汇编学习《汇编语言（第三版）》王爽著第四章学习

第四章 第一个程序

4.1一个源程序从写出到执行的过程

1. 第一步：编写汇编源程序。（文本编辑器Edit、记事本等）产生一个存储源程序的文本文件。
2. 第二步：对源程序进行编译连接。使用汇编语言编译程序对源程序文件中的源程序进行编译，产生目标文件；再用连接程序对目标文件进行连接，生成可在操作系统中直接运行的可执行文件（包括程序和数据，以及相关的描述信息）。
3. 第三步：执行可执行文件中的程序。

4.2源程序

1.伪指令

如下我们举一个源程序例子4.2.1（进入DOS,使用Eidt见4.3编辑源程序）

assume cs:codesg

codesg segment
             
             mov ax,0123H
             mov bx,0456H
             add ax,bx 
             add ax,ax

             mov ax,4c00H
             int 21H
codesg ends

end

以上出现3种伪指令
（1）XXX segment

​ XXX ends

segment 和 end是在写可被编译器编译的汇编程序时，必须要用到的一对伪指令。

codesg segment  ;定义一个段，段的名称为“codesg”，这个段从此开始
      ：
codesg ends     ;名称为“codesg”的段到此结束

（2）end

end是一个汇编程序的结束标记，编译器在编译汇编程序的过程中，如果碰到了伪指令end就结束对源程序的编译。所以，在我们写程序时要在结尾处加上伪指令end。

（3)assume

assume（假设）。它假设某一段寄存器和程序中的某一个用segment…ends 定义的段相关联。通过assume说明这种关联，在需要的情况下，编译程序可以将段寄存器和某一个具体的段相联系。

2.源程序中的“程序”

用汇编语言写的程序，包括伪指令和汇编指令，我们编程的最终目的是让计算机完成一定的任务。源程序中的汇编指令组成了最终由计算机执行的程序，而源程序中的伪指令是由编译器来处理的，它们并不实现我们编程的最终目的。

以后可以将源程序文件中的所有内容称为源程序，将源程序中最终由计算机执行、处理的指令或数据，称为程序。程序最先以汇编指令的形式存在源程序中，经编译、连接后转变为机器码，存储在可执行文件中

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3.标号

汇编源程序中，除了汇编指令和伪指令外，还有一些标号，比如“codesg”。一个标号指代了一个地址。比如codesg在segment的前面，作为一个段的名称，这个段的名称最终将程编译、连接程序处理为一个段地址

4.程序的结构

我们现在讨论一下汇编程序的结构。在前3章中我们都是通过直接在Debug中写如汇编指令来写汇编程序，对于十分简短的程序这样做的确方便。可对于大一的程序我们通过编写能让编译器进行编译的源程序。

源程序是由一些段构成的。我们可以在这些段中存放代码、数据、或将某个段当作栈空间。我们现在来一步步地完成一个小程序，体会简单框架。

任务：编程运算2^3。源程序应该怎样写？

（1）我们要定义一个段，名称为abc。

abc segment
    :
abc ends

(2)在这个段中写入汇编指令，来实现我们的任务。

abc segment
 
    mov ax,2
    add ax,ax
    add ax,ax
    
abc ends

(3)然后，要指出程序在何处结束

abc segment

    mov ax,2
    add ax,ax
    add ax,ax
    
abc ends

end

(4)abc被当作代码段来用，所以，应该将abc和cs联系起来。（当然，对于这个程序，也不是非这样做不可。）

命名为例4.2.4（后面会用到)

assume cs:abc

abc seqment

       mov ax,2
       add ax,ax
       add ax,ax
    
abc ends

end

​

5.程序返回

我们的程序最先以汇编指令的形式存在源程序中，经编译、连接后转变为机器码，存储在可执行文件中，那么，它怎样得到运行呢?

下面，我们在DOS（一个单任务操作系统）的基础上，简单地讨论一下这个问题。

一个程P2在可执行文件中，则必须有一个正在运行的程序P1，将P2从可执行文件中加载如内存后，将CPU的控制权交给P2，这样P2才得以运行。P2开始运行后P1暂停。

而P2运行完毕后，应将CPU的控制权交还给使得它得以运行的程序，我们称这个过程为：程序返回。（也就是在程序末尾添加返回的程序段）

当我们看4.2.1中伪指令的例子

mov ax，4c00H
int 21H

这两条指令所实现的功能就是程序返回。

下表是与结束相关的概念

目的	相关指令	指令性质	指令执行者
通知编译器一个段结束	断名 ends	伪指令	编译时，由编译器执行
通知编译器程序结束	end	伪指令	编译时，由编译器执行
程序返回	mov ax，4c00H int21H	汇编指令	执行时，由CPU执行

6.语法错误和逻辑错误

在源程序编译后，在运行时发生的错误是逻辑错误。语法错误容易发现，也容易发现，也容易解决。而逻辑错误通常不容易被发现。

程序4.2.4在运行时会出现一些问题，因为程序没有返回，当然，这个错误在编译的时候是不能表现出来的，也就是说，程序4.2.4对编译器来说是正确的程序。

下面将4.2.4改写,发生了语法错误：

aume cs:abc

abc segment

    mov ax,2
    add ax,ax
    add ax,ax
    
end

aume不能被识别，而且编译器在编译的过程中也无法知道abc段到何处结束。

我们将上述程序改正过来：

assume cs:abc

abc segment

    mov ax,2
    add ax,ax
    add ax,ax
    
    mov ax,4cooH
    int 21H
abc ends

4.3编辑源程序

可以使用任意的文本编辑器来编辑源程序，只要最终将其储存为纯文本文件即可。在我们的课程中，使用DOS下的Edit。

过程如下

（1）进入DOS方式，运行Edit

（2）在Edit中编辑程序，如图
并命名f:\1.asm

4.4编译

在4.3中完成对源程序的编辑后，得到一个源程序文件f:\1.asm。可以对其进行编译，生成包含机器代码的目标文件。
在编译一个源程序之前首先要找到一个相应的编译器。在我们的课程中，采用微软masm5.10汇编编译器，文件名为masm.exe。假设汇编编译器在F:\ASM目录下。可以按照下面的过程来进行源程序的编译，以f:\1.asm为例。
(1)进入DOS方式，进入F:\ASM目录，运行masm.exe，如图 图中，运行masm后，首先显示出一些版本信息，然后提示输入将要被编译的源程序文件的名称。注意，“[.ASM]”提示我们，默认的文件扩展名是asm，比如，要编译的源程序文件名是“p1.asm”，只要在末尾输入“p1”即可。可如果源程序文件不是以asm为扩展名的话，就要输入它的全名。比如源程序文件名为“p1.txt”,就要输入全名。
在输入源程序文件名的时候一定要指明它所在的路径。如果文件就在当前路径下，只输入文件名就可以，可如果文件在其他的目录，则要输入路径，比如，要编译的文件p1.txt在“c:\windows\desktop”下，则要输入“c:\windows\desktop”下，则要输入“c:\windows\desktop\p1.txt”.
这里，我们要编译的文件是c盘根目录下的1.asm，所以此处输入“c:\1.asm”
(2)输入要编译的源程序文件名后，按Enter键，屏幕显示图中，在输入源程序文件名后，程序继续提示我们输入要编译出的目标文件的名称，目标文件是我们对一个源程序进行编译要得到的最终结果。注意屏幕上的显示：“[1.OBJ]”,因为我们已经输入了源程序文件名为1.asm，则编译程序默认要输出的目标文件名为1.obj，所以可以不必再另行指定文件名。直接按Enter键，编译程序将在当前目录下生成1.obj文件。
这里，也可以指定生成的目标文件所在的目录，比如，想让编译程序在“c:\windows\desktop”下生成目标文件1.obj。则可输入“c:\windows\destop\1”。
我们直接按Enter键，使用编译程序设定的目标文件名。

（3）确定了目标文件的名称后，屏幕显示如图

图中，编译程序提示输入列表文件的名称，这个文件是编译器将源程序编译为目标文件的过程中产生的中间结果。可以让编译器不生成这个文件，直接按Enter键即可。
（4）忽略了列表文件的生成后，屏幕显示 图中，编译程序提示输入交叉引用文件的名称，这个文件同列表文件一样，是编译器将源程序编译为目标文件过程中产生的中间结果。可以让编译器不生成这个文件，直接enter
（5）忽略了交叉引用文件的生成后，如图图中，对程序的编译结束，编译器输出的最后两行告诉我们这个源程序没有预警错误和必须要改正的错误。
上面我们编译后，在编译器masm.exe运行的当前路径，将出现一个新的文件：1.obj,这是对程序1.asm进行编译所得到的结果。当然，如果编译过程中出现错误，那么将得不到目标文件。一般来说有两类错误使我们得不到所期望的目标文件：
（1）程序中有“Severe Errors”：
（2）找不到所给出的源程序文件。
（在编译过程中，我们提供了一个输入，既源程序文件，最多可以得到3个输出：目标文件.obj、列表文件.lst、交叉引用文件.crf,本篇只讨论目标文件）

4.5连接

在对源程序进行编译得到目标文件后，我们需要对目标文件进行连接，从而得到可执行文件。接续上一节的过程，我们已经对f:\1.asm进行编译得到f:\1.asm\1.obj,现在再将f:\1.asm\1.obj连接为c:\masm\1.exe。
（1）我们使用微软的Overlay Linker3.64连接器，文件名为link.exe,以下图为例
注意，“[.OBJ]” 提示我们，默认的文件扩展名是obj, 比如要连接的目标文件名是“p1.obj”，只要在这里输入“p1”即可。可如果文件不是以obj 为扩展名，就要输入它的全名。比如目标文件名为“p1.bin”，就要输入全名。
在输入目标文件名的时候，要注意指明它所在的路径。这里，要连接的文件是当前目录下的1.obj,所以此处输入“1”。

（2）输入要连接的目标文件名后，按Enter键，屏幕显示如图
图 中，在输入目标文件名后，程序继续提示我们输入要生成的可执行文件的名称，可执行文件是我们对下个程序进行连接要得到的最终结果。注意屏幕上的显示:“[1.EXE]"，因为已经确定了目标文件名为1.obj, 则程序默认要输出的可执行文件名为1.EXE，所以可以不必再另行指定文件名。直接按Enter 键，编译程序将在当前的目录下，生成1.EXE文件。

这里，也可以指定生成的可执行文件所在的目录，比如，想让连接程序在“c:\windows\desktop"下生成可执行文件1.EXE，则可输入“c:lwindowsIdesktoplI".

我们直接按Enter键，使用连接程序设定的可执行文件名。

(3)确定了可执行文件的名称后，屏幕显示如下图所示。

上图 中，连接程序提示输入映像文件的名称，这个文件是连接程序将目标文件连接为可执行文件过程中产生的中间结果，可以让连接程序不生成这个文件，直接按Enter键即可。

(4)忽略了 映像文件的生成后，屏幕显示如图4.13所示。

图4.13 中，连接程序提示输入库文件的名称。库文件里面包含了一些可以调用的子程序，如果程序中调用了某一个库文件中的子程序，就需要在连接的时候，将这个库文件

和目标文件连接到一起，生成可执行文件。但是，这个程序中没有调用任何子程序，所以，这里忽略库文件名的输入，直接按Enter键即可。

(5)忽略了库文件的连接后，显示

错误：没有栈段，这里不解释

总结：
连接的作用
（1）当源程序很大时， 可以将它分为多个源程序文件来编译，每个源程序编译成为目标文件后，再用连接程序将它们连接到一起，生成一个可执行文件:

(2)程序中调用了某个库文件中的子程序，需要将这个库文件和该程序生成的目标文件连接到一起，生成一个可执行文件;

(3) 一个源程序编译后，得到了存有机器码的目标文件，目标文件中的有些内容还不能直接用来生成可执行文件，连接程序将这些内容处理为最终的可执行信息。所以，在只有一个源程序文件，而又不需要调用某个库中的子程序的情况下，也必须用连接程序对目标文件进行处理，生成可执行文件。

注意，对于连接的过程，可执行文件是我们要得到的最终结果。

4.6以简化的方式进行编译和连接

在前面的内容里，介绍了如何使用masm和link进行编译和连接。可以看出，我们编译、连接的最终目的是用源程序文件生成可执行文件。在这个过程中所产生的中间文件都可以忽略。以下为简捷编译、连接方式。

1. 编译

2. 连接

4.7 程序执行过程的跟踪

可以用Debug 来跟踪一个程序的运行过程，
下面以在前面的内容中生成的可执行文件1.exe为例，讲解如何用Debug对程序的执行过程进行跟踪。

现在我们知道，在DOS中运行一个程序的时候，是由command将程序从可执行文件中加载入内存，并使其得以执行。但是，这样我们不能逐条指令地看到程序的执行过程，因为command的程序加载，设置CS:IP指向程序的入口的操作是连续完成的，而当CS:IP指向程序的入口，command就放弃了CPU的控制权，CPU立即开始运行程序，直至程序结束。

为了观察程序的运行过程，可以使用Debug. Debug 可以将程序加载入内存，设置CS:IP指向程序的入口，但Debug 并不放弃对CPU 的控制，这样，我们就可以使用Debug的相关命令来单步执行程序，查看每一 条指令的执行结果。
cx中存放的是程序的长度。