汇编语言程序设计第6-8章

会计学1汇编语言程序设计第6-8章第6章程序的基本结构6.1.1段的定义在定义段时，每个段都有一个段名。在取段名时，要取一个具有一定含义的段名。段定义的一般格式如下： 段名SEGMENT[对齐类型][组合类型][类别] … ;段内的具体内容 段名ENDS其中：“段名”必须是一个合法的标识符，前后二个段名要相同。可选项“对齐类型”、“组合类型”和“类别”的说明作用请见6.3节中的叙述。段的长度是指该段所占的字节数：如果段是数据段，则其长度是其所有变量所占字节数的总和；如果段是代码段，则其长度是其所有指令所占字节数的总和。在通常情况下，一个段的长度不能超过64K，在80386及其以后系统的保护方式下，段基地址是32位，段的最大长度可达4G。6.1源程序的基本组成第1页/共83页第6章程序的基本结构一个数据段的定义例子：DATA1SEGMENT word1 DW 1,9078H,? byte1 DB 21,‘World’ DD 12345678HDATA1ENDS一个代码段的例子：CODE1 SEGMENT MOV AX,DATA1 ;把数据段DATA1的段值送AX MOV DS,AX ;把AX的值送给DS，即：DS存储数据段的段值 … MOV AX,4C00H INT 21H ;调用DOS功能，结束程序的运行CODE1 ENDS第2页/共83页第6章程序的基本结构6.1.2段寄存器的说明语句在汇编语言源程序中可以定义多个段，每个段都要与一个段寄存器建立一种对应关系。建立这种对应关系的说明语句格式如下：

ASSUME

段寄存器名:段名[,段寄存器名:段名,……]其中：段寄存器是CS、DS、ES、SS、FS和GS，段名在段定义语句说明。例如， ASSUMECS:CODE1,DS:DATA1说明了：CS对应于代码段CODE1，DS对应于数据段DATA1。在ASSUME语句中，还可以用关键字NOTHING来说明某个段寄存器不与任何段相对应。下面语句说明了段寄存器ES不与某段相对应。 ASSUMEES:NOTHING在通常情况下，代码段的第一条语句就是用ASSUME语句来说明段寄存器与段之间的对应关系。在代码段的其它位置，还可以用另一个ASSUME语句来改变前面ASSUME语句所说明的对应关系，这样，代码段中的指令就用最近的ASSUME语句所建立的对应关系来确定指令中的有关信息。第3页/共83页第6章程序的基本结构例6.1：汇编语言段及其段说明语句的作用。DATA1 SEGMENT ;定义数据段DATA1 word1 DW 5678h byte1 DB “ABCDEFG”DATA1 ENDSDATA2 SEGMENT ;定义数据段DATA2 word2 DW 1234h word3 DW 9876hDATA2 ENDSDATA3 SEGMENT ;定义数据段DATA3 byte2 DB ?DATA3 ENDS第4页/共83页第6章程序的基本结构CODE1 SEGMENT ;编写代码段CODE1 ASSUMECS:CODE1,DS:DATA1,ES:DATA2 ;① MOV AX,DATA1 ;② MOV DS,AX ;③ MOV AX,DATA2 ;④ MOV ES,AX ;⑤ … MOV AX,word1 ;访问段DATA1中的字变量word1 MOV word2,AX ;访问段DATA2中的字变量word2 … ASSUMEDS:DATA3,ES:NOTHING ;⑥ MOV AX,DATA3 MOV DS,AX MOV BL,byte2 ;访问段DATA3中的变量byte2 … MOV AX,4C00H ;⑦ INT 21H ;⑧CODE1 ENDS第5页/共83页第6章程序的基本结构6.1.3堆栈段的说明在源程序中，可用以下方法来定义堆栈段。方法1：Stack1 SEGMENT DB 256DUP(?) ;256是堆栈的长度，可根据需要进行改变 TOP LABELWORDStack1 ENDS由于堆栈是按地址从大到小的存储单元顺序来存放内容的，所以，在堆栈存储单元说明语句之后，再说明一个栈顶别名，这样，对SP的赋值就很方便。在源程序中，还要添加如下程序段，才能把段Stack1当作堆栈段来使用。 … ASSUMESS:STACK1 ;可在代码段的段指定语句中一起说明 CLI ;禁止响应可屏蔽中断 MOV AX,STACK1 MOV SS,AX MOV SP,offsetTOP ;给堆栈段的栈顶寄存器SP赋初值 STI ;恢复响应可屏蔽中断 …第6页/共83页第6章程序的基本结构方法2：STACK1 SEGMENTSTACK ;定义一个堆栈段，其段名为STACK1 DB 256DUP(?)STACK1 ENDS上述段定义说明了该段是堆栈段，系统会自动把段寄存器SS和栈顶寄存器SP与该堆栈段之间建立相应的关系，并设置其初值，而不用在代码段对它们进行赋值。除了以上二种方法外，还有一种更简洁的方法来定义堆栈段，有关内容请见第6.4.2节中的叙述。第7页/共83页第6章程序的基本结构6.1.4源程序的结构例6.2：在屏幕上显示字符串“Hello,World.”STACK1 SEGMENTSTACK ;定义堆栈段STACK1 DB256DUP(?)STACK1 ENDSDATA1 SEGMENT ;定义数据段DATA1 MSG DB “Hello,World.$”DATA1 ENDSCODE1 SEGMENT ;编写代码段CODE1 ASSUMECS:CODE1,DS:DATA1START: MOV AX,DATA1 MOV DS,AX MOV DX,offsetMSG MOV AH,9 INT 21H ;中断21H的9H号功能，显示DS:DX指向的字符串 MOV AX,4C00H INT 21HCODE1 ENDSEND START ;源程序的结束语句伪指令END表示源程序到此为止，汇编程序对该语句之后的任何内容都不作处理，所以，通常情况下，伪指令END是源程序的最后一条语句。伪指令END后面可附带一个在程序中已定义的标号，该标号指明程序的启动位置。如果源程序是一个独立的程序或主模块，那么，伪指令END后面一定要附带一个标号；如果源程序仅是一个普通模块，那么，其END后面就一定不能附带标号。第8页/共83页第6章程序的基本结构6.2.1顺序结构在学习高级语言程序设计时，我们知道了程序的三大主要结构：顺序结构、分支结构和循环结构。在汇编语言的源程序也同样有此三大结构，所不同的是它们的表现形式不同。用高级语言编写程序时，由于不使用“转移语句”而使这三种结构清晰明了。6.2程序的基本结构顺序结构是最简单的程序结构，程序的执行顺序就是指令的编写顺序，所以，安排指令的先后次序就显得至关重要。另外，在编程序时，还要妥善保存已得到的处理结果，为后面的进一步处理直接提供前面的处理结果，从而避免不必要的重复操作。例6.3编写程序段，完成下面公式的计算。 A←(X-Y+24)/Z的商，B←(X-Y+24)/Z的余数其中：变量X和Y是32位有符号数，变量A，B和Z是16位有符号数。第9页/共83页第6章程序的基本结构6.2.2分支结构例6.5已知字节变量CHAR1，编写一程序段，把它由小写字母变成大写字母。例6.6编写一程序段，计算下列函数值。其中：变量X和Y是有符号字变量。例6.7把下列C语言的语句改写成等价的汇编语言程序段(不考虑运算中的溢出)。 If(a+b>0&&c%2==0)a=62; elsea=21;其中：变量a、b和c都是有符号的整型(int)变量。第10页/共83页第6章程序的基本结构分支伪指令的具体格式如下：格式1： .IFcondition 指令序列 .ENDIF格式2： .IFcondition 指令序列1 .ELSE 指令序列2 .ENDIF格式3： .IFcondition1 指令序列1 .ELSEIFcondition2 指令序列2 .ENDIF其中：条件表达式“condition”的书写方式与C语言中条件表达式的书写方式相似，也可用括号来组成复杂的条件表达式。第11页/共83页第6章程序的基本结构条件表达式中可用的操作符有：==(等于)、!=(不等)、>(大于)、>=(大于等于)、<(小于)、<=(小于等于)、&(位操作与)、!(逻辑非)、&&(逻辑与)、||(逻辑或)等。若在条件表达式中检测标志位的信息，则可以使用的符号名有：CARRY?(相当于CF==1)、OVERFLOW?(OF==1)、PARITY?(PF==1)、SIGN?(SF==1)、ZERO?(ZF==1)等。例如： .IFCARRY?&&AX!=BX ;检测CF==1且AX!=BX是否成立 ;汇编语言指令序列 .ENDIF在指令序列中，还可再含有其它的.IF伪指令，即：允许嵌套。伪指令.ELSEIF引导出另一个二叉分支，但它不能作伪指令块的第一个伪指令。第12页/共83页第6章程序的基本结构6.2.3循环结构循环结构是一个重要的程序结构，它具有重复执行某段程序的功能。通常，循环结构包括以下四个组成部分：循环初始化部分——初始化循环控制变量、循环体所用到变量；循环体部分——循环结构的主体；循环调整部分——循环控制变量的修改、或循环终止条件的检查；循环控制部分——程序执行的控制转移。第13页/共83页第6章程序的基本结构一、用循环指令构成循环结构例6.10：分类统计字数组data中正数、负数和零的个数，并分别存入内存字变量Positive、Negative和Zero中，数组元素个数保存在其第一个字中。例6.11：把数组score的平均值(取整)存入字变量Average中，数组以负数为结束标志。第14页/共83页第6章程序的基本结构二、用伪指令实现的循环结构在宏汇编MASM6.11系统中，增加了表达循环结构的伪指令：WHILE循环、REPEAT-UNTIL循环。另外，还增加两个辅助循环的伪指令。循环伪指令的格式和含义如下：1、WHILE型循环伪指令 .WHILEcondition 循环体的指令序列 ;条件"condition”成立时所执行的指令序列 .ENDW其中：.ENDW与前面的.WHILE相匹配，它标志着其循环体到此结束。如果条件表达式“condition”在循环开始时，就为“假”(false)，那么，该循环体一次也不会被执行。第15页/共83页第6章程序的基本结构2、REPEAT型循环伪指令 .REPEAT .REPEAT 循环体的指令序列 循环体的指令序列 .UNTILcondition .UNTILCXZ[condition]REPEAT型循环在执行完循环体后，才判定逻辑表达式condition的值。若该表达式的值为真，则终止该循环，并将执行伪指令.UNTIL[CXZ]后面的指令，否则，将向上跳转到伪指令.REPEAT之后的指令，为继续执行其循环体作准备。如果.UNTILCXZ后面没有写逻辑表达式，那么，由.REPEAT－.UNTILCXZ所构成的循环与用LOOP指令所过程的循环是一致的，它们都是以“CX=0”为循环终止条件。如果.UNTILCXZ后面书写了逻辑表达式，那么，该逻辑表达式的形式只能是：“EXP1==EXP2”或“EXP1!=EXP2”。所以，这时由“.REPEAT－.UNTILCXZcondition”所构成的循环就与用LOOPNE/LOOPE指令所过程的循环是一致的，它们都是以“condition||CX=0”为循环终止条件。.REPEAT－.UNTIL[CXZ]的循环体也会至少被执行一次。.WHILE－.ENDW和.REPEAT－.UNTIL[CXZ]的循环体内还可再含有循环伪指令，这样就构成了循环结构的嵌套。第16页/共83页第6章程序的基本结构3、辅助循环伪指令终止循环伪指令 .BREAK .BREAK.IFcondition该伪指令用来终止包含它的最内层循环。前者是无条件终止循环，后者是仅当逻辑表达式condition为真时，才终止循环。 .WHILE1 .REPEAT … … .BREAK.IFcondition .BREAK.IFcondition … … .ENDW .UNTIL0对于以上二个循环，如果没有指令来终止循环的话，它们都将进入死循环状态，但如果在该层循环体内，存在伪指令“.BREAK.IFcondition”的话，那么，当逻辑表达式condition为真时，该循环就会被终止了。第17页/共83页第6章程序的基本结构循环继续伪指令 .CONTINUE .CONTINUE.IFcondition该伪指令用于直接跳转到包含它的最内层循环的计算循环条件表达式的代码处。前者是无条件转移到计算循环条件表达式的代码处，后者是仅当条件表达式condition为真时，才进行这样的跳转。辅助循环伪指令.BREAK和.CONTINUE只能在伪指令.WHILE－.ENDW和.REPEAT－.UNTIL的循环体内使用。例6.12显示9个数字字母’1’~’9’，26个大写字母，和显示任意输入的数字字符，并用按“回车”键来结束本程序的运行。第18页/共83页第6章程序的基本结构段定义的一般格式如下： 段名SEGMENT[对齐类型][组合类型][类别] … 段名ENDS段属性“对齐类型”、“组合类型”和“类别”要按此顺序说明，但这些选项可根据需要选择书写。如果源程序中不指定某个属性，那么，汇编程序将使用该属性的缺省值。程序中的段名可以是唯一的，也可以与其它段同名。在同一模块中，如果有二个段同名，则后者被认为是前段的后续，这样，它们就属同一段。当同一模块出现二个同名段时，则后者的可选项属性要么与前者相同，要么不写其属性而选用前者的段属性。

略。6.3段的基本属性第19页/共83页第6章程序的基本结构程序存储模式说明伪指令的格式如下： .MODEL存储模式[，语言类型][，操作系统类型][，堆栈类型]程序可选的存储模式有：TINY、SMALL、COMPACT、MEDIUM、LARGE、HUGE和FLAT。伪指令.MODEL必须写在源程序的首部，且只能出现一次，其前内容只能是注释。如果用伪指令来指定程序所遵循的语言类型，那么，将不允许子程序的嵌套定义。6.4简化的段定义6.4.1存储模型说明伪指令第20页/共83页第6章程序的基本结构TINY该存储类型是为编写COM文件类型而设置的。程序员还可用汇编命令行选项/AT和连接命令选项/TINY来达到此目的。SMALL所有的数据变量必须在一个数据段之内，所有的代码也必须在一个代码段之内。该存储类型是独立汇编语言源程序常用的存储模型。MEDIUM所有的数据变量必须在一个数据段之内，但代码段可以有多个。在这种模型下，数据段寄存器的内容保持不变，转移可以是段间转移。COMPACT数据段可以有多个，但代码段只能有一。LARGE数据段和代码段都可以有多个，但一个数组的字节数不能超过64KB。HUGE数据段和代码段都可以有多个，一个数组的字节数也可以超过64KB。FLATFLAT存储模式在创建执行文件时，将使该程序仅含一个包括程序数据和代码的32位段，并且只能在80386及其以后的计算机系统中运行。该程序的文件类型为EXE。第21页/共83页第6章程序的基本结构程序存储模式说明伪指令的格式如下： .MODEL存储模式[，语言类型][，操作系统类型][，堆栈类型]程序可选的存储模式有：TINY、SMALL、COMPACT、MEDIUM、LARGE、HUGE和FLAT。伪指令.MODEL必须写在源程序的首部，且只能出现一次，其前内容只能是注释。如果用伪指令来指定程序所遵循的语言类型，那么，将不允许子程序的嵌套定义。6.4.2简化段定义伪指令第22页/共83页第6章程序的基本结构代码段定义 .CODE作用：说明其下面的内容是代码段中内容。堆栈段定义 .STACK[堆栈字节数]其中，“堆栈字节数”可以不写，其缺省值为1024B。数据段定义 .DATA/.DATA?/.CONST作用：说明其下面的内容是数据段中的变量定义。在一个源程序中，可以有多个伪指令“.DATA”定义的数据段，这就好象在源程序中定义多个同段名的数据段一样。伪指令“.DATA?”说明下面是一个未初始化数据段的开始，伪指令“.CONST”说明下面是一个常数数据段的开始。远程数据段定义 .FARDATA[段名]/.FARDATA?[段名]其中：“段名”是可选项，如果不指定的话，则该段名就取其缺省段名。作用：说明一个独立的数据段。伪指令“.FARDATA?”说明下面是一个未初始化的、独立数据段的开始。第23页/共83页第6章程序的基本结构表6.3小模式下简化段定义的缺省属性表6.4.3简化段段名的引用伪指令缺省段名对齐类型组合类型类别段组名.CODE_TEXTWORDPUBLIC'CODE'.FARDATAFAR_DATAPARANONE'FAR_DATA'.FARDATA?FAR_BSSPARANONE'FAR_BSS'.STACKSTACKPARASTACK'STACK'DGROUP.DATADATAWORDPUBLIC'DATA'DGROUP.DATA?BSSWORDPUBLIC'BSS'DGROUP.CONSTCONSTWORDPUBLIC'CONST'DGROUP第24页/共83页第6章程序的基本结构在汇编程序MASM中，提供了二组简化的代码伪指令：.STARTUP和.EXIT。 .STARTUP——在代码段的开始用于自动初始化寄存器DS、SS和SP； .EXIT——用于结束程序的运行，它等价于下列二条语句： MOV AH,4CH INT 21h当使用汇编程序TASM时，以上二条伪指令分别改为：STARTUPCODE和EXITCODE。例6.16： .MODELSMALL .STACK128 .DATA MSG DB "SimplifiedSegmentDirectives.$" .CODE .STARTUP ;自动初始化寄存器DS、SS和SP MOV DX,offsetMSG MOV AH,9H INT 21h .EXIT0 END第25页/共83页第7章子程序和库定义子程序的一般格式如下： 子程序名PROC[NEAR|FAR] … ;子程序体 子程序名ENDP对子程序定义的具体规定如下：7.1子程序的定义“子程序名”必须是一个合法的标识符，并前后二者要一致；PROC和ENDP必须是成对出现的关键字，表示子程序定义开始和结束；子程序的类型有近(NEAR)、远(FAR)之分，其缺省的类型是近类型；NEAR类型的子程序只能被与其同段的程序所调用，FAR类型的子程序可被不同段的程序所调用；子程序至少要有一条返回指令。返回指令是子程序的出口语句，但它不一定是子程序的最后一条语句；子程序名有三个属性：段值、偏移量和类型。其段值和偏移量对应于子程序的入口地址，其类型就是该子程序的类型。第26页/共83页第7章子程序和库在编写子程序时，除了要考虑实现子程序功能的方法，还要养成书写子程序说明信息的好习惯。其说明信息一般包括以下几方面内容：功能描述入口和出口参数所用寄存器 ;可选项，最好采用寄存器的保护和恢复方法所用额外存储单元 ;可选项，可以减少为子程序定义自己的局部变量子程序的所采用的算法 ;可选项，如果算法简单，可以不写调用时的注意事项 ;可选项，尽量避免除入口参数外还有其它的要求子程序的编写者 ;可选项，为将来的维护提供信息子程序的编写日期 ;可选项，用于确定程序是否是最新版本这些说明性信息虽然不是子程序功能的一部分，但其他程序员可通过它们对该子程序的整体信息有一个较清晰认识，为准确地调用它们提供直接的帮助，与此同时，也为实现子程序的共享提供了必要的资料。第27页/共83页第7章子程序和库调用子程序指令格式如下： CALL子程序名/Reg/Mem子程序的调用指令分为近(near)调用和远(far)调用。如果被调用子程序的属性是近的，那么，CALL指令将产生一个近调用，它把该指令之后地址的偏移量(用一个字来表示的)压栈，把被调用子程序入口地址的偏移量送给指令指针寄存器IP即可实现执行程序的转移。7.2子程序的调用和返回指令7.2.1调用指令第28页/共83页第7章子程序和库如果被调用子程序的属性是远的，那么，CALL指令将产生一个远调用。这时，调用指令不仅要把该指令之后地址的偏移量压进栈，而且也要把段寄存器CS的值压进栈。在此之后，再把被调用子程序入口地址的偏移量和段值分别送给IP和CS，这样完成了子程序的远调用操作。例如：CALLDISPLAY ;DISPLAY是子程序名CALLBX ;BX的内容是子程序的偏移量CALLWORD1 ;WORD1是内存字变量，其值是子程序的偏移量CALLDWORD1 ;DWORD1是双字变量，其值是子程序偏移量和段值CALLwordptr[BX] ;BX所指内存字单元的值是子程序的偏移量CALLdwordptr[BX] ;BX所指内存双字单元的值是子程序的偏移量和段值第29页/共83页第7章子程序和库当子程序执行完时，需要返回到调用它的程序之中。为了实现此功能，指令系统提供了一条专用的子程序返回指令。其格式如下：

RET/RETN/RETF[Imm]子程序的返回在功能上是子程序调用的逆操作。为了与子程序的远、近调用相对应，子程序的返回也分：远返回和近返回。7.2.2返回指令第30页/共83页第7章子程序和库如果返回指令后面带有立即数(其值通常为偶数)，则表示在得到返回地址之后，SP还要增加的偏移量，它不是类似于高级语言中子程序的返回值。例如： RET ;可能是近返回，也可能是远返回 RETN ;近返回指令 RETF ;远返回指令 RET6 ;子程序返回后，(SP)←(SP)+6第31页/共83页第7章子程序和库例7.1：编写一个子程序UPPER，实现把寄存器AL中存放的字符变大写。解： ;子程序功能：把AL中存放的字符变大写 ;入口参数：AL ;出口参数：AL ;算法描述：判断AL中字符必须在’a’~’z’之间才能把该字符变为大写UPPER PROC CMP AL,‘a’ ;书写’a’的ASCII码61H也可以 JB over CMP AL,‘z’ JA over SUB AL,20H ;书写指令ANDAL,0DFH也可以over: RETUPPER ENDP第32页/共83页例7.2：编写一个求字符串长度的子程序StrLen，该字符串以0为结束标志，其首地址存放在DS:DX，其长度保存在CX中返回。解： ;子程序功能：求字符串的长度 ;入口参数：DS:DX存放字符串的首地址，该字符串以0为结束标志 ;出口参数：CX存放该字符串的长度 ;算法描述：用BX来指针来扫描字符串中的字符，如果遇到其结束标 志，则停止扫描字符串操作StrLen PROC PUSH AX PUSH BX ;用堆栈来保存子程序所用到的寄存器内容 XOR CX,CX XOR AL,AL MOV BX,DXagain: CMP [BX],AL JZ over INC CX ;增加字符串的长度 INC BX ;访问字符串的指针向后移 JMP againover: POP BX ;恢复在子程序开始时所保存的寄存器内容 POP AX RETStrLen ENDP第33页/共83页第7章子程序和库一方面，由于CPU中的寄存器在任何程序中都是“可见”的，一个程序对某寄存器赋值后，在另一个程序中就能直接使用，所以，用寄存器来传递参数最直接、简便，也是最常用的参数传递方式。但另一方面，CPU中寄存器的个数和容量都是非常有限，所以，该方法适用于传递较少的参数信息。例7.1是用寄存器传递参数的例子，子程序处理的数据被保存在寄存器AL中。假设有下列的程序段： … MOV AL,‘b’ CALL UPPER ;子返回时，(AL)=’B’ … MOV AL,‘2’ CALL UPPER ;子返回时，AL的值不变，因为’2’不是字母 …7.3子程序的参数传递7.3.1寄存器传递参数第34页/共83页第7章子程序和库例7.3：按五位十进制的形式显示寄存器BX中的内容，如果BX的值小于0，则应在显示数值之前显示负号‘-’。

例如：(BX)=123，显示：00123；(BX)=-234，显示：-00234；解：见书，略。第35页/共83页第7章子程序和库在调用子程序时，当需要向子程序传递大量数据时，因受到寄存器容量的限制，就不能采用寄存器传递参数的方式，而要改用约定存储单元的传送方式。例7.2是采用约定存储单元传递参数的例子，所处理的数据不是直接传给子程序，而是把存储它们的地址告诉子程序。7.3.2约定存储单元传递参数例7.4：编写一个子程序分类统计出一个字符串中数字字符、字母和其它字符的个数。该字符串的首地址用DS:DX来指定(以0为字符串结束)，各类字符个数分别存放BX、CX和DI中。解：见书，略。例7.5：显示出任意字符串中数字字符、字母和其它字符的个数。解：见书，略。第36页/共83页第7章子程序和库堆栈是一个特殊的数据结构，它通常是用来保存程序的返回地址。当用它来传递参数时，势必会造成数据和返回地址混合在一起的局面，用起来要特别仔细。具体做法如下：7.3.3堆栈传递参数当用堆栈传递入口参数时，要在调用子程序前把有关参数依次压栈，子程序从堆栈中取到入口参数；当用堆栈传递出口参数时，要在子程序返回前，把有关参数依次压栈(这里还需要做点额外操作，要保证返回地址一定在栈顶)，调用程序就可以从堆栈中取到出口参数。第37页/共83页第7章子程序和库1、用堆栈传递入口参数的调用方法： … PUSH Para1 … PUSH Paran ;把n个字的参数压栈 CALL SUBPRO ;调用子程序SUBPRO …第38页/共83页第7章子程序和库1、用堆栈传递入口参数的调用方法： … PUSH Para1 … PUSH Paran ;把n个字的参数压栈 CALL SUBPRO ;调用子程序SUBPRO …第39页/共83页第7章子程序和库2、在子程序中取入口参数的方法段内调用子程序SUB1 PROCNEAR PUSH BP ;保护寄存器BP MOV BP,SP ;用寄存器BP来访问堆栈，读取参数 … ;保护其它寄存器的指令 MOV Paran,[BP+4] … MOV Para1,[BP+4+2*(n-1)] …SUB1 ENDP从堆栈中取入口参数第40页/共83页第7章子程序和库段间调用子程序在段间调用子程序时，CALL指令会把返回地址的偏移量和段寄存器CS的内容都压栈。在进入子程序后，需要用BP来读取传递过来的参数，所以，也要先保护BP原来的值，再把当前SP的值传送给BP。当前BP所指向的堆栈单元与最后一个参数Paran之间隔着BP的原值、返回地址的偏移量和段地址，所以，二者之间相差6个字节。第41页/共83页第7章子程序和库在子程序中，保存和恢复寄存器内容的主要方法是：在子程序的开始把它所用到的寄存器压进栈，在返回前，再把它们弹出栈。这样编写的好处是该子程序可以被任何其它程序来调用。在调用指令前，不需要保存寄存器，在调用指令后，也无需恢复寄存器。利用堆栈来保存和恢复寄存器内容方法的一般形式如下：XXXXX PROC PUSH REG1 ;把所使用的寄存器压栈，REGi代表某个寄存器 … PUSH REGn … ;子程序的处理功能语句 POP REGn ;前面压栈的寄存器弹出，注意它们的次序 … POP REG1 RETXXXXX ENDP7.4寄存器的保护与恢复第42页/共83页第7章子程序和库在子程序中利用堆栈来保存和恢复寄存器内容。利用堆栈来实现此项功能时，应注意以下几点：用堆栈保存和恢复寄存器的内容，要注意堆栈“先进后出”的操作特点通常情况下不保护入口参数寄存器的内容，当然，也可以根据事先的约定而对它们加以保护如果用寄存器带回子程序的处理结果，那么，这些寄存器一定不能加以保护整个子程序的执行几乎肯定要改变标志位，可用PUSHF和POPF来保护和恢复标志位，但一般在子程序中不保护标志位，除非有此特殊需要第43页/共83页第7章子程序和库 子程序名PROC[distance][langtype][visibility][<prologuearg>] [USES寄存器列表][，参数[:数据类型]]... [LOCALvarlist] 子程序的程序体 子程序名ENDP定义子程序时，可使用参数表来直接指明其所要的参数，但程序员必须先用.MODEL伪指令，或使用<langtype>参数来说明本子程序所使用的程序设计语言类型。程序员在定义子程序时，最好先说明该子程序的原型(用伪指令PROTO)。这样，在调用时，系统可以自动进行类型检查，也可以使用更方便的调用伪指令INVOKE来调用该子程序。7.5子程序的完全定义7.5.1子程序完全定义格式第44页/共83页第7章子程序和库子程序的位距(Distance)有：Near、Far、Near16、Far16、Near32和Far32。子程序位距描述符告诉汇编程序该子程序是在本段之内(Near)，还是在本段之外(Far)。7.5.2子程序的位距子程序语言类型(LanguageType)可以是任何一种有效的程序设计语句类型，由它来告诉汇编程序将使用什么样的标识符的命名风格、子程序的调用和返回约定。该语言类型说明可使汇编语言程序与其它语言程序达到共享的目的。程序员可用另外三种方法来设置程序的语言类型：.MODEL、OPTIONLANGTYPE:和命令行选项/Gx。若在程序和命令行中都说明了语言类型，那么，前者的说明优先。7.5.3子程序的语言类型第45页/共83页第7章子程序和库子程序的可见性(Visibility)决定该子程序对其它模块是否可用。它共有三个属性值：PRIVATE、PUBLIC和EXPORT。7.5.4子程序的可见性当程序员想用自己定义的宏来替代缺省的“起始”和“结束”的代码段时，可用下列说明语句来实现： OPTIONPROLOGUE:MacroName1 OPTIONEPILOGUE:MacroName2PROLOGUE和EPILOGUE分别指定MacroName1和MacroName2为“起始”和“结束”代码段的宏名。若程序员不要汇编程序自动产生“起始”和“结束”代码，则可用NONE来代替说明语句中的宏名，即： OPTIONPROLOGUE:NONE OPTIONEPILOGUE:NONE7.5.5子程序的”起始”和”结束”操作第46页/共83页第7章子程序和库保护寄存器说明子句的说明格式： USES寄存器列表该说明子句要求汇编程序为其生成保护和恢复寄存器的指令序列：在进入子程序执行指令之前，把寄存器列表中的寄存器压进堆栈；在结束子程序时，把先前压进堆栈的寄存器弹出，以达到保护寄存器的目的。寄存器列表：列举出在子程序中需要保护的寄存器名，即：在子程序开始时需要把内容进栈的寄存器名。若有多个寄存器名，则在寄存器名之间要用“空格”来分开。7.5.6寄存器的保护和恢复第47页/共83页第7章子程序和库例如：Dsip PROCUSESAXDX,FUNC:WORD,MSG:PTRBYTE MOV DX,MSG MOV AX,FUNC INT 21H RETDisp ENDP汇编程序在处理该子程序时，会根据子句USES的作用，在第一条指令“MOVDX,MSG”之前，插入把寄存器AX和DX进栈的指令序列，即： PUSH AX PUSH DX而在返回指令RET之前插入把寄存器DX和AX的值弹出的指令序列，即： POP DX POP AX注意：若子程序含有多个RET或IRET指令，那么，汇编程序在每个RET或IRET指令前都将增加相应的弹出堆栈指令序列。第48页/共83页第7章子程序和库子程序参数是用来向子程序传递信息的数据。若有多个参数，则参数之间要用逗号分割。为了能说明子程序的参数，程序员必须事先指定参数所遵循的语言类型或使用“语言类型”参数。参数的数据类型可以是任何一个有效的数据类型说明符或VARARG。VARARG数据类型允许向子程序传递“个数”不定的参数，其参数之间要用逗号“，”来分开。若参数表中含有VARARG说明的参数，那么，该参数一定是该子程序的最后一个参数。其规定隐含地说明了在参数表中只能有一个用VARARG说明的参数。如果没有显式地指定某个参数的数据类型，那么，在16位段规模的情况下，其缺省的数据类型是WORD；在32位段规模的情况下，其缺省的数据类型是DWORD。7.5.7子程序的参数传递第49页/共83页第7章子程序和库子程序原型的说明格式如下： 子程序名PROTO[distance][langtype][，[parameter]:tag]...该说明语句告诉汇编程序该子程序的若干属性，如：位距、语语言类型、参数个数及其类型等。这样，汇编程序就可以对其定义进行适当的检查。如果对所有基于堆栈的过程都定义一个原型，那么，就可把这些原型存放在一个独立的包含文件(用伪指令INCLDUE来装入)中。使用这种方法对将来把所有子程序放入自定义的库文件中是非常方便的。该原型说明语句中参数distance、langtype、parameter和tag等的含义与前面的叙述相一致。7.5.8子程序的原型说明第50页/共83页第7章子程序和库子程序调用伪指令INVOKE与调用指令CALL在功能上是一致的，但它使汇编语言的子程序调用方法高级语言化。调用伪指令INVOKE的使用格式如下： INVOKEexpression[,arguments]其中：expression——地址表达式，通常为子程序名；arguments——传递给子程序的参数列表，各参数之间用”，”分开，参数可以是寄存器、表达式或ADDR标识符等。该伪指令是调用基于堆栈的子程序的方法，它把所有参数压栈，子程序结束时，又把参数自动弹出堆栈。在参数传递时，汇编程序将根据子程序的原型进行数据类型检查。若需要进行参数类型转换的话，汇编程序则自动生成一段代码来满足数据类型转换的要求。7.5.9子程序的调用伪指令第51页/共83页第7章子程序和库例如： INVOKETEST,AX,12+34,ADDRMSG其中：TEST是子程序名，寄存器AX和表达式“12+34”是参数，“ADDRMSG”是传递变量MSG的地址。第52页/共83页例7.6编写一个累加参数数值的子程序。其中参数的个数不定，参数的个数由第一个参数来确定。解：.MODELSMALL.STACK256.CODE;第一个参数parmcount确定其后面参数parmvalues中所含参数的个数ADDUP PROCNEARC,parmcount:WORD,parmvalues:VARARG XOR AX,AX XOR SI,SI MOV CX,parmcount .REPEAT ADD AX,parmvalues[SI] INC SI INC SI .UNTILCXZ RETADDUP ENDP .STARTUP INVOKE ADDUP,3,5,2,4 ;计算5+2+4 INVOKE ADDUP,4,1,2,3,4 ;计算1+2+3+4 .EXIT0 END第53页/共83页第7章子程序和库局部变量的定义格式：

LOCAL

变量名[[数量]][:数据类型][，变量名[[数量]][:数据类型]]...伪指令LOCAL的作用是说明一个或多个临时的局部变量(位于堆栈中)。局部变量必须在任何指令之前加以说明，可用多个LOCAL伪指令来说明局部变量。在子程序中，若说明了某个局部变量，则子程序体中的指令就可使用该局部变量。汇编程序会把对它的引用转换成用指针寄存器BP来访问其在堆栈中的实际存储单元。局部变量只在当前子程序中使用，离开该子程序，它们就不能再被引用。但在局部变量的命名规则上有所不同，高级语言中的局部变量可与外层变量同名，而汇编语言中的局部变量不能与其它任何变量同名，否则，在汇编时，将会给出“重定义”(Symbolredefinition)的错误信息。7.5.10局部变量的定义第54页/共83页第7章子程序和库“数量”用来说明该变量所具有的元素个数，该数量必须写在括号“[]”之中。“数量”说明项是可选项。局部变量的类型说明符可以是任何合法的数据类型说明符。在16位段环境下，该缺省数据类型是WORD，而在32位段环境下，该缺省数据类型是DWORD。例如： LOCAL data[20]:BYTE,num:WORD在上例的说明中，定义了二个局部变量：data和num。前者是字节类型，并有20个元素，后者是字类型，只有其自身1个元素。第55页/共83页第7章子程序和库宏汇编MASM系统提供了建立库文件的命令文件LIB.EXE。其通常是在命令行环境(MS-DOS方式)下使用的，当然，也可在Windows操作系统环境下利用其“开始”菜单下的“运行”功能项来使用。一、MS-DOS系统显示命令LIB用法的命令如下：…>lib/?该命令的显示结果如右图所示。7.6.1建立库文件命令7.6子程序库第56页/共83页第7章子程序和库二、Windows系统第57页/共83页第7章子程序和库假设现有目标文件sub1.obj、sub2.obj和sub3.obj，要用它们建立库文件mylib.lib。可用下列方法来建立该库文件：方法1：所有目标文件都准备好了，可一次性把它们加入到库文件中 …>libmylib+sub1+sub2+sub3方法2：随着目标文件的逐个生成，而依次把它们加入到库文件中 …>libmylib+sub1 …>libmylib+sub2 …>libmylib+sub3假如源文件sub3.asm已修改，并也生成了新的目标文件sub3.obj，这时，可用下面命令来实现替换： …>libmylib-+sub3当提示目标库文件名(Outputlibrary)时，可按“回车”用默认的原库文件名。如果想查看库文件mylib.lib中文件的大小和存放的先后次序，可用下列命令： …>libmylib,list ;把库文件mylib.lib中的文件结构生成到文件list中 …>typelist7.6.2建立库文件举例第58页/共83页第7章子程序和库当开发一个功能较强、关系较复杂的应用程序时，其执行文件常常由多个目标文件(模块)连接而成的。各模块之间无疑会存在着相互调用、相互访问数据单元等内在联系。为了解决描述各模块之间的联系，汇编语言提供了二条伪指令PUBLIC和EXTRN，它们的作用说明变量、过程和函数是“全局的”或“外部的”。这二条伪指令的具体用法和含义如下：1.伪指令PUBLIC伪指令PUBLIC是用来说明：当前模块中哪些标识符是能被其它模块引用的公共标识符。其说明的一般格式如下： PUBLIC标识符1,标识符2,……其中：“标识符”可以是变量名、过程名和程序标号，标识符之间要用逗号分开。上面说明语句说明了标识符1、标识符2等是公共标识符，可以被其它模块引用。在一个模块中，可用多条PUBLIC伪指令来说明公共标识符。7.6.3库文件的应用第59页/共83页第7章子程序和库2.伪指令EXTRN伪指令EXTRN是用来说明：在当前模块所使用的标识符中，哪些标识符是已在其它模块中被定义为指定类型的标识符。如果当前模块使用了其它模块的标识符，而对它又不加以说明的话，那么，汇编程序将会给出下列出错信息： errornnnnn:undefinedsymbol:XXXXXX伪指令EXTRN的一般说明格式如下： EXTRN标识符1:类型1,标识符2:类型2,……其中：“标识符”和“类型”之间要用冒号“:”连接。上面语句说明了标识符1、标识符2等是外部标识符，它们在其它模块中已被分别定义为类型1、类型2等，该类型说明符可以是：NEAR、FAR、BYTE、WORD、DWORD等之一。在一个模块中，可用多条EXTRN伪指令来说明本模块所引用的外部标识符。注意：伪指令EXTRN中所说明的标识符必须在其定义的模块中被PUBLIC伪指令说明为公共标识符，并且其说明的标识符类型要与该标识符在定义是的类型相一致，否则，要么不能生成其可执行文件，要么其执行文件不能正确运行。第60页/共83页第7章子程序和库程序员在编写程序时，通常采用模块化的思想来组织源程序：把各类子程序分别编写在不同的源程序中，在各源程序中说明所用到的、在其它模块中已定义的子程序，或说明本模块所定义的子程序可被其它模块调用。这样就可以分别汇编它们而得到其相应的目标文件，在有了这些目标文件后，程序员就可用不同的方法来生成最终的可执行目标文件。方法1：直接连接目标文件而生成可执行文件这种方法简单、方便，也是常用的一种方法，但在连接时，LINK程序会把目标文件中的所有代码都嵌入到执行文件中，从而使得：包含在某目标文件中、但并没有被调用的子程序代码也出现在执行文件中。这种情况无疑增加了执行文件的字节数。7.6.4库文件的好处第61页/共83页第7章子程序和库方法2：采用子程序库的方法库文件可以把它看成是子程序的集合。库文件中存储着子程序名、子程序的目标代码以及连接所需要的重定位信息。当某目标文件与库文件相连接时，LINK程序只把目标文件所用到的子程序从库文件中找出来，并合并到最终的可执行文件中，而不是把库中所含的全部子程序都纳入最后的可执行文件。对照方法1和2可知：用库文件来存储子程序可生成较短的执行文件。第62页/共83页第8章输入输出和中断输入输出是一个完整应用程序的重要组成部分，是交互式应用程序不可缺少的组成部分。在高级语言编程时，程序员可直接用输入输出语句来完成键盘输入、屏幕显示或打印输出等需求，而无需关心这些输入输出语句是如何实现的。但汇编语言是与机器有关的程序设计语言，要编写出具有输入输出功能的代码段就必须清楚CPU为输入输出提供了哪些指令，或计算机系统提供了哪些可直接使用的功能调用。8.1.1I/O端口地址8.1输入输出的基本概念I/O端口是CPU与输入输出设备的交换数据的场所。通过I/O端口，处理机可以接受从输入设备输入的信息，也可向输出设备发送信息。在计算机系统中，用不同的数字给各类I/O端口进行编号，这种I/O端口的编号就称为I/O端口地址。第63页/共83页第8章输入输出和中断在Intel公司的CPU家族中，I/O端口的地址空间可达64K，即可有65536个字节端口，或32768个字端口。这些地址不是内存单元地址的一部分，不能用普通访问内存指令来读取其信息，要用专门的I/O指令才能访问它们。虽然CPU提供了很大的I/O地址空间，但目前大多数微机所用的端口地址都在0~3FFH范围之内，其所用的I/O地址空间只占整个I/O地址空间的很小部分。表8.1几个重要的I/O端口地址端口地址端口名称端口地址端口名称020H~023H中断屏蔽寄存器378H~37FH并行口LPT2040H~043H时针/计数器3B0H~3BBH单色显示器端口060H键盘输入端口3BCH~3BFH并行口LPT1061H扬声器(0，1位)3C0H~3CFHVGA/EGA200H~20FH游戏控制口3D0H~3DFHCGA278H~27FH并行口LPT33F0H~3F7H磁盘控制器2F8H~2FFH串行口COM23F8H~3FFH串行口COM1第64页/共83页第8章输入输出和中断8.1.2I/O指令由于I/O端口地址和内存单元地址是相互独立的，这些端口地址不能用普通的访问内存指令来访问其信息。输入指令IN输入指令IN的一般格式如下： IN AL/AX,PortNo/DX该指令的作用是从端口中读入一个字节或字，并保存在寄存器AL或AX中。如果某输入设备的端口地址在0~255范围之内，那么，可在指令IN中直接给出，否则，要把该端口地址先存入寄存器DX中，然后由DX来给出其端口地址。例如： IN AL,60H ;从端口60H读入一个字节到AL中 IN AX,20H ;把端口20H、21H按“高高低低”组成的字读入AX MOV DX,2F8H IN AL,DX ;从端口2F8H读入一个字节到AL中 IN AX,DX ;把端口2F8H、2F9H按“高高低低”组成的字读入AX第65页/共83页第8章输入输出和中断输出指令OUT输出指令OUT的一般格式如下： OUT PortNo/DX,AL/AX该指令的作用是把寄存器AL或AX的内容输出到指定端口。如果某输出设备的端口地址在0~255范围之内，那么，可在指令OUT中直接给出，否则，要把该端口地址先存入寄存器DX中，然后在指令中由DX来给出其端口地址。例如： OUT 61H,AL ;把AL的内容输出到端口61H中 OUT 20H,AX ;把AX的内容输出到端口20H、21H中 MOV DX,3C0H OUT DX,AL ;把AL的内容输出到端口3C0H中 OUT DX,AX ;把AX的内容输出到端口3C0H、3C1H中第66页/共83页第8章输入输出和中断8.2.1中断的基本概念8.2中断1.中断和中断源CPU在执行程序时，是否响应中断要取决于以下三个条件能否同时满足：(1)、有中断请求(2)、允许CPU接受中断请求(3)、一条指令执行完，下一条指令还没有开始执行条件(1)是响应中断的主体。除用指令INT所引起的软件中断之外，其它中断请求信号是随机产生的，程序员是无法预见的。程序员可用程序来控制条件(2)的满足与否，即用指令STI和CLI来控制CPU是否响应可屏蔽的外部中断。但对于不可屏蔽中断和内部中断，程序员是无法控制它们的，CPU一定会执行这些中断的中断服务程序。第67页/共83页第8章输入输出和中断2.中断向量表和中断服务程序中断向量表是一个特殊的线性表，它保存着系统中所有中断服务程序或系统参数的入口地址(偏移量和段地址)。在微机系统中，该向量表有256个元素，每个元素占4个字节，总共占1K个字节。右图中的“偏移量”和“段地址”是指该中断服务程序入口单元的“偏移量”和“段地址”。从图中不难看出：若中断号为n，则在中断向量表中存储该中断服务程序入口地址的单元地址为：4n。第68页/共83页第8章输入输出和中断表8.2部分常用的中断号及其含义中断号含义中断号含义0除法出错8定时器1单步9键盘2非屏蔽中断A未用3断点BCOM24溢出CCOM15打印屏幕D硬盘(并行口)6未用E软盘7未用F打印机第69页/共83页第8章输入输出和中断8.2.2引起中断的指令1、中断指令INT中断指令INT的一般格式如下： INTImm其中：立即数Imm是一个0~0FFH范围内的整数。指令执行的步骤：把标志寄存器压栈，清除标志位IF和TF；把段寄存器CS的内容压栈，并把中断服务程序入口地址的高字部分送CS；把指针寄存器IP的内容压栈，并把中断服务程序入口地址的低字部分送IP；对80386及其以后的CPU，对16位段，压16位IP；对32位段，压32位EIP。在该指令执行完后，CPU将转去执行中断服务程序。由于有了指令INT，程序员就能为满足某种特殊的需要，在程序中有目的地安排中断的发生，也就是说，该中断不是随机产生的，而是完全受程序控制的。第70页/共83页第8章输入输出和中断2、溢出指令INTO当标志位OF为1时，引起中断。该指令格式如下： INTO该指令影响标志位：IF和TF。第71页/共83页第8章输入输出和中断8.2.3中断返回指令当一个中断服务程序执行完毕时，CPU将恢复被中断的现场，返回到被中断的程序中。为实现此功能，指令系统提供了一条专用的中断返回指令。该指令的格式如下：

IRET/IRETD该指令执行的过程基本上是INT指令的逆过程，具体如下：从栈顶弹出内容送入IP；再从新栈顶弹出内容送入CS；再从新栈顶弹出内容送入标志寄存器；对80386及其以后的CPU，指令IRETD从栈顶弹出32位内容送入EIP。第72页/共83页第8章输入输出和中断8.2.4中断和子程序调用中断和子程序调用之间有其相似和不同之处。它们的工作过程非常相似，即：暂停当前程序的执行，转而执行另一程序段，当该程序段执行完时，CPU都自动恢复原程序的执行。中断和子程序调用在实现方面的主要差异：子程序调用是程序员在编写源程序时事先安排好的，是可知的，而中断是由中断源根据自身的需要产生的，是不可预见的(用指令INT引起的中断除外)；子程序调用是用CALL指令来实现的，但没有调用中断的指令，只有发出中断请求的事件(指令INT是发出内部中断信号，不要理解为调用中断服务程序)；子程序