【x86彙編】第五章：程序設計其它方法技術

字符串操作

串操作指令簡介

主機與外設之間的交互，大多采用字符串的形式，爲了方便地實現字符串操作，簡化程序設計，80x86提供了字符串操作指令

字符串操作指令共有5條：

• 傳送指令 MOVS
• 搜索指令 SCAS
• 比較指令 CMPS
• 讀取指令 LODS
• 存儲指令 STOS

以上指令可使用的重複前綴如下：

• REP，無條件重複CX寄存器指定的次數
• REPE/REPZ，在CX≠0 && ZF=1時重複
• REPNE/REPNZ，在CX≠0 && ZF=0時重複

所有的字符串操作指令，使用相同的寄存器，標誌位和符號

• 源串指示器：DS：SI/ESI
• 目的串指示器：ES：DI/EDI
• 重複次數計數器：CX/ECX
• SCAS指令的搜索值在：AL/AX/EAX中
• LODS指令的目的地址爲：AL/AX/EAX
• STOS指令的源地址爲：AL/AX/EAX
• 傳送方向：
  1. DF = 0 自動增量
  2. DF = 1 自動減量
• _SB：不帶操作數的字節串操作指令
• _SW：不帶操作數的字串操作指令
• _SD：不帶操作數的雙字串操作指令

串操作指令

傳送指令

MOVS OPD, OPS
MOVSB：字節傳送
MOVSW：字傳送
MOVSD：雙字傳送

功能：

• DS：[SI] / [ESI] --> ES：[DI] / [EDI]
• 自動修改指針，指向下一個位置

比較指令

CMPS OPD, OPS
CMPSB：字節比較
CMPSW：字比較
CMPSD：雙字比較

功能：

• DS：[SI] / [ESI] – ES：[DI] / [EDI]
• 根據相減的結果，置標誌位，源串與目的串內容不變
• 自動修改指針，指向下一個位置
• 後面一般跟轉移指令
• 串比較指令，是源操作數減去目的操作數

搜索指令

SCAS OPD
SCASB：字節搜索
SCASW：字搜索
SCASD：雙字搜索

功能：

• 字節操作：(AL) – (ES：[DI] / [EDI])

• 字 操 作：(AX) – (ES：[DI] / [EDI])

• 雙字操作：(EAX) – (ES：[DI] / [EDI])

• 根據相減的結果置標誌位，但不保存結果

• 自動修改指針，指向下一個位置

• 主要用來在字符串中搜索某個值

從源串中取數指令

LODS OPD
LODSB：字節串中取數
LODSW：字串中取數
LODSD：雙字串中取數

功能：

• 字節操作：(DS：[DI] / [EDI]) -> (AL)

• 字 操 作：(DS：[DI] / [EDI]) -> (AX)

• 雙字操作：(DS：[DI] / [EDI]) -> (EAX)

• 將字符串存儲區的某個數據，送到累加寄存器中

• 自動修改指針，指向下一個位置

往目的串中存數指令

STOS OPD
STOSB：往字節串中存數
STOSW：往字串中存數
STOSD：往雙字串中存數

功能：

• 字節操作： (AL) -> (DS：[DI] / [EDI])

• 字 操 作：(AX) -> (DS：[DI] / [EDI])

• 雙字操作：(EAX) -> (DS：[DI] / [EDI])

• 將累加寄存器中的值，送到目的串

• 自動修改指針，指向下一個位置

宏功能程序設計

• 子程序的調用，需要額外的時間和空間花銷
• 當重複部分較短時，一般設計成宏指令
• 宏彙編語言提供：宏指令的定義調用、重複彙編、條件彙編
• 宏指令使用三步驟：宏定義、宏調用、宏拓展

宏定義

宏定義使用僞指令 MACRO 和 ENDM 實現
定義格式

宏指令名 MACRO 形參
            宏體
            ENDM

• 宏指令名，類似於函數名
• 形參可以出現在宏體任何地方，形參以逗號隔開
• 宏體是要重複的部分，包括一系列機器指令和僞指令
• ENDM和MACRO成對出現
• 宏指令一定要放在被調用之前

宏調用

宏指令完成定義後，可以在源程序中調用

調用格式：宏指令名 實際參數

宏拓展

• 宏彙編程序在彙編期間，先掃描宏定義，將宏名字、形參、宏體填入宏定義表中
• 遇到宏調用時，實參替換形參

宏定義於宏調用中的參數

帶間隔符的實參

有時，實參是一串帶間隔符（空格、逗號）的字符串，爲了不至於混淆，用尖括號 <> 將它們括起來，尖括號中的內容代表實參

例如用宏指令定義申請堆棧空間：

STACK0 <500 DUP(0)>

數字實參

• 有時希望用符號做實參，希望傳進去的是符號的值，而不是符號本身，可以符號的前面加 %
• 特殊宏操作符%用來將其後的表達式轉換爲對應的值
• % 後面的符號，一定是直接用EQU或者=賦值的符號常量，或者彙編時能確定值的表達式，而不能是變量和寄存器名

宏參數的連接

• 在宏定義中，有些形參需要夾在字符串中，爲了將這種形參標識出來，需要在這樣的形參前面加符號 &
• 如果形參後面還跟有字符串，則還應在形參後面加符號 &
• 宏彙編程序識別後，將符號連成一個完整的字符串

宏體中的變量與標號

• 宏體中經常需要定義一些變量和標號，如果進行了多次宏拓展，則會出現變量或標號重複定義的錯誤
• 爲解決這個問題，提供了僞指令LOCAL

LOCAL 形參

功能：

• 在宏拓展時，宏彙編程序自動爲其後的形參順序生成特殊符號，並用這些特殊符號取代宏體中的形參，從而避免了符號重複定義的錯誤
• LOCAL語句只能作爲宏體的第一條語句，它後面的形參即爲本宏定義中所定義的變量和標號

重複彙編

• 有時源程序中，會連續重複完全相同，或者幾乎完全相同的一組語句
• 這時採用重複彙編方式比把他們定義成宏指令更能簡化程序設計

給定次數

REPT    表達式
           重複塊
            ENDM

功能：讓宏彙編程序將重複塊連續地彙編“表達式”所指定的次數

不定次數

次數由實參的個數確定，根據實參形式的不同，選擇IRP和IRPC

IRP 形參, <實參1，實參2，...，實參n>
    重複塊
    ENDM

• 讓宏彙編程序將重複塊重複彙編由實參個數所確定的次數，並在每次重複時，依次用相應位置的實參代替形參
• 實參必須用尖括號括起來，並且各實參之間用逗號隔開

IRPC 形參，字符串
    重複塊
    ENDM

• 將重複塊重複彙編，重複的次數由字符串中的個數決定，並在每次重複時，依次用相應位置的字符代替形參
• 字符串不帶引號

條件彙編

• 條件彙編是指，允許宏彙編程序根據條件，決定某一段程序是否參加彙編
• 使用條件彙編僞指令時，條件表達式各項的值必須在第一遍掃描中求得，否則表達式不正確

使用格式：

IF ... 條件表達式
        條件彙編塊1
ELSE
        條件彙編塊2
ENDIF

正條件	反條件	表達式的形式	檢測條件
IF	IFE	數值表達式	表達式值不爲0（爲0）爲真
IF1	IF2		第一次/第二次掃描
IFDEF	IFNDEF	符號	符號已被（未被）定義或被（未被）說明爲外部符號爲真
IFB	IFNB	<參數>	該參數對應的實參存在（不存在）爲真
IFIDN	IFDIF	<參數1>, <參數2>	字符串參數1與字符串參數2相等（不相等）爲真

宏庫的使用

宏庫的建立

• 對於經常使用的宏定義，用戶可以將他們集中在一起，建成宏庫供用戶隨時調用
• 宏庫爲文本文件，文件名任意指定
• 利用TYPE命令可以查看文本的內容

宏庫的使用

• 程序中需要調用宏庫時，首先將宏庫加入到自己的源文件中，然後按照宏庫中各宏定義的規定調用即可
• 僞指令 INCLUDE 用於將宏庫加入源文件一起進行彙編

INCLUDE 文本文件名

功能：將文件內容加入彙編，全部彙編完後，再彙編後面的內容

條件彙編與宏定義的使用

• 條件彙編僞指令常與宏定義一起使用
• 可以使用條件彙編，使宏庫只在第一遍掃描時添加，這樣加快第二次掃描，避免列出長長的彙編列表清單
• 對於宏庫中用不上的宏指令，可以使用僞指令PURGE取消

IF1
    INCLUDE MACRO.LIB
ENDIF
    PURGE WRITE

宏指令與子程序的比較

• 處理的時間不同：宏指令是在彙編期間，由宏彙編程序處理的；而子程序調用是在目標程序執行期間，由CPU直接執行的
• 處理的方式不同：宏指令必須先定義後使用，宏調用用宏體置換宏指令名，實參置換形參，而子程序的調用不發生這種代碼和參數的置換，而是CPU將控制方向由主程序轉向子程序
• 目標程序的長度不同：由於每次宏調用都要進行宏拓展，因而使用宏指令不會縮短目標程序，而子程序通過CALL指令調用，無論執行多少次，目標代碼只出現一次，因此，目標程序短，佔用空間小
• 執行速度不同：執行子程序需要使用堆棧保護和恢復現場，因而執行速度慢，而宏指令不存在這些問題
• 參數傳遞方式不同：宏調用可實現參數的代換，參數形式不受限制，而子程序參數一般是地址或者操作數

模塊化程序設計

• 在彙編語言中，一個以 END 語句爲結束標誌的源程序，稱爲一個代碼塊
• 它經過彙編源程序彙編後，生成一個目標文件，也稱爲目標模塊
• 連接程序將多個目標模塊連接在一起時，需要兩個信息，一是模塊間通信方式，二是段之間的組合方式
• 通信方式是指：一個模塊可訪問另外模塊中所定義的標號、變量、符號常量的方式
• 組合方式是指：多個模塊以什麼方式組合在一起

組合方式

定位方式

定位方式是對該段起始地址所提出的要求，即告訴連接程序，在各個段裝配在一起時，前一段放完後，後面一個段將從一個什麼樣的起始邊界開始存放

定位方式有4種選擇：

• PARA：節：表示該段要從能被16整除的地址開始存放，即最低4位必須爲0
• WORD：字：表示該段要從偶數地址開始存放，即最低1位必須爲0
• BYTE：字節：表示對該段存放的首地址不作要求，任何地址處都可以開始存放
• PAGE：頁：該段要從能被256整除的地址開始存放，即最低8位必須爲0

其中PARA爲默認方式，不指定時爲此方式

組合方式

組合方式的作用是向連接程序提供本段同其他段的組合關係，可以選擇以下幾種關係

• 不選擇：表示本段與其他段邏輯上不發生關聯
• PUBLIC：表示應將本段與其他模塊中的同名、同 ‘類別’ 段按模塊連接的順序相鄰的連接在一起，組成一個物理段，該段大小不能超過64KB
• STACK：與PUBLIC功能相同，但該方式僅對堆棧段
• COMMON：表示本段和同名、同 ‘類別’ 的其他段應該具有相同的段首址，即將本段與這些段相覆蓋，覆蓋長度取決於最長的COMMON段
• AT表達式：表示將本段裝在根據表達式計算出的段地址上，但AT方式不能包含代碼和初始化數據，不能用於用戶代碼段，僅用於訪問系統數據，表示已在內存中的數據和數據地址
• MEMORY：表示將本段定位在所有連接在一起的段之上（最高地址上），如果幾個段都選擇MEMORY組合方式而又同時連接在一起，那麼只有宏彙編程序遇到的第一段處理爲MEMORY，其它作爲COMMON段

類別

• 段的 ‘類別’ 是用單括號括起來的字符串來表示的
• 連接時，‘類別’ 相同的所有段，按先後順序存放在連續的存儲區，且每段都有自己的起始地址

通信方式

公共符號與外部符號

• 公共符號：不僅可被定義自己的模塊訪問，還可以供其它模塊訪問的符號，用PUBLIC說明
• 外部符號：在該模塊內部訪問，而不在該模塊內定義的符號，用EXTERN說明

PUBLIC 符號

• 用來說明其後的符號是公共符號，可以被其它模塊所引用
• 這些符號必須是在本模塊中定義的符號常量、標號、變量，各名字之間用逗號隔開，一個模塊中的同一個名字僅可被PUBLIC說明一次
• 一般放在程序的開頭

EXTERN 符號：類型

• 用來說明本模塊中需要引用的、由其他模塊所定義的符號
• 這些符號必須在所定義的模塊中聲明爲PUBLIC
• 類型爲：ABS（符號常量）、BYTE、WORD、DWORD、NEAR、FAR

連接程序的功能

連接程序可以將若干個目標模塊連接在一起，連接程序主要有以下功能：

• 將指定的若干個目標模塊和子程序庫中的子程序模塊連接在一起，解決各模塊中段的組合、定位問題，確定目標模塊中浮動地址及公共符號的引用問題，生成一個可再定位的裝入模塊，即能夠執行的文件（.EXE）
• 產生一個地址分配文件（.MAP）

源程序綜合舉例

模塊程序設計中的注意事項

模塊劃分

• 如果一個程序段被很多模塊公用，則他應該該是一個獨立的模塊
• 如果若干程序段處理的數據是公用的，則這些程序段應該放在一個模塊
• 若兩個程序段的利用率差別很大，則應該分屬於兩個模塊
• 一個模塊不能太大，也不能太小，過大則通用性差，過小則時間和空間浪費
• 力求使模塊具有通用性，通用性越強模塊的利用率越高
• 各模塊在功能、邏輯上相互獨立，避免使用轉移語句在模塊間轉來轉去
• 各模塊之間接口簡單，儘量減少公共符號的個數，儘量不公用數據存儲單元，在結構或編排上有聯繫的數據應該放在一個模塊中，以免相互影響
• 每個模塊的結構應該儘量設計成單入口、單出口的形式

程序文件命名

• 標識出程序設計者
• 標識出模塊功能
• 標識出模塊之間的連接關係

標號的定義

• 模塊出處
• 功能名稱
• 分支代號

變量和緩衝區的定義

• 緩衝器或變量標誌：用B爲緩衝器名開頭，用V爲變量名開頭，用S爲字符串開頭
• 第二個字母可表示定義的類型

模塊註釋

爲方便子模塊的調用，在子模塊前面應該有詳細的說明，包括：

• 子模塊的功能
• 入口參數
• 出口參數
• 所用到的主要變量