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9-汇编转移指令-offset+jmp+jcc+loop
阅读量:278 次
发布时间:2019-03-01

本文共 5971 字,大约阅读时间需要 19 分钟。

可以修改IP,或同时修改CS和IP的指令统称为转移指令。概括地讲,转移指令就是可以控制CPU执行内存中某处代码的指令。

8086CPU的转移行为有以下两类:

  • 只修改IP时,称为段内转移,比如:jmp ax
  • 同时修改CS和IP时,称为段间转移,比如:jmp 1000:0

由于转移指令对IP的修改范围不同,段内转移又分为:短转移和近转移:

  • 短转移IP的修改范围为-128~127
  • 近转移IP的修改范围为-32768~32767

8086CPU的转移指令分为以下几类:

  • 无条件转移指令(如:jmp)
  • 条件转移指令
  • 循环指令(如:loop)
  • 过程
  • 中断

一、操作符offset

操作符offset在汇编语言中是由编译器处理的符号,它的功能是取得标号的偏移地址,比如下面的程序:

assume code:codesgcodesg segmentstart:	mov ax,offset start		;相当于mov ax,0	s:	mov ax,offset s			;相当于mov ax,3	codesg endsend start

在上面的程序中,offset操作符取得了标号start和s的偏移地址0和3,因为start是代码段中的标号,它所标记的指令是代码段中的第一条指令,偏移地址为0;而s是代码段中的标号,它所标记的指令是代码段中的第二条指令,第一条指令长度为3个字节,则s的偏移地址为3

例题:

有如下的程序段,填写两条指令,使程序在运行中将s处的一条指令复制到s0处。

assume cs:codesgcodesg segments:

二、jmp指令

jmp为无条件转移指令,可以只修改IP,也可以同时修改CS和IP。jmp指令要给出两种信息:

  • 转移的目的地址
  • 转移的距离(段间转移、段内短转移、段内近转移)

不同的给出目的地址的方法,和不同的转移位置,对应有不同格式的jmp指令。

2.1 根据位移进行转移的jmp指令

jmp short 标号(转到标号处执行指令)

这种格式的jmp指令实现的是段内短转移,它对IP的修改范围为-128~127,也就是说,它向前转移时最多越过128个字节,向后转移可以最多越过127个字节。jmp指令中的“short”符号,说明指令进行的是短转移。jmp指令中的“标号”是代码段中的标号,指令了指令要转移的目的地,转移指令结束后,CS:IP应该指向标号处的指令。

比如:

程序9.1:

assume cs:codesgcodesg segmentstart:	mov ax,0		jmp short s		add ax,1	s:	inc ax		codesg endsend start

上面的程序执行后,ax中的值为1,因为执行jmp short s后,越过了add ax,1,IP指向了标号s处的inc ax。也就说,程序只进行了一次ax+1操作。

接下来我们看下汇编指令jmp short s对应的机器指令应该是什么样的,首先我们先看下别的汇编指令和其对应的机器指令:

汇编指令 机器指令
mov ax,0123h B8 23 01
mov ax,ds:[0123h] A1 23 01
push ds:[0123h] FF 36 23 01

可以看到,在一般的汇编指令中,汇编指令中的idata(立即数),不论它是表示一个数据还是内存单元的偏移地址,都会在对应的机器指令中出现,因为CPU执行的是机器指令,它必须要处理这些数据或地址。

将程序9.1翻译成机器码,得到的结果如下所示:

在这里插入图片描述
对照汇编程序,我们可以看到,Debug将jmp short s中的s表示为了inc ax指令的偏移地址8,并将 jmp short s表示为jmp 0008,表示转移到cs:0008处。这一切似乎合理,可是当我们查看jmp short s或是jmp 0008所对应的机器码,却发现了一些问题。

jmp 0008或jmp short s所对应的机器码为 EB 03,注意,这个机器码中不包含转移的目的地址,这意味着,CPU在执行EB 03的时候,并不知道转移的目的地址。

所以CPU在执行EB 03的时候是根据什么修改的IP,使其指向目标指令呢?就是根据指令码中的03。注意,要转移的目的地址是CS:0008,而CPU执行EB 03时,当前的(IP)=0005H,如果将当前的IP值加3,使(IP)=0008H,CS:IP就可指向目标指令。在转移指令EB 03中并没有告诉CPU要转移的目的地址,却告诉了CPU要转移的位移,即将当前的IP向后移动3个字节。

转移的位移是编译器根据汇编指令中的”标号“计算出来的,方法如下所示:

在这里插入图片描述

实际上,”jmp short 标号“的功能为:(IP)=(IP)+8位位移

  • 8位位移=标号处的地址-jmp指令后的第一个字节的地址
  • short指明此处的位移为8位位移
  • 8位位移的范围为-128~127,用补码表示
  • 8位位移由编译程序在编译时算出

还有一种和"jmp short 标号"功能相近的指令格式,jmp near ptr 标号,它实现的是段内近转移。

"jmp near ptr 标号"的功能为:(IP)=(IP)+16位位移

  • 16位位移=标号处的地址-jmp指令后的第一个字节的地址
  • near ptr指明此处的位移为16位位移,进行的是段内近转移
  • 16位位移的范围为-32768~32767,用补码表示
  • 16位位移由编译程序在编译时算出

2.2 转移的目的地址在指令中的jmp指令

前面所讲的jmp指令,其对应的机器指令中并没有转移的目的地址,而是相对于当前IP的转移位移。

”jmp far ptr 标号“实现的是段间转移,far ptr指明了指令用标号的段地址和偏移地址修改CS和IP。

看下面的程序:

程序9.3

assume cs:codesgcodesg segmentstart:	mov ax,0		mov bx,0		jmp far ptr s		db 256 dup (0)	s:	add ax,1		inc ax			codesg endsend start

在Debug中将程序9.3翻译成机器码,看到的结果如下所示:

在这里插入图片描述
如上图所示,源程序中的db 256 dup (0),被Debug解释为相应的若干条汇编指令。这不是关键,关键是,我们要注意一下jmp far ptr s所对应的机器码:EA 0B 01 D2 1C,其中包含转移的目的地址。"0B 01 D2 C1"是目的地址在指令中的存储顺序,高地址的"D2 1C"是转移的段地址:1CD2H,低地址的"0B 01"是偏移地址010BH。

2.3 转移地址在寄存器中的jmp指令

指令格式:jmp 16位 reg

功能:(IP)=(16位reg)

2.4 转移地址在内存中的jmp指令

转移地址在内存中的jmp指令有两种格式:

jmp word ptr 内存单元地址(段内转移)

功能:从内存单元地址处开始存放着一个字,是转移的目的偏移地址。

内存单元地址可用寻址方式的任一格式给出。

比如,下面的指令:

mov ax,0123Hmov ds:[0],axjmp word ptr ds:[0]

执行后,(IP)=0123H

又比如,下面的指令:

mov ax,0123Hmov [bx],axjmp word ptr [bx]

执行后,(IP)=0123H

jmp dword ptr 内存单元地址(段间转移)

功能:从内存单元地址处开始存放着两个字,高地址处的字是转移的目的段地址,低地址处是转移的目的偏移地址。

(CS)=(内存单元地址+2)

(IP)=(内存单元地址)

内存单元地址可用寻址方式的任一格式给出。

比如,下面的指令:

mov ax,0123Hmov ds:[0],axmov word ptr ds:[2],0jmp dword ptr ds:[0]

执行后,(CS)=0,(IP)=0123H,CS:IP指向0000:0123

又比如,下面的指令:

mov ax,0123Hmov [bx],axmov word ptr [bx+2],0jmp dword ptr [bx]

执行后,(CS)=0,(IP)=0123H,CS:IP指向0000:0123

例题:

程序如下:

assume cs:codedata segment	?data endscode segmentstart:	mov ax,data		mov ds,ax		mov bx,0		jmp word ptr [bx+1]code endsend start

若要使程序中的jmp指令执行后,CS:IP指向程序中的第一条指令,在data段中应该定义哪些数据?

答案:

注意这里offset start=0,所以只需要[bx+1]内存处存储0即可,所以答案可以是db 0,0,0

三、jcxz指令

jcxz指令为有条件转移指令,所有的有条件转移指令都是短转移,在对应的机器码中包含转移的位移,而不是目的地址。对IP的修改范围都为-128~127

指令格式, jcxz 标号(如果(cx)=0,转移到标号处执行)

操作:当(cx)=0时,(IP)=(IP)+8位位移

  • 8位位移=标号处的地址-jcxz指令后的第一个字节的地址
  • 8位位移的范围为-128~127,用补码表示
  • 8位位移由编译程序在编译时算出

当(cx) ≠ \ne = 0时,什么也不做(程序向下执行)。

我们从jcxz的功能可以看出,“jcxz 标号”的功能相当于:

if((cx)==0) jmp short 标号

例题:

利用jcxz指令,实现在内存2000H段中查找第一个值为0的字节,找到后,将它的偏移地址存储在dx中。

assume cs:codecode segmentstart:	mov ax,2000H		mov ds,ax		mov bx,0	s:	________		________		________		________		jmp short s   ok:	mov dx,bx   		mov ax,4c00h   		int 21hcode endsend start

答案:

mov ch,0mov cl,[bx]jcxz okinc bx

四、loop指令

loop指令为循环指令,所有的循环指令都是短转移,在对应的机器码中包含转移的位移,而不是目的地址。对IP的修改范围都是-128~127

指令格式:loop 标号

操作:

  1. (cx)=(cx)-1
  2. 如果(cx) ≠ \ne = 0,(IP)=(IP)+8位位移

注意:

  • 8位位移=标号处的地址-loop指令后的第一个字节的地址
  • 8位位移的范围为-128~127,用补码表示
  • 8位位移由编译程序在编译时算出

如果(cx)=0,什么也不做(程序向下执行)

我们从loop的功能中可以看出,“loop 标号”的功能相当于:

(cx)--if((cx)!=0) jmp short 标号

五、根据位移进行转移的意义

前面我们讲到:

jmp short 标号jmp near ptr 标号jcxz 标号loop 标号

等几种汇编指令,它们对IP的修改是根据转移目的地址和起始地址之间的位移来进行的。在它们对应的机器码中不包含转移的目的地址,而包含的是到目的地址的位移。

这种设计,方便了程序段在内存中的浮动装配。

例如:

汇编指令				机器代码	mov cx,6			B9 06 00	mov ax,10h			B8 10 00s:	add ax,ax			01 C0	loop s				E2 FC

这段程序装在内存中的不同位置都可正确执行,因为loop s在执行时只涉及s的位移,而不是s的地址。如果loop s的机器码中包含的是s的地址,则就对程序段在内存中的偏移地址有了严格的限制,因为机器码中包含的是s的地址,如果s处的指令不在目的地址处,程序的执行就会出错。而loop s的机器码中包含的是转移的位移,就不存在这个问题了,因为,无论s处的指令的实际地址是多少,loop指令的转移位移是不变的。

六、编译器对转移位移超界的检测

注意,根据位移进行转移的指令,它们的转移范围收到转移位移的限制,如果在源程序中出现了转移范围超界的问题,在编译的时候,编译器将报错。

比如,下面的程序将引起编译错误:

assume cs:codecode segmentstart:	jmp short s		db 128 dup (0)	s:	mov ax,0ffffhcode endsend start

jmp short s的转移范围是-128~127,IP最多向后移动127个字节。

分析一个奇怪的程序:

分析下面的程序,思考下这个程序是否可以正确返回。

assume cs:codesgcodesg segment		mov ax,4c00h		int 21hstart:	mov ax,0	s:	nop		nop		mov di,offset s		mov si,offset s2		mov ax,cs:[si]		mov cx:[di],ax		   s0:	jmp short s   s1: 	mov ax,0   		int 21h   		mov ax,0   s2:	jmp short s1   		nopcodesg endsend start

答案:

可以正常返回,jmp short s1的机器码是EBF6,即使得当前的IP=IP-10,将这条指令移动到s处后,jmp short s1不会指向s1了,而是知道相对当前位置-10的位置,即mov ax,4c00h,所以这个程序可以正确返回。

四、汇编JCC指令表

JCC指条件跳转指令,CC就是指条件码

JCC指令 中文含义 英文原意 检查符号位 典型C应用
JZ/JE 若为0则跳转;若相等则跳转 jump if zero/equal ZF=1 if(i==j);if(i==0)
JNZ/JNE 若不为0则跳转;若不相等则跳转 jump if not zero/equal ZF=0 if(i!=j);if(i!=0)
JS 若为负则跳转 jump if sign SF=1 if(i<0)
JNS 若为正则跳转 jump if not sign SF=0 if(i>0)
JP/JPE 若1出现次数为偶数则跳转 jump if Parity(Even) PF=1 (null)

转载地址:http://xjtx.baihongyu.com/

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