汇编语言高级编程技术.ppt

1、第8章 汇编语言高级编程技术,8.1 宏 8.2 汇编高级语法 8.3 模块化程序设计 8.4 C和汇编的混合编程 8.5 程序优化,8.1 宏,8.1.1 宏指令的定义和使用 宏指令的使用有3个步骤： 宏定义 宏调用 宏扩展,宏定义,格式： 宏指令名 MACRO 形式参数表 ;宏指令体 ENDM 形式参数表给出形参，形参之间用逗号隔开。,宏调用和宏扩展,宏调用的格式 ： 宏指令名 实参数表 实参应和形参顺序一致 宏扩展 ： 用宏指令体的语句序列替换宏指令名 并用实参替换形参,2LOCAL伪操作,程序中多次调用宏指令，展开时其中的标 号重复，导致编译出错。 解决办法 ：将宏定义体中的标号说明为

2、局 部标号 格式：local 标号1,标号2, 标号3, ,3PURGE伪指令,PURGE伪指令取消已定义的宏指令 格式为： PURGE 宏指令名 , 宏指令名, 注意： 宏指令被取消的程序就不能再使用这个宏指令 指令取消之前的宏调用已经被展开，不受影响,8.1.2 宏指令中参数的使用,1MOVE宏指令 MOV指令不允许源操作数和目标操作数同时为内存操作数，我们如此定义： dwVarA DWORD ? dwVarB DWORD 50 MOVE MACROX, Y PUSH Y POP X ENDM 调用MOVE dwVarA,dwVarB，可将后者内容赋给前者,2SUBX宏指令,SUB指令执行

3、后，目标操作数中的被减数被“差” 替换掉。我们可以定义一个新的宏指令，它包括 3个参数：被减数（minuend）、减数 （subtrahend）、差（difference）。 SUBX MACRO minuend, subtrahend, difference PUSH EAX MOV EAX, minuend SUB EAX, subtrahend MOV difference, EAX,SUBX宏指令（续）,；接上页程序 POP EAX ENDM 要计算ECX=EDX8，就调用SUBX宏： SUBX EDX, 8, ECX,3Idx宏指令,对给定的数组下标i, j，元素的地址为： 数组首地

4、址 + (i * RowSize + j) * ElementSize RowSize表示为数组每行的大小 ElementSize表示为每个元素的大小 横线部分可以用宏指令表示： Idx MACRO I, J, RowSize IMUL EBX,I, RowSize ADD EBX, J,Idx宏指令（续）,；接上页程序 ADD EBX, EBX SHL EBX, 2 ENDM 调用上述Idx宏指令就可求得数组元素的位置,8.1.3 特殊的宏操作符,1操作符 重复块 ENDM REPT也可以写做repeat。 数值表达式决定重复次数 重复块中可以是任何有效的汇编语句,重复块中是指令序列 的例子

5、： 打印数字9、99、999、9999的平方数 FmtSqureStrBYTE%d * %d = %d, 0ah, 0 X=9 REPT4 INVOKE printf, offset fmtSqureStr, X, X, X*X X =X*10+9 ENDM,2不定重复伪指令IRP,IRP指令由参数来决定重复次数，格式为： IRP MACRO 形参，实参表 ; 重复块 ENDM IRP也可以写做for 形参只能有一个，实参表中可以有多个参数 实参表中参数个数就是重复次数，按顺序取代形参,下面IRP的实参表中包含3个参数 IRP VALUE, BYTE VALUE, 0 ENDM 其结果相当于：

6、 BYTE USB, 0 BYTE FLOPPY, 0 BYTE CD-ROM, 0,3不定重复伪指令IRPC,参数表用一个字符串来表示 ，格式为 IRPCMACRO 形参，字符串 ; 重复块 ENDM IRPC也可以写做FORC 形参只有一个，字符串可以包括字母、数字等， 字符个数就是重复次数 ； 字符串中的字符按顺序替代形参,例如，使用字符串123，每次用一个字符来代替Z。 IRPC Z, 123 BYTE Z ENDM 展开后的结果为： BYTE 1 BYTE 2 BYTE 3,8.1.6 条件汇编,条件汇编伪指令的格式如下： IFXXYY ; 语句块1 ELSE ; 语句块2 ENDI

7、F ELSE可以不写，对于IFXX YY 条件为真时，将语句块1包含在程序中； 条件为假时，将语句块2包含在程序中。,条件汇编伪指令,条件汇编伪指令大体上分为： 1IF和IFE伪指令 2. IFB和IFNB伪指令 用在宏定义体中，用来确定形参是否为空 3IFDEF和IFNDEF伪指令 用一个符号DEBUG来控制是否包括打印语句 4IFIDNI伪指令 举例：IFIDNI,8.2 汇编高级语法,汇编语言语法问题： 分支和循环程序结构存在标号定义和程序流程复杂的问题 可读性、简洁性、可维护性不如高级语言 编写汇编程序时比较烦琐 MASM引入了一系列伪指令来实现条件测试、分支和循环语句等。,8.2.1

8、 条件测试表达式,条件测试表达式的形式 ： 1.寄存器或内存变量 例如：x ；x不等0时为真 EAX ；EAX不等于0时为真 2. 利用关系运算符 (数值表达式1)关系运算符(数值表达式2) 关系运算符比较数值表达式1和数值表达式2的内容,关系运算符列表,条件测试表达式,3. 利用逻辑运算符 (关系或数值表达式1) 逻辑运算符 (关系或数值表达式2) 逻辑运算符对表达式进行逻辑运算。 逻辑运算符和关系运算符的语法基本和C语言基本类似。,逻辑运算符列表,条件测试表达式,4. 根据标志寄存器中的各种标志位符号,8.2.2 分支伪操作,分支语句根据条件表达式的真假执行不同的代码模块，与C语言的if/

9、elseif/else/endif相似。语法如下 .IF条件表达式1 表达式1为“真”时执行的指令 .ELSEIF条件表达式2 表达式2为“真”时执行的指令 .ELSE 上述条件均不满足时执行的指令 .ENDIF,8.2.3 循环伪操作,循环是重复执行的一组指令 ，分3种： 1 WHILE-ENDW循环： .WHILE条件测试表达式 循环体 .ENDW 首先判断条件测试表达式 如果结果是“真”，则执行循环体内的指令，结束后再判断表达式，直到表达式结果为“假”为止。 如果第一次判断结果就为“假”，则直接退出循环,循环伪操作,2 REPEAT-UNTIL循环： .REPEAT 循环体 .UNTIL

10、条件测试表达式 先执行一次循环体内的指令，然后判断条件测试表达式： 如果结果是“假”，则继续执行循环体内的指令，一直到表达式结果为“真”为止 循环体至少会执行一次,循环伪操作,3 REPEAT-UNTILCXZ循环 .REPEAT 循环体 .UNTILCXZ条件测试表达式 如果.UNTILCXZ后面没有条件测试表达式，则循环的次数由ECX指定； 如果.UNTILCXZ后面带有条件测试表达式，循环的次数由ECX和表达式共同控制。 当ECX不等于0且表达式的值为“假”时，ECX减1，继续循环 当ECX等于0或者表达式的值为“真”时，终止循环。,循环伪操作,使用.BREAK语句可以跳出循环； .BR

11、EAK后面可以加.IF ，满足条件才跳出循环。 格式：.BREAK .IF 退出条件 使用.CONTINUE语句可以跳到循环体的最后。,计算0+1+2+8+9的几个例子,例1： .WHILE/.ENDW循环形式 XOR EAX, EAX XOR EBX, EBX .WHILE EBX 10 ADD EAX, EBX INC EBX .ENDW,计算0+1+2+8+9的几个例子,例2：用.BREAK语句来终止循环 XOR EAX, EAX XOR EBX, EBX .WHILE1 ADD EAX, EBX INC EBX .BREAK .IFEBX = 10 .ENDW,计算0+1+2+8+9的

12、几个例子,例3：.REPEAT/.UNTIL循环的形式 XOR EAX, EAX XOR EBX, EBX .REPEAT ADD EAX, EBX INC EBX .UNTILEBX = 10,计算0+1+2+8+9的几个例子,例4：.REPEAT/.UNTILCXZ循环形式 MOV ECX, 10 XOR EAX, EAX XOR EBX, EBX .REPEAT ADD EAX, EBX INC EBX .UNTILCXZ,8.3 模块化程序设计,8.3.1 模块化程序设计基本概念 可以将一个大的系统分解为小的模块，各个模块可并行完成，最后组合成为一个完整的系统。,8.3.2 模块间的通

13、信,1外部引用伪指令EXTRN 格式：EXTRN 变量名:类型,. 功能：说明在本模块中用到的变量是在另一个模块中定义的，同时指出变量的类型 。 说明：EXTRN伪指令应出现在程序引用该名字之前，一般放在程序开头。,模块间的通信,2全局符号说明伪指令PUBLIC 格式：PUBLIC 名字,. 功能：本模块中定义的名字可以被其他模块使用。 说明：名字可以是变量名，也可以是子程序名。,模块间的通信,3子程序声明伪指令PROTO 格式：子程序名 PROTO C | stdcall :第一个参数类型 ,:后续参数类型 功能：说明子程序名字和参数类型，供主程序调用。 程序示例：mod1.asm mod2

14、.asm 结果：100 - 60 = 40,8.4 C和汇编的混合编程,关键:两种语言的接口问题 解决方法： 在C程序中直接嵌入汇编代码 由C语言主程序调用汇编子程序,8.4.1 直接嵌入,C语言程序中直接嵌入汇编语句 格式为：_asm 汇编语句 对于连续的多个汇编语句，格式为： asm 汇编语句 汇编语句 ,内嵌汇编语句的操作码必须是有效的80 x86指令。 不能使用byte，word，dword等语句定义数据。 内嵌汇编语句中的操作数可以是： 寄存器； 局部变量、全局变量和函数参数； 结构成员。 程序清单：inline.c (嵌入汇编),8.4.2 C程序调用汇编子程序,C源程序中所有语句

15、要符合C的语法规则； 汇编源程序的所有语句要符合汇编的语法规则； C模块可调用汇编模块中的子程序，还可以使用汇编模块中定义的全局变量； 汇编模块可调用C模块中的函数，可以使用C模块中定义的全局变量。,1C模块使用汇编模块中的变量,C和汇编有些变量类型是等价的，可以相互转换,C模块使用汇编模块中的变量,C源程序要使用汇编模块中的变量，则在汇编模 块中的变量名必须以下划线开头。 例如： _strFormula sbyte Pythagorean theorem: x*x+y*y=z*z,0 _xval sdword 3 _yval sdword 4 _zval sdword 5 C模块中使用这些变

16、量时，前面的下划线必须去掉,2汇编模块使用C模块中的变量,C模块中，应采用extern来指明变量可以由外部 模块所使用， 例如：extern int x, y, z; 在汇编模块中，要使用这个变量，应该用EXTRN 加以说明， 例如：EXTRN _x:sdword, _y:sdword, _z:sdword 使用变量如：MOV EAX, _x,3C模块调用汇编模块中的子程序,关键功能用汇编语言来编写，再由C语言来调用 程序举例： C/汇编联合编程的主模块 united.c C/汇编联合编程的子模块 unite.asm,4编译链接过程,对C模块和汇编模块分别进行编译，生成各自的.obj文件。 将

17、这些.obj文件链接成一个可执行文件 如图：,5C调用规则,上例的Verify1，Verify2，Verify3，Verify4都采用了C调用规则 ， 主程序按照从右至左的顺序，将参数顺序压入堆栈； 子程序返回后，主程序通过“ADD ESP, n”指令调整ESP的值 。 如果在说明子程序时不加调用规则，则应在子程序名前加下划线，参数也应自行定义。,6stdcall调用规则,定义子程序时使用stdcall规则，不用C规则 举例： Verify2 PROC stdcall x:dword, y:dword, z:dword 在C模块中，在说明Verify2时要加上_stdcall： extern

18、int _stdcall Verify2(int x, int y, int z); int ret = Verify2(x, y, z);,7生成map文件,链接过程生成map文件 可以查看共享的变量、函数在目标文件中的真实名字 例如： link united.obj unite.obj /out:united.exe /map:united.map /subsystem:console,8.4.3 汇编调用C函数,使用PROTO说明C函数的名称、调用方式、参数类型等，如： input PROTO C px:ptr sdword, py:ptr sdword, pz:ptr sdword v

19、erify PROTO C x:dword, y:dword, z:dword 举例： C/汇编联合编程中的子模块 mix.c C/汇编联合编程的主模块 mixed.asm,8.4.4 C+与汇编,1使用C方式共享变量和函数 在C+一方，要将与汇编模块共享的变量、函数等用extern “C”的形式说明。 举例： C+/汇编联合编程 ArrSum.cpp C+/汇编联合编程 ArraySum.asm,8.4.4 C+与汇编,2C+类的实例与方法 程序demo.cpp中，有两个类A，B。 A是B的基类，类A和类B各有自己的reset ( ) 方法和output ( ) 方法。程序的输出结果为： A

20、: 1 B: 2, 3 A: 10 B: 10, 0,类A的实例a，类B的实例b所占用的内存单元的内容如图 类的vtable就像一张表格，存放它的虚函数的地址,8.5 程序优化,评价一个程序优劣 的要素： 实现思想是否合理清晰； 书写风格是否符合规范； 程序的执行效率(重要) 程序在多长的时间内能够完成（时间） 程序需要多大的存储空间（空间）,8.5.1 运行时间的优化,1选择执行速度快的指令 （1）寄存器清零 将寄存器清零，有以下几种指令： MOV EAX, 0 SUB EAX, EAX XOR EAX, EAX 其中SUB，XOR指令执行速度比MOV指令快，而且所需程序空间少，所以应选这2种指令之一（XOR更常用）。,选择执行速