程序控制指令

程序控制类指令的本质是：
- 控制程序的执行方向
决定程序执行方向的因素：
- CS, IP

修改IP，会使程序改变在当前代码段中执行的顺序**
同时修改CS和IP，会使程序走向另一个代码段执行

这两个寄存器的值，不能被随便修改。可以作为源操作数，但是一般不能作为目标操作数存在。

程序控制类指令以“隐含”的方式修改CS和IP，以实现控制程序走向的目的（Intel指令集不允许由指令直接修改CS和IP）

通过修改IP或CS和IP，实现程序的三种基本控制结构

顺序，选择（分支），循环

学习程序控制类指令，需要重点关注： 如何实现对CS和IP的修改

转移指令
循环控制
过程调用
中断控制

转移指令

通过修改指令的偏移地址或段地址及偏移地址实现程序的转移

无条件转移指令 –> 无条件转移到目标地址
条件转移指令 –> 当具备一定条件时转移到目标地址
(通常指状态标志位)

无条件转移指令

format:
- JMP OPRD

可以实现在当前代码段内或段间转移

JMP

无条件段内转移

转移的 目标地址 在当前代码段内，段地址不改变。
目标地址是16位偏移地址。
- 指令中直接给出目标地址->段内直接转移
- 指令中的寄存器或存储器操作数指出目标地址->段内间接转移

段内转移

段内直接转移

转移目标地址由指令直接给出
format:
- JMP Label -> 标号起名：不超过32字符，首字母不是数字

标号最好有具体含义，JMP与Label间无说明->近地址标号

JMP会计算IP与Label之间的位移量
下一条要执行指令的偏移地址=IP+位移量

段内间接转移

段内间接转移
- 转移的目标地址存放在某个16位寄存器或存储器的某两个单元
e.g.
- MOV BX, 1200H
- JMP BX
执行完上述指令后：
- IP=1200H

1 2	MOV BX, 1200 JMP WORD PTR[BX]

JMP2

段间转移

转移的 目标地址 不在当前代码段内。
目标地址 为32位，包括段地址和偏移地址。
（目标地址->指令中直接给出->段间直接转移
（指令中32bit存储器操作数指出目标地址–>段间间接转移

段间间接转移

段间间接寻址
- 转移的目标地址由指令中的32bit操作数给出
- 32bit目标地址须存放于内存中

32位操作数/地址，低位IP高位CS

e.g.
- JMP DWORD PTR[BX]

JMP

JMP3

e.g.

MOV SI, 1122H
MOV WORD PTR[SI], 0120H
ADD SI, 2
MOV WORD PTR[SI], 0122H
JMP WORD PTR[SI]

以上为段内转移
JMP4

e.g.

MOV SI, 1122H
MOV WORD PTR[SI], 0120H
ADD SI, 2
MOV WORD PTR[SI], 0122H
JMP DWORD PTR[SI-2]

JMP5

跳转后CS:0122H IP:0120H

条件转移指令

在满足一定条件下，程序转移到目标地址继续执行
条件转移指令均为段内短转移，即转移范围为：
-128 ——> +127

基于1个标志为状态

JC/JNC
- 判断CF的状态。常用于两个无符号数大小比较
JZ/JNZ
- 判断ZF的状态。常用于循环体的结束判断
JO/JNO
- 判断OF的状态。常用于有符号数溢出的判断
JP/JPE、JNP/JPO
- 判断PF的状态。用于判断运算结果低8位中1的个数是否位偶数
JS/JNS
- 判断SF的状态。常用于判读数的性质

基于2or3标志位状态

JA/JAE/JB/JBE
- 判断CF或CF+ZF的状态。常用于无符号数大小的比较。
JG/JGE/JL/JLE
- 判断SF+OF或SF+OF+ZF的状态。常用于有符号数大小的比较

基于CX内容转移的指令

JCXZ
- 可根据指令执行后CX的结果实现转移

条件转移例

统计内存数据段中以TABLE为首地址的100个8bit带符号数中，正数、负数和零元数的个数。
基本思路：
- 可先将存放统计值的单元（或寄存器）清零
- 读取一个数，通过标志位的状态判断数的性质
  - 最高位为1，则为负数
  - 最高位为0，则为正数或零

不改变数本身，影响标志位(获得数的性质)
对自身使用and和or操作来，实现标志位flag的获取

instruct flow

START:  XOR AL, AL
        MOV PLUS, AL    ; 3个MOV指令，用于清零存储器
        MOV MINUS, AL
        MOV ZERO, AL
        LEA SI, TABLE
        MOV CX, 100
        CLD

CHECK:  LODSB           ; 将SI中的字节，取入AL
        OR AL, AL
        JS X1           ; 判断是否为负
        JZ X2           ; 判断是否为0
        INC PLUS
        JMP NEXT

  X1:   INC MINUS
        JMP NEXT

  X2:   INC ZERO

  NEXT: DEC CX
        JNZ CHECK
        HLT

循环控制指令

循环范围：
- 以当前IP为中心的-128～+127范围内循环。
循环次数由CX寄存器指定。
循环指令：
- LOOP –> 无条件循环指令

LOOPZ
LOOPNZ
(条件循环指令)

无条件循环指令

format:
- LOOP LABEL
loop requirement:
- CX0
manipulation，相当于：
1
2
DEC CX
JNZ LABEL(LOOP)

条件循环指令

function:
- 先使CX-1，再根据CX中的值及ZF值来决定是否继续循环
format：
- LOOPZ Label –> 继续循环条件：CX0，且ZF=1
- LOOPNZ Label –> 继续循环的条件：CX0，且ZF=0

循环例

在以DATA为首地址的内存数据段中，存放由200个16bit有符号数，试找出其中最大和最小的符号数，并分别放在MAX和MIN为首的内存单元中。
题目分析：
- 先取数据块中第1个数，将其同时暂存于MAX和MIN中；
- 循环读取其它数，并分别与MAX和MIN中的数进行比较
  - 若大于，则取代原MAX中的数；
  - 若小于MIN，则取代MIN
NOTE：有符号数比较，应该采用JG和JL等用于符号数的条件转移指令

START:  LEA SI, DATA
        MOV CX, 200
        CLD
        LODSW
        MOV MAX, AX
        MOV MIN, AX
        DEC CX

NEXT:   LODSW
        CMP AX, MAX
        JG LARGE
        CMP AX, MIN
        JL SMALL
        JMP GOON

LARGE:  MOV MAX AX
        JMP GOON;

SMALL:  MOV MIN, AX

GOON:   LOOP NEXT

过程调用

过程调用指令
- 用于调用一个子过程
与转移指令的比较
- 子过程执行结束后要返回原调用处
  - 必须保护返回地址

call

入口地址: 子程序第一条指令，在内存中的存放处
断点：调用指令的下一条指令的地址

执行过程

保护断点

将调用指令的下一条指令的地址（断点）压入堆栈

获取子过程的入口地址

子过程第1条指令的地址

执行子过程 –> 程序员编写

功能实现，参数的保存及恢复

恢复断点，返回原程序。

将断点偏移地址由堆栈弹出

断点保护和恢复由系统自动完成，但会影响堆栈的栈顶指针

call category

段内调用

被调用程序与调用程序在同一代码段
- 调用前，只需保护断点的偏移地址

CALL TIMER –> 直接调用
CALL WORD PTR[SI] –> 间接调用
(间接调用：子程序的入口地址在内存中)

call in segment

段间调用

子过程与原调用程序不在同一代码段
- –> 调用前需保护断点的段基地址和偏移地址
先将断点的CS压栈，再压入IP。

e.g.

1 2	CALL FAR TIMER ;调用名为TIMER的远过程 CALL DWORD PTR[SI];32位存储器操作数，表示远过程调用

func:
- 从堆栈中弹出断点地址，返回原程序
format:
- RET (stand for return)

子程序的最后一条指令必须是RET

中断控制指令

程序控制的最后一段指令

中断概念

某种异常或随机事件使处理器暂时停止正在运行的程序，转去执行一段特殊处理程序，并在处理结束后返回源程序被中断处继续执行的过程。

中断概念中间，所谓 事件 叫做中断源

中断指令：

引起CPU产生一次中断的指令

中断与过程调用：

相似点：
- 从一个正在执行的过程转向另一个过程（程序处理），并在执行完后返回原程序继续执行
区别：
- 中断是随机事件或异常事件引起，调用是事先已在程序中安排好；
- 调用指令在指令中，直接给出子程序入口地址，中断指令只给出中断向量码，入口地址则在向量码指向的内存单元中。
- 调用可以是近过程调用或源过程调用，中断处理程序均为远过程；
- 响应中断请求不仅要保护断点地址，还要保护FLAGS内容。
format:
INT n (0～255)
explanation:
- n*4 –> 存放中断服务子程序入口地址的单元的偏移地址

执行过程

将FLAGS压入堆栈；
将INT指令的下一条指令的CS、IP压栈；
由n4得到存放中断向量的地址；
将中断向量（中断服务程序入口地址）送CS和IP 寄存器；
(以上过程，全部由硬件系统完成)
转入中断服务程序。 –> 软件工程师实现

执行INT指令之后，SP-2压入FLAGS保护

SP-2 将断点的段基地址入栈

SP-2 将断点偏移地址入栈

以上为自动化实现过程

找入口

进行n4的运算，然后指向中断向量表

n4位置和n4+1为IP地址，n4+2和n4+3存储CS地址

中断指令程序例

CS      IP
6200H: 010DH MOV SP, 1200H
6200H: 0110H INT 21H
6200H: 0112H MOV AX, BX

执行INT 21H 指令后
- IP=[21H*4]
- CS=[(21H*4)+2]

format:
- IRET
中断服务程序的最后一条指令，负责：
- 恢复断点
- 恢复标志寄存器内容