转移指令的原理

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的转移行为有以下几类。

  • 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

1、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。

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;将s处的一条指令复制到s0处
assume cs:codesg
codesg segment
 s:   mov ax, bx           ;（mov ax,bx 的机器码占两个字节）
      mov si, offset s     ;获得标号s的偏移地址
      mov di, offset s0    ;获得标号s0的偏移地址
      
      mov ax, cs:[si]
      mov cs:[di], ax
 s0:  nop                     ;（nop的机器码占一个字节）
      nop
 codesg ends
 ends

2、jmp指令

jmp为无条件转移，转到标号处执行指令可以只修改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）

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转移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距离。

1、依据位移进行转移的jmp指令

jmp short 标号（段内短转移）

指令“jmp short 标号”的功能为(IP)=(IP)+8位位移，转到标号处执行指令

（1）8位位移 = “标号”处的地址 - jmp指令后的第一个字节的地址；

（2）short指明此处的位移为8位位移；

（3）8位位移的范围为-128~127，用补码表示

（4）8位位移由编译程序在编译时算出。

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assume cs:codesg
codesg segment
  start:mov ax,0
        jmp short s ;s不是被翻译成目的地址
        add ax, 1
      s:inc ax ;程序执行后， ax中的值为 1 
codesg ends
end start

CPU不需要这个目的地址就可以实现对IP的修改。这里是依据位移进行转移

jmp short s指令的读取和执行过程：

  1. (CS)=0BBDH，(IP)=0006，上一条指令执行结束后CS:IP指向EB 03（jmp short s的机器码）；
  2. 读取指令码EB 03进入指令缓冲器；
  3. (IP) = (IP) + 所读取指令的长度 = (IP) + 2 = 0008，CS:IP指向add ax,1；
  4. CPU指行指令缓冲器中的指令EB 03；
  5. 指令EB 03执行后，(IP)=000BH，CS:IP指向inc ax

jmp near ptr 标号 （段内近转移）

指令“jmp near ptr 标号”的功能为：(IP) = (IP) + 16位位移。

2、转移的目的地址在指令中的jmp指令

jmp far ptr 标号（段间转移或远转移）

指令 “jmp far ptr 标号” 功能如下：

  • (CS) = 标号所在段的段地址；
  • (IP) = 标号所在段中的偏移地址。
  • far ptr指明了指令用标号的段地址和偏移地址修改CS和IP。
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assume cs:codesg
codesg segment
   start: mov ax, 0
		  mov bx, 0
          jmp far ptr  s ;s被翻译成转移的目的地址0B01 BD0B
          db 256 dup (0) ;转移的段地址：0BBDH，偏移地址：010BH
    s:    add ax,1
          inc ax
codesg ends
end start
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在这里插入图片描述

3、转移地址在寄存器或内存中的jmp指令

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jmp 16位寄存器

功能：IP =（16位寄存器）

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。

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mov ax, 0123H
mov ds:[0], ax
jmp word ptr ds:[0]
;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。

  1. (CS)=(内存单元地址+2)
  2. (IP)=(内存单元地址)
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mov ax, 0123H
mov ds:[0], ax;偏移地址
mov word ptr ds:[2], 0;段地址
jmp dword ptr ds:[0]
;执行后，
;(CS)=0
;(IP)=0123H
;CS:IP 指向 0000:0123。

4、jcxz指令和loop指令

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，则转移到标号处执行。）

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)!=0时，什么也不做（程序向下执行）

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的修改范围都为-128~127。

指令格式：loop 标号 ((cx) = (cx) - 1，如果(cx) ≠ 0，转移到标号处执行)。

(cx) = (cx) - 1；如果 (cx) != 0，(IP) = (IP) + 8位位移。

  • 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）。

3、总结

  • 转移指令时，都是以下一个指令的偏移量为依据，如果是下一个指令的目标地址，那么这段程序就不能随意放到某个地址了。使用偏移量就可以很好解决这个问题：无论这段代码放到哪里都可以通过位移来找寻指令
  • 归根结底，指令其实就是cs:ip指向地址的内容，那么我们要转移指令，就是修改cs:ip的指向地址
  • 实现循环：每次循环体结束都会返回到循环代码的头部，那么如何实现呢？答案就是：转移指令，每当循环执行完毕时，我们就将指令转移到循环体头部；
  • 实现if-else：类似循环，不过使用的是条件转移指令