPUT .MODEL SMALL .STACK 100h .CODE MAIN PROC 53
Bài giảng môn Assembly CALL OUTDEC MOV AH,4CH INT 21H MAIN ENDP INCLUDE A:\PGM6_1.ASM END MAIN Sau khi dịch, chúng ta dùng DEBUG nhập số liệu và chạy chương trình . Nhập Thập phân (Decimal input) Để nhập số thập phân chúng ta cần biến đổi một chuỗi các digits ASCII thành biễu diễn nhị phân của một số nguyên thập phân. Chúng ta sẽ viết thủ tục INDEC để làm việc này . Trong thủ tục OUTDEC chúng ta chia lặp cho 10d. Trong thủ tục INDEC chúng ta sẽ nhân lặp với 10d . Decimal Input Algorithm Total = 0 read an ASCII digit REPEAT convert character to a binary value total = 10x total +value read a chracter UNTIL chracter is a carriage return Ví dụ : nếu nhập 123 thì xử lý như sau : total = 0 read ‘1’ convert ‘1’ to 1 total = 10x 0 +1 =1 read ‘2’ convert ‘2’ to 2 total = 10x1 +2 =12 read ‘3’ convert ‘3’ to 3 total = 10x12 +3 =123 Sau đây chúng ta sẽ xây dựng thủ tục INDEC sao cho nó chấp nhận được các số thập phân có dấu trong vùng - 32768 đến +32767 (một từ ). Chương trình sẽ in ra một dấu “?” để nhắc người dùng gõ vào dấu + hoặc -, theo sau đólà một chuỗi các digit và kết thúc là ký tự CR. Nếu người dùng gõ vào một ký tự không phải là 0 đến 9 thì thủ tục sẽ nhảy xuống dòng mới và bắt đầu lại từ đầu. Với những yêu cầu như trên đây thủ tục nhập thập phân phải viết lại như sau : Print a question mask Total = 0 negative = false Read a character CASE character OF ‘-’ : negative = true 54
Bài giảng môn Assembly read a chracter ‘+’; read a charcter END_CASE REPEAT IF character not between ‘0’ and ‘9’ THEN goto beginning ELSE convert character to a binary value total = 10xtotal + value IND_IF read acharacter UNTIL character is a carriage return IF negative = true then total = - total END_IF Thủ tục có thể mã hoá như sau (ghi vào đĩa A : với tên là PGM6_2.ASM) INDEC PROC ; read a number in range -32768 to +32767 ; input : none ; output : AX = binary equvalent of number PUSH BX ; Save regiter PUSH CX PUSH DX ; print prompt @BEGIN: MOV AH,2 MOV DL,’?’ INT 21h ; print ‘?’ ; total = 0 XOR BX,BX ; CX holds total ; negative = false XOR CX,CX ; cx holds sign ; read a character MOV AH,1 INT 21h ; character in AL ; CASE character of CMP AL,’-’ ; minus sign JE @MINUS CMP AL,’+’ ; Plus sign 55
Bài giảng môn Assembly JE @PLUS JMP @REPEAT2 ; start processing characters @MINUS: MOV CX,1 @PLUS: INT 21H @REPEAT2: ; if character is between ‘0’ to ‘9’ CMP AL,’0’ JNGE @NOT_DIGIT CMP Al,’9’ JNLE @NOT_DIGIT ; THEN convert character to digit AND AL,000FH ; convert to digit PUSH AX ; save digit on stack ; total =10x total + digit MOV AX,10 MUL BX ; AX= total x10 POP BX ; Retrieve digit ADD BX,AX ; TOTAL = 10XTOTAL + DIGIT ;read a character MOV AH,1 INT 21h CMP AL,0DH JNE @REPEAT ; until CR MOV AX,BX ; restore total in AX ; if negative OR CX,CX ; negative number JE @EXIT ; no exit ;then NEG AX ; end_if @EXIT: POP DX POP CX POP BX RET ; HERE if illegal character entered @NOT_DIGIT MOV AH,2 MOV DL,0DH 56
Bài giảng môn Assembly INT 21h MOV DL,0Ah INT 21h JMP @BEGIN INDEC ENDP TEST INDEC Có thể test thủ tục INDEC bằng cách tạo ra một chương trình dùng INDEC cho nhập thập phân và OUTDEC cho xuất thập phân như sau : TITLE PGM6_4.ASM .MODEL SMALL .STACK 100h .CODE MAIN PROC ; input a number CALL INDEC PUSH AX ; save number ; move cursor to a new line MOV AH,2 MOV DL,0DH INT 21h MOV DL,0Ah INT 21H ;output a number POP AX CALL OUTDEC ; dos exit MOV AH,4CH INT 21H MAIN ENDP INCLUDE A:\PGM6_1.ASM ; include outdec INCLUDE A:\PGM6-2.ASM ; include indec END MAIN 57
Bài giảng môn Assembly Chương 7 - MẢNG VÀ CÁC CHẾ ĐỘ ĐỊA CHỈ Trong chương này chúng ta sẽ đề cập đến mảng một chiều và các kỹ thuật xử lý mảng trong Assembly. Phần còn lại củachương này sẽ trình bày các chế độ địa chỉ. 7.1 Mảng một chiều Mảng một chiều là một danh sách các phần tử cùng loại và có trật tự. Có trật tự có nghĩa là có phần tử thứ nhất, phần tử thứ hai, phần tử thứ ba Trong toán học, nếu A là một mảng thì các phần tử của mảng được định nghĩa làA[1}, A[2], A[3} Hình vẽ là dưới đây là mảng A có 6 phần tử . Index 1 A[1] 2 A[2] 3 A[3] 4 A[4] 5 A[5] 6 A[6] Trong chương 1 chúng ta đã dùng toán tử giả DB và DW để khai báo mảng byte và mảng từ. Ví dụ, một chuổi 5 ký tự có tên là MSG MSG DB ‘abcde’ hoặc một mảng từ W gồm 6 số nguyên mà giá trị ban đâù của chúng là 10,20,30,40.50 và 60 W DW 10,20,30,40,50,60 Địa chỉ của biến mảng gọi là địa chỉ cơ sở của mảng (base address of the array). Trong mảng W thì địa chỉ cơ sở là 10 .Nếu địa chỉ offset của W là 0200h thì trong bộ nhớ mảng 6 phần tử nói trên sẽ như sau : Offset address Symbolic address Decimal content 0200h W 10 0202h W + 2h 20 0204h W + 4h 30 0206h W + 6h 40 0208h W + 8h 50 020Ah W + Ah 60 Toán tử DUP (Duplicate) Có thể định nghĩa một mảng mà các phần tử của nó có cùng một giá trị ban đầu bằng phép DUP như sau : repeat_count DUP (value) lặp lại một số (VALUE) n lần (n = repeat_count) Ví dụ : GAMMA DW 100 DUP (0) ; tạo một mảng 100 từ mà giá trị ban đâù là 0 DELTA DB 212 DUP (?) ; tạo một mảng 212 byte giá trị chưa xác định DUP có thể lồng nhau, ví dụ : LINE DB 5,4,3 DUP (2, 3 DUP (0) ,1) 58
Bài giảng môn Assembly tương đương với : LINE DB 5,4,2,0,0,0,1,2,0,0,0,1,2,0,0,0,1 Vị trí các phần tử của một mảng Địa chỉ của một phần tử của mảng có thể được xác định bằng cách cộng một hằng số với địa chỉ cơ sở. Giả sử A là một mảng và S chỉ ra số byte của một phần tử của mảng (S=1 đối với mảng byte và S=2 đối với mảng từ ). Vị trí của các phần tử của mảng A có thể tính như sau : Position Location 1 A 2 A + 1xS 3 A + 2xS . . N A + (N-1)xS Ví dụ : Trao đổi phần tử thứ 10 và thứ 25 của mảng từ W . Phần tử thứ 10 là W[10] có địa chỉ là W+9x2=W+18 Phần tử thứ 25 là W[25] có địa chỉ là W+24x2=W+48 Vì vậy có thể trao đổi chúng như sau : MOV AX,W+18 ; AX = W[10] XCHG W+48,AX ; AX= W[25] MOV W+18, AX ; complete exchange 7.2 Các chế độ địa chỉ (addressing modes) Cách thức chỉ ra toán hạng trong lệnh gọi là chế độ địa chỉ. Các chế độ địa chỉ thường dùng là : - Chế độ địa chỉ bằng thanh ghi (register mode) : toán hạng là thanh ghi - Chế độ địa chỉ tức thời (immediate mode) : toán hạng là hằng số - Chế độ địa chỉ trực tiếp (direct mode) : toán hạng là biến Ví dụ : MOV AX,0 ; AX là register mode còn 0 là immediate mode ADD ALPHA,AX ; ALPHA là direct mode Ngoài ra còn có 4 chế độ địa chỉ khác là : - Chế độ địa chỉ gián tiếp bằng thanh ghi (register indirect mode ) - Chế độ địa chỉ cơ sở (based mode) - Chế độ địa chỉ chỉ số (indexed mode) - Chế độ địa chỉ chỉ số sơ sở (based indexed mode) 7.2.1 Chế độ địa chỉ gián tiếp bằng thanh ghi Trong chế độ địa chỉ gián tiếp bằng thanh ghi, địa chỉ offset của toán hạng được chưá trong 1 thanh ghi. Chúng ta nói rằng thanh ghi là con trỏ (pointer) của vị trí nhớ. Dạng toán hạng là [register]. Trong đó register là các thanh ghi BX, SI, DI , BP. Đối với các thanh ghi BX, SI, DI thì thanh ghi đoạn là DS. Còn thanh ghi đoạn của BP là SS . Ví dụ : giả sử rằng SI = 100h và từ nhớ tại địa chỉ DS:0100h có nội dung là 1234h. Lệnh MOV AX,[SI] sẽ copy 1234h vào AX . Giả sử rằng nội dung các thanh ghi và nội dung của bộ nhớ tương ứng là như sau : Thanh ghi Nội dung Offset Nội dung bộ nhớ 59
Bài giảng môn Assembly AX 1000h 1000h 1BACh SI 2000h 2000h 20FFh DI 3000h 3000h 031Dh Ví dụ 1: Hãy cho biết lệnh nào sau đây là hợp lý, offset nguồn và kết qủa của các lệnh hợp lý . a. MOV BX,[BX] b. MOV CX,[SI] c. MOV BX,[AX] d. ADD [SI],[DI] e. INC [DI] Lời giải : Source offset Result a 1000h 1BACh b 2000h 20FFh c illegal source register (must be BX,SI,DI) d illegal memory-memory add e 3000h 031Eh Ví dụ 2 : Viết đoạn mã để cộng vào AX 10 phần tử của một mảng W định nghĩa như sau : W DW 10,20,30,40,50,60,70,80,90,100 Giải : XOR AX,AX ; xoá AX LEA SI,W ; SI trỏ tới địa chỉ cơ sở (base) của mảmg W . MOV CX,10 ; CX chưá số phần tử của mảng ADDITION: ADD AX,[SI] ; AX=AX + phần tử thứ nhất ADD SI,2 ; tăng con trỏ lên 2 LOOP ADDITION ; lặp Ví dụ 3 : Viết thủ tục để đảo ngược một mảng n từ. Điều này có nghĩa là phần tử thứ nhất sẽ đổi thành phần tử thứ n, phần tử thứ hai sẽ thành phần tử thứ n-1 Chúng ta sẽ dùng SI như là con trỏ của mảng còn BX chứa số phần tử của mảng (n từ ) . Giải : Số lần trao đổi là N/2 lần. Nhớ rằng phần tử thứ N của mảng có địa chỉ A+2x(N-1) Đoạn mã như sau : REVERSE PROC ; input: SI= offset of array ; BX= number of elements ; output : reverse array PUSH AX ; cất các thanh ghi PUSH BX PUSH CX PUSH SI PUSH DI ; DI chỉ tới phần tử thứ n 60
Bài giảng môn Assembly MOV DI,SI ; DI trỏ tới từ thứ nhất MOV CX,BX ; CX=BX=n : số phần tử DEC BX ; BX=n-1 SHL BX,1 ;BX=2x(n-1) ADD DI,BX ;DI = 2x(n-1) + offset của mảng : chỉ tới phần tử ; thứ n SHR CX,1 ;CX=n/2 : số lần trao đổi ; trao đổi các phần tử XCHG_LOOP: MOV AX,[SI] ; lấy 1 phần tử ở nửa thấp của mảng XCHG AX,[DI] ; đưa nó lên nửa cao của mảng MOV [SI],AX ; hoàn thành trao đổi ADD SI,2 ; SI chỉ tới phần tử tiếp theo của mảng SUB DI,2 ; DI chỉ tới phần tử thứ n-1 LOOP XCHG_LOOP POP DI POP SI POP CX POP BX POP AX RET REVERSE ENDP 7.2.2 Chế độ địa chỉ chỉ số và cơ sở Trong các chế độ địa chỉ này, địa chỉ offset của toán hạng có được bằng cách cộng một số gọi là displacement với nội dung của một thanh ghi . Displacement có thể là : - địa chỉ offset của một biến, ví dụ A - một hằng (âm hoặc dương ), ví dụ -2 - địa chỉ offset của một biến cộng với một hằng số, ví dụ A+4 Cú pháp của một toán hạng có thể là một trong các kiểu tương đương sau : [ register + displacement] [displacement + register] [ register]+ displacement [ displacement]+ register displacement[register] Các thanh ghi phải là BX, SI, DI (địa chỉ đoạn phải là thanh ghi DS) và BP (thanh ghi SS chứa địa chỉ đoạn ) Chế độ địa chỉ được gọi là cơ sở (based) nếu thanh ghi BX(base register) hoặc BP (base pointer) được dùng . Chế độ địa chỉ được gọi là chỉ số (indexed) nếu thanh ghi SI(source index) hoặc DI (destination index) được dùng . Ví dụ : Giả sử rằng W là mảng từ và BX chưá 4. Trong lệnh MOV AX,W[BX} 61
Bài giảng môn Assembly displacement là địa chỉ offset của biến W. Lệnh này sẽ di chuyển phần tử có điạ chỉ W+4 vào thanh ghi AX. Lệnh này cũng có thể viết dưới các dạng tương đương sau : MOV AX, [W+BX] MOV AX, [BX+W] MOV AX, W+[BX] MOV AX, [BX]+W Lấy ví dụ khác, giả sử rằng SI chứa địa chỉ của mảng từ W. Trong lệnh MOV AX,[SI+2] displacement là 2 .Lệnh này sẽ di chuyển nội dung của từ nhớ W+2 tới AX . Lệnh này cũng có thể viết dưới các dạng khác : MOV AX,[2+SI] MOV AX,2+[SI] MOV AX,[SI]+2 MOV AX,2[SI] Với chế độ địa chỉ cơ sở có thể viết lại code cho bài toán tính tổng 10 phần tử của mảng như sau: XOR AX,AX ; xoá AX XOR BX,BX ; xoá BX (thanh ghi cơ sở ) MOV CX,10 ; CX= số phần tử =10 ADDITION: ADD AX,W[BX} ; sum=sum+element ADD BX,2 ; trỏ tới phần tử thứ hai LOOP ADDITION Ví dụ : Giả sử rằng ALPHA được khai báo như sau : ALPHA DW 0123h,0456h,0789h,0ADCDH trong đoạn được địa chỉ bởi DS và giả sử rằng : BX =2 [0002]= 1084h SI=4 [0004]= 2BACh DI=1 Chỉ ra các lệnh nào sau đây là hợp lệ, địa chỉ offset nguồn và số được chuyển . a. MOV AX,[ALPHA+BX] b. MOV BX,[BX+2] c. MOV CX,ALPHA[SI} d. MOV AX,-2[SI] e. MOV BX,[ALPHA+3+DI] f. MOV AX,[BX]2 g. MOV BX,[ALPHA+AX] Giải : Source offset Number moved a ALPHA+2 0456h b 2+2 = 4 2BACh c ALPHA+4 0789h d -2+4=+2 1084h e ALPHA+3+1=ALPHA+4 0789h f illegal form source operand [BX]2 62
Bài giảng môn Assembly g illegal ; thanh ghi AX là không được phép Ví dụ sau đây cho thấy một mảng được xử lý như thế nào bởi chế độ địa chỉ chỉ số và cơ sở . Ví dụ : Đổi các ký tự viết thường trong chuỗi sau thành ký tự viết hoa . MSG DB ‘co ty lo lo ti ca ’ Giải : MOV CX,17 ; số ký tự chứa trong CX=17 XOR SI,SI ; SI chỉ số cho ký tự TOP: CMP MSG[SI], ‘ ’ ; blank? JE NEXT ; yes, skip AND MSG[SI],0DFH ; đổi thành chữ hoa NEXT: INC SI ; chỉ số ký tự tiếp theo LOOP TOP ; lặp Trong các chương trước chúng ta đã biết rằng các toán hạng của một lệnh phải cùng loại, tức là cùng là byte hoặc cùng là từ .Nếu một toán hạng là hằng số thì ASM sẽ chuyển chúng thành loại tương ứng với toán hạng kia. Ví dụ, ASM sẽ thực hiện lệnh MOV AX,1 như là lệnh toán hạng từ. Tương tự, ASM sẽ thực hiện lệnh MOV BH,5 như là lệnh byte. Tuy nhiên, lệnh MOV [BX],1 là không hợp lệ vì ASM không biết toán hạng chỉ bởi thanh ghi BX là toán hạng byte hay toán hạng từ. Có thể khắc phục điều này bằng toán tử PTR như sau : MOV BYTE PTR [BX],1 ; toán hạng đích là toán hạng byte MOV WORD PTR [BX],1 ; toán hạng đích là toán hạng từ Ví dụ : Thay ký tự t thành T trong chuỗi được định nghĩa bởi : MSG DB ‘this is a message’ Cách 1: Dùng chế độ địa chỉ gián tiếp thanh ghi : LEA SI,MSG ; SI trỏ tới MSG MOV BYTE PTR [SI],’T’ ; thay t bằng T Cách 2 : Dùng chế độ địa chỉ chỉ số : XOR SI,SI ; xoá SI MOV MSG[SI],’T ’ ; thay t bởi T Ở đây không cần dùng PTR vì MSG là biến byte . Nói chung toán tử PTR được dùng để khai báo loại (type) của toán hạng. Cú pháp chung của nó như sau: Type PTR address_expression Trong đó Type : byte, word, Dword Addres_expression : là các biến đã được khai báo bởi DB,DW, DD . Ví dụ chúng ta có 2 khai báo biến như sau : DOLLARS DB 1AH CENTS DB 52H 63
Bài giảng môn Assembly và chúng ta muốn di chuyển DOLLARS vào AL, di chuyển CENTS vào AH chỉ bằng một lệnh MOV duy nhất. Có thể dùng lệnh sau : MOV AX, WORD PTR DOLLARS ; AL=DOLLARS và AH=CENTS Toán tử giả LABEL Có một cách khác để giải quyết vấn đề xung đột về loại toán hạng như trên bằng cách dùng toán tử giả LABEL như sau đây : MONEY LABEL WORD DOLLARS DB 1AH CENTS DB 52H Các lệnh trên đây khai báo biến MONEY là biến từ với 2 thành phần là DOLLARS và CENTS. Trong đó DOLLRAS có cùng địa chỉ với MONEY. Lệnh MOV AX, MONEY Tương đương với 2 lệnh : MOV AL, DOLLARS MOV AH, CENTS Ví dụ : Giả sử rằng số liệu được khai báo như sau : .DATA A DW 1234h B LABEL BYTE DW 5678h C LABEL WORD C1 DB 9Ah C2 DB 0bch Hãy cho biết các lệnh nào sau đây là hợp lệ và kết qủa của lệnh . a. MOV AX,B b. MOV AH,B c. MOV CX,C d. MOV BX,WORD PTR B e. MOV DL,WORD PTR C f. MOV AX, WORD PTR C1 Giải : a. không hợp lệ b. hợp lệ, 78h c. hợp lệ, 0BC9Ah d. hợp lệ, 5678h e. hợp lệ, 9Ah f. hợp lệ, 0BC9Ah Trong chế độ địa chỉ gián tiếp bằng thanh ghi, các thanh ghi con trỏ BX,SI hoặc DI chỉ ra địa chỉ offset còn thanh ghi đoạn là DS. Cũng có thể chỉ ra một thanh ghi đọan khác theo cú pháp sau : segment_register : [ pointer_register] Ví dụ : MOV AX, ES:[SI] nếu SI=0100h thì địa chỉ của toán hạng nguồn là ES:0100h Việc chiếm đọan cũng có thể dùng với chế độ địa chỉ chỉ số và chế độ địa chỉ cơ sở . 64
Bài giảng môn Assembly 7.2.5 Truy xuất đoạn stack Như chúng ta đã nói trên đây khi BP chỉ ra một địa chỉ offset trong chế độ địa chỉ gián tiếp bằng thanh ghi, SS sẽ cung cấp số đoạn. Điều này có nghĩa là có thể dùng dùng BP để truy xuất stack . Ví dụ : Di chuyển 3 từ tại đỉnh stack vào AX,BX,CX mà không làm thay đổi nội dung của stack . MOV BP,SP ; BP chỉ tới đỉnh stack MOV AX,[BP] ; copy đỉnh stack vào AX MOV BX,[BP+2] ; copy từ thứ hai trên stack vào BX MOV CX,[BP+4] ; copy từ thứ ba vào CX 7.3 Sắp xếp số liệu trên mảng Việc tìm kiếm một phần tử trên mảng sẽ dễ dàng nếu như mảng được sắp xếp (sort). Để sort mảng A gồm N phần tử có thể tiến hành qua N-1 bước như sau : Bước 1: Tìm số lớn nhất trong số các phần tử A[1] A[N]. Gán số lớn nhất cho A[N] . Bước 2 : Tìm số lớn nhất trong các số A[1] A[N-1]. Gán số lớn nhất cho A[N-1} . . . Bước N-1 : Tìm só lớn nhất trong 2 só A[1] và A[2}. Gán só lớn nhất cho A[2} Ví dụ : giả sử rằng mảng A chứa 5 phần tử là các số nguyên như sau : Position 1 2 3 4 5 initial 21 5 16 40 7 Bước 1 21 5 16 7 40 Bước 2 7 5 16 21 40 Bước 3 7 5 16 21 40 Bước 4 5 7 16 21 40 Thuật toán i =N FOR N-1 times DO find the position k of the largest element among A[1] A[i] Swap A[i] and A[k] (uses procedure SWAP ) i=i-1 END_FOR Sau đây là chương trình để sort các phần trong mộ mảng. Chúng ta sẽ dùng thủ tục SELECT để chọn phần tử trên mảng. Thủ tục SELECT sẽ goị thủ tục SWAP để sắp xếp. Chương trình chính sẽ như sau : TITLE PGM7_3: TEST SELECT .MODEL SMALL .STACK 100H .DATA A DB 5,2,,1,3,4 .CODE MAIN PROC MOV AX,@DATA 65
Bài giảng môn Assembly MOV DS,AX LEA SI,A MOV BX,5 ; số phần tử của mảng chứa trong BX CALL SELECT MOV AH,4CH INT 21H MAIN ENDP INCLUDE C:\ASM\SELECT.ASM END MAIN Tập tin SELECT.ASM chứa thủ tục SELECT vàthủ tục SWAP được viết như sau tại C:\ASM . SELECT PROC ; sắp xếp mảng byte ; input: SI = địa chỉ offset của mảng BX= số phần tử (n) của mảng ; output: SI = điạ chỉ offset của mảng đã sắp xếp . ; uses : SWAP PUSH BX PUSH CX PUSH DX PUSH SI DEC BX ; N = N-1 JE END_SORT ; Nếu N=1 thì thoát MOV DX,SI ; cất địa chỉ offfset của mảng vào DX ; lặp N-1 lần SORT_LOOP: MOV SI,DX ; SI trỏ tới mảng A MOV CX,BX ; CX = N -1 số lần lặp MOV DI,SI ; DI chỉ tới phần tử thứ nhất MOV AL,[DI] ; AL chứa phần tử thứ nhất ; tìm phần tử lớn nhất FIND_BIG: INC SI ; SI trỏ tới phần tử tiếp theo CMP [SI],AL ; phần tử tiếp theo > phần tử thứ nhất ING NEXT ; không, tiếp tục MOV DI,SI ; DI chứa địa chỉ của phần tử lớn nhất MOV AL,[DI] ; AL chứa phần tử lớn nhất NEXT: LOOP FIND_BIG ; swap phần tử lớn nhất với phần tử cuối cùng CALL SWAP 66
Bài giảng môn Assembly DEC BX ; N= N-1 JNE SORT_LOOP ; lặp nếu N<>0 END_SORT: POP SI POP DX POP CX POP BX RET SELECT ENDP SWAP PROC ; đổi chỗ 2 phần tử của mảng ; input : SI= phần tử thứ nhất ; DI = phần tử thứ hai ; output : các phần tử đã trao đổi PUSH AX ; cất AX MOV AL,[SI] ; lấy phần tử A[i] XCHG AL,[DI] ; đặt nó trên A[k] MOV [SI],AL ; đặt A[k] trên A[i] POP AX ; lấy lại AX RET SWAP ENDP Sau khi dịch chương trình, có thể dùng DEBUG để chạy thử và test kết qủa . 7.4 Mảng 2 chiều Mảng 2 chiều là một mảng của một mảng, nghĩa là một mảng 1 chiều mà các phần tử của nó là một mảng 1 chiều khác. Có thể hình dung mảng 2 chiều như một ma trận chữ nhật. Ví dụ mảng B gồm có 3 hàng và 4 cột (mảng 3x4) như sau : ROW\COLUMN 1 2 3 4 1 B[1,1] B[1,2] B[1,3] B[1,4] 2 B[2,1] B[2,2] B[2,3] B[2,4] 3 B[3,1] B[3,2] B[3,3] B[3,4] Bởi vì bộ nhớ là 1 chiều vì vậy các phần tử của mảng 2 chiều phải được lưu trữ trên bộ nhớ theo kiểu lần lượt. Có 2 cách được dùng : - Cách 1 là lưu trữ theo thứ tự dòng : trên mảng lưu trữ các phần tử của dòng 1 rồi đến các phần tử của dòng 2 - Cách 2 là lưu trữ theo thứ tự cột : trên mảng lưu trữ các phần tử của cột 1 rồi đến các phần tử của cột 2 Giả sử mảng B chứa 10,20,30,40 trên dòng 1 chứa 50,60,70,80 trên dòng 2 chưá 90,100,110,120 trên dòng 3 Theo trật tự hàng chúng được lưu trữ như sau : B DW 10,20,30,40 DW 50,60,70,80 67
Bài giảng môn Assembly DW 90,100,110,120 Theo trật tự cột chúng được lưu trữ như sau : B DW 10,50,90 DW 20,60,100 DW 30,70,110 DW 40,80,120 Hầu hết các ngôn ngữ cấp cao biên dịch mảng 2chiều theo trật tự dòng . Trong ASM, chúng ta có thể dùng một trong 2 cách : nếu các thành phần của một hàng được xử lý lần lượt thì cách lưu trữ theo trật tự hàng được dùng. Ngược lại thì dùng cách lưu trữ theo trật tự cột . Xác định một phần tử trên mảng 2 chiều : Giả sử rằng mảng A gồm MxN phần tử lưu trữ theo trật tự dòng. Goị S là độ lớn của một phần tử : S=1 nếu phần tử là byte, S=2 nếu phần tử là từ. Để tìm phần tử thứ A[i,j] thì cần tìm : hàng i và tìm phần tử thứ j trên hàng này. Như vậy phải tiến hành qua 2 bước : Bước 1: Hàng 1 bắt đầu tại vị trí A. Vì mỗi hàng có N phần tử, do đó Hàng 2 bắt đầu tại A+ NxS . Hàng 3 bắt đầu tại A+2xNxS . Hàng thứ i bắt đầu tại A+(i-1)xSxN . Bước 2: Phần tử thứ j trên một hàng cách vị trí đầu hàng (j-1)xS byte Từ 2 bước trên suy ra rằng trong mảng 2 chiều NxM phần tử mà chúng được lưu trữ theo trật tự hàng thì phần tử A[i,j] có địa chỉ được xác định như sau : A+((i-1)xN + (j-1))x S (1) Tương tự nếu lưu trữ theo trật tự cột thì phần tử A[i,j] có địa chỉ như sau : A+(i-1)+(j )xM)xS (2) Ví dụ : Giả sử A là mảng MxN phần tử kiểu từ (S=2) được lưu trữ theo kiểu trật tự hàng. Hỏi : Hàng i bắt đầu tại địa chỉ nào ? Cột j bắt đầu tại điạ chỉ nào ? Hai phần tử trên một cốt cách nhau bao nhiêu bytes Giải : Hàng i bắt đầu tại A[i,1] theo công thức (1) thì nó có địa chỉ là : A+(i-1)xNx2 Cột j bắt đầu tại A[1,j ] theo công thức (1) thì nó có địa chỉ : A+(j-1)x2 Vì có N cột nên 2 phần tử trên cùng một cột cách nhau 2xN byte . Trong chế độ này, địa chỉ offset của toán hạng là tổng của : 1. nội dung của thanh ghi cơ sở (BX or BP) 2. nội dung của thanh ghi chỉ số (SI or DI) 3. địa chỉ offset của 1 biến (tuỳ chọn) 4. một hằng âm hoặc dương (tuỳ chọn) Nếu thanh ghi BX được dùng thì DS chứa số đoạn của địa chỉ toán hạng .Nếu BP được dùng thì SS chưá số đoạn. Toán hạng được viết theo 4 cách dưới đây: 1. variable[base_register][index_register] 2. [base_register + index_register + variable + constant ] 3. variable [ base_register + index_register + constant] 4. constant [ base _ register + index_register + variable] Trật tự của các thành phần trong dấu ngoặc là tuỳ ý . Ví dụ, giả sử W là biến từ, BX=2 và SI =4. Lệnh MOV AX, W[BX][SI] 68
Bài giảng môn Assembly sẽ di chuyển nội dung của mảng tại địa chỉ W+2+4 = W+6 vào thanh ghi AX Lệnh này cũng có thể viết theo 2 cách sau : MOV AX,[W+BX+SI] MOV AX,W[BX+SI] Chế độ địa chỉ chỉ số cơ sở thường được dùng để xử lý mảng 2 chiều như ví dụ sau : Giả sử rằng A là mảng 5x7 từ được lưu trữ theo trật tự dòng. Viết đoạn mã dùng chế độ địa chỉ chỉ số để : 1) xóa dòng 3 2) xoá cột 4 Giải : 1) Dòng i bắt đầu tại A+(i-1)xNx2. Như vậy dòng 3 bắt đầu tại A+(2-1)x7x2= A + 28. Có thể xóa dòng 3 như sau : MOV BX,28 ; BX chỉ đến đầu dòng 3 XOR SI,SI ; SI sẽ chỉ mục cột MOV CX,7 ; CX= số phần tử của một hàng CLEAR: MOV A[BX][SI],0 ; xoá A[3,1] ADD SI,2 ; đến cột tiếp theo LOOP CLEAR 2) Cột j bắt đầu tại điạ chỉ A + (j-1)x2. Vậy cột 4 bắt đầu tại điạ chỉ A+(4-1)x2 = A+ 6. Hai phần tử trên một cột cách nhau Nx2 byte, ở đây N=7, vậy 2 phần tử cách nhau 14 byte. Có thể xóa cột 4 như sau : MOV SI,6 ; SI chỉ đến cột 4 XOR BX,BX ; BX chỉ đến hàng MOV CX,5 ; CX= 5 : số phần tử trên một cột CLEAR: MOV A[BX][SI],0 ; Xoá A[i,4] ADD BX,1 ; đến dòng tiếp theo LOOP CLEAR 7.6 Ưng dụng để tính trung bình Giả sử một lớp gồm 5 sinh viên và có 4 môn thi. Kết qủa cho bởi mảng 2 chiều như sau : Tên SV Bài thi 1 Bài thi 2 Bài thi 3 Bài thi 4 Mary 67 45 98 33 Scott 70 56 87 44 George 82 72 89 40 Beth 80 67 95 50 Scam 78 76 92 60 Chúng ta sẽ viết 1 chương trình tính điểm trung bình cho mỗi bài thi. Để làm điều này có thể tổng theo cột rồi chia cho 5 . Thuật toán : 1. j = 4 2. repeat 3. Sum the scores in column j 69