Transcript Chapter 5
第 5 章:程序 本章概述 • • • • • 連結外部函式庫 運用程序的程式設計 堆疊運算 定義和使用程序 運用程序的程式設計 2 本書所用的連結函式庫 • • • • • 連結函市庫概觀 呼叫一個函市庫程序 到一個函市庫連結 函市庫程序－概觀 六個例子 3 連結函市庫概觀 • 一個包含已經進入機器之內被編譯的程序的檔案 • 從一個或更多的 OBJ 檔案構造 • 建立一間函式庫 . . . • • • • 從一或更多的ASM來源檔案開始 組合每個進入一個 OBJ 檔案 創造一個空的函市庫檔案（延長 LIB） 把 OBJ 檔案 （s）加入函市庫檔案，使用微軟 LIB 實效 藉由在這一個螢幕的底部按下例子快看 Irvine32. asm. 4 呼叫一個函市庫程序 • 呼叫使用指令的一個函市庫程序.一些程序需要輸入引數.那在 程序原型中包括指令的副本（公告）. • 下列的例子在控制檯上顯示 "1234" : INCLUDE Irvine32.inc .code mov eax,1234h call WriteHex call Crlf ; input argument ; show hex number ; end of line 5 到一個函市庫連接 • 對使用一個被命名的檔案裡連接器指令 Irvine32. lib 你的程式連 結make32.bat. • 注意二個 LIB 檔案：Irvine32. lib, 和kerne 32.lib • 後者是微軟贏 32 軟體發展配套的部份（SDK） Your program links to Irvine32.lib links to can link to kernel32.lib executes kernel32.dll 6 下一章 • • • • • 連結外部函式庫 本書所用的連結函式庫 堆疊運算 定義而且使用程序 運用程序的程式設計 7 函式庫程序－概觀(1 of 4) CloseFile －將先前開啟的磁碟檔案予以關閉 Clrscr －清除主控台視窗，並將游標重新定位於左上角 CreateOutputFile －建立一個能在輸出模式下寫入資料的新磁碟檔案 Crlf －寫入一個行末 (end-of-line) 標記到主控台視窗 Delay -將程式的執行暫停ｎ個毫秒的時間間隔 DumpMem -以十六進位的表示方式，將一個區塊的記憶體內容寫入到 主控台視窗 DumpRegs –以十六進位的方式顯示EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、 EDI、EBP、ESP、 EFLAGS 及EIP 等暫存器的內容值。同時也顯示最常用到的CPU 狀態 旗標 GetCommandtail -複製程式命令列的參數 ( 也稱為command tail) 到一 個由位元組所組成的陣列裡 GetMaxXY -取得主控台視窗的緩衝區的行數與列數 GetMseconds -回傳一個從午夜十二點之後所經過的時間值，以毫秒為 單位 8 函式庫程序－概觀(2 of 4) GetTextColor -回傳現行的主控台視窗的文字顏色和底色 Gotoxy -在主控台視窗中，將游標定位到指定的行與列的位置上 IsDigit -如果AL 暫存器所含有的ASCII 碼是十進位數字(0-9)，則設定零 值旗標 MsgBox, MsgBoxAsk –顯示一個彈出式訊息視窗,在彈出式視窗中顯示 是/ 否的問題 OpenInputFile –開啟一個現存的磁碟檔案用於輸入 ParseDecimal32 –將一個無號的十進位整數字串轉換成32 位元二進位 整數 ParseInteger32 -將一個有號的十進位整數字串轉換成32 位元二進位整 數 Random32 -產生一個32 位元的擬隨機整數，其數值範圍在０到 FFFFFFFF 之間 Randomize -以一個唯一值，作為隨機數產生器的種數 RandomRange -產生一個位於某個指定範圍內的擬隨機整數 ReadChar -等待一個由鍵盤所輸入的單一字元，並且回傳該字元 9 函式庫程序－概觀(3 of 4) ReadFromFile –由輸入的磁碟檔案讀取資料到緩衝區中 ReadDec -由鍵盤讀取一個無號的32 位元十進位整數，並且在接收到 Enter 鍵時結束讀取動作 ReadHex -由鍵盤讀取一個32 位元的十六進位整數，並在接收到[Enter] 鍵時結束讀取動作 ReadInt -由鍵盤讀取一個32 位元的有號十進位整數，並且在接收到 [Enter ] 鍵時結束讀取動作 ReadKey –在不等待輸入動作的情形下，由鍵盤的輸入緩衝區讀取一個 字元 ReadString -由鍵盤讀取一個字串，並且在接收到Enter 鍵時結束讀取 的動作 SetTextColor -設定隨後要輸出到主控台的文字的顏色和底色 StrLength –回傳字串的長度 WaitMsg -顯示一個訊息，並且等待一個鍵被按下 WriteBin -以ASCII 二進位格式，寫入一個無號的32 位元整數到主控台 視窗 WriteBinB –以位元組、字組或雙字組的格式，將一個二進位整數寫到 主控台視窗 WriteChar -將單一個字元寫入到主控台視窗 10 函式庫程序－概觀(4 of 4) WriteDec -以十進位格式寫入一個無號的32 位元整數到主控台視窗 WriteHex -以十六進位格式寫入一個無號的32 位元整數到主控台視窗 WriteHexB –以十六進位格式，將一個位元組、字組或雙字組整數寫到 主控台視窗 WriteInt -以十進位格式寫入一個有號的32 位元整數到主控台視窗 WriteString -將一個以空字元作為結尾的字串寫到主控台視窗 WriteToFile -將一個緩衝區寫到輸出檔案 WriteWindowsMsg -將含有由MS-Windows 所產生最近一個訊息的字串 顯示出來 11 例子1 清除螢幕，為 500 毫秒延遲計畫，而且傾卸暫存器和旗標. .code call mov call call Clrscr eax,500 Delay DumpRegs 樣本輸出: EAX=00000613 EBX=00000000 ECX=000000FF EDX=00000000 ESI=00000000 EDI=00000100 EBP=0000091E ESP=000000F6 EIP=00401026 EFL=00000286 CF=0 SF=1 ZF=0 OF=0 12 例子 2 顯示零－結束了列而且移動游標到下一個螢幕線的開始. .data str1 BYTE "Assembly language is easy!",0 .code mov edx,OFFSET str1 call WriteString call Crlf 13 例子 2a 顯示零－結束了字串而且移動游標到下一個螢幕線的開始 （使用植入的 CR／LF） .data str1 BYTE "Assembly language is easy!",0Dh,0Ah,0 .code mov edx,OFFSET str1 call WriteString 14 例子 3 顯示在二進位，十進位和十六進位的一個未被簽署的整數，每個在 一條單獨的列上 IntVal = 35 .code mov eax,IntVal call WriteBin call Crlf call WriteDec call Crlf call WriteHex call Crlf ; display binary ; display decimal ; display hexadecimal Sample output : 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0011 35 23 15 Example 4 輸入來自使用者的字串。 EDX 指向線和 ECX 記載使用者被允 許進入的最大字元的數字。 .data fileName BYTE 80 DUP(0) .code mov edx,OFFSET fileName mov ecx,SIZEOF fileName – 1 call ReadString 一個無效力的位元組自動地到字串被附加. 16 例子 5 產生並且顯示十個假散亂在範圍 0-99 中標示整數.在一條單獨的 列上通過每個整數給在 EAX 中的 WriteInt 而且顯示它。 .code mov ecx,10 ; loop counter L1: mov call call call loop ; ; ; ; ; eax,100 RandomRange WriteInt Crlf L1 ceiling value generate random int display signed int goto next display line repeat loop 17 例子 6 顯示零－和在藍色的背景上的黃色的個性結束了字串. .data str1 BYTE "Color output is easy!",0 .code mov call mov call call eax,yellow + (blue * 16) SetTextColor edx,OFFSET str1 WriteString Crlf 背景顏色在 16 點之前在被加到前景顏色之前被繁殖。 18 下一章 • • • • • 連結外部函式庫 本書所用的連結函式庫 堆疊運算 定義和使用程序 運用程序的程式設計 19 堆疊運算 • • • • • • • 執行時期堆疊 PUSH 運算 POP 運算 PUSH 和 POP指令 使用 PUSH 和 POP 例子:字串倒轉 相關的指令 20 執行時期堆疊 • 想像板塊的堆疊. . . • 板塊只被加到頂端 • 板塊只從頂端被移動 • LIFO結構 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 top bottom 21 執行時期堆疊 • 藉著中央處理器處理，使用二個暫存器 • SS (堆疊片段) • ESP (堆疊指針) * * SP in Real-address mode 22 PUSH 運算(1 of 2) • 一個 32位元推動行動漸減堆疊指針在 4 之前而且拷貝 價值進入被堆疊指針指向的地點。 23 PUSH 運算 (2 of 2) • 相同的堆疊在推動另外二個整數之後: 在 ESP 下面的區域總是可得的。（除非堆疊已經氾濫） 24 POP 運算 • 副本進入一個暫存器或變數之內在堆疊〔ESP〕評價. • 把 n 加入 ESP， n 是或 2 或 4. • n 的價值靠接受資料的運算元的屬性 25 PUSH 和 POP 指令 • PUSH 語法: • PUSH r/m16 • PUSH r/m32 • PUSH imm32 • POP 語法: • POP r/m16 • POP r/m32 26 使用 PUSH 和 POP 當他們包含重要的價值時候，解救而且回復暫存器．PUSH和 POP協議指導在相反的次序中發生 . push esi ; push registers push ecx push ebx mov mov mov call esi,OFFSET dwordVal ecx,LENGTHOF dwordVal ebx,TYPE dwordVal DumpMem ; display some memory pop pop pop ebx ecx esi ; restore registers 27 例子:築巢環路 當創造一個被巢狀環路的時候，在進入內部的環路之前推動外部 的環路櫃台: mov ecx,100 L1: push ecx mov ecx,20 L2: ; set outer loop count ; begin the outer loop ; save outer loop count ; set inner loop count ; begin the inner loop ; ; loop L2 ; repeat the inner loop pop ecx loop L1 ; restore outer loop count ; repeat the outer loop 28 例子:字串倒轉 • 和編入索引一起使用一個環演說 • push在堆疊上的每個字符 • 從最初的地方開始字串，彈出在反面的次序中的堆疊，進入字串 之內把每個字符插入回來 • 原始碼 • Q: 壓入之前，為什麼每個字符必須被提出 EAX? 因為只有字 （16 位元）或 doubleword（32 位元）價值能 是急忙前進壓入。 29 你輪到的. . . • 以相反規劃的字串作為出發點, • #1:修正計畫，如此使用者能輸入在 1 和 50個字符之間包含的 字串. • #2:修正計畫，如此它輸入來自使用者的一連串的 32 位元整數， 然後在反面的次序中顯示整數. 30 相關的指令 • PUSHFD 和 POPFD • push 和 pop the EFLAGS 暫存器 • PUSHAD 推動在堆疊上的 32 位元泛用型的暫存器 • 命令: EAX, ECX, EDX, EBX, ESP, EBP, ESI, EDI • POPAD 在反面的次序中從堆疊彈出相同的暫存器 • PUSHA 和 POPA 為 16 位元暫存器做一樣的 31 你輪到的. . . • 寫一個跟隨的計畫: • 分配整數價值到 EAX ， EBX ， ECX ， EDX ， ESI 和 EDI • 使用 PUSHAD 推動在堆疊上的泛用型的暫存器 • 使用一個環路，你的計畫應該彈出來自堆疊的每個整數 而且在螢幕上顯示它 32 下一章 • • • • • 連結外部函式庫 本書所用的連結函式庫 堆疊運算 定義和使用程序 運用程序的程式設計 33 定義和使用程序 • • • • • • • • • 創造程序 程序的註解說明 例子： SumOf 程序 CALL 和 RET 指令 巢狀程序呼叫 Local 和 Global 標籤 程序參數 流程表象徵 USES 運算 34 創造程序 • • • • 大的問題能被區分為更小的工作使他們變成更易辦 一個程序是美國金屬學會同等Java 或 C++函數 下列各項是一個被命名的組合語言程序 例子: sample PROC . . ret sample ENDP 35 程序的註解說明 為每個程序建議了文件: • 所有工作的描述完成的藉著程序. • 接受：一連串的輸入參數；陳述他們的用法和需求。 • 回返：被程序歸還的價值的描述. • 需要：在程序被叫做之前，需求的可選擇目錄呼叫了一定要被滿 意的先決條件。 如果一個程序沒有被滿意它的先決條件被叫，它可能將不生產 預期的輸出. 36 例子:程序的總數 ;--------------------------------------------------------SumOf PROC ; ; Calculates and returns the sum of three 32-bit integers. ; Receives: EAX, EBX, ECX, the three integers. May be ; signed or unsigned. ; Returns: EAX = sum, and the status flags (Carry, ; Overflow, etc.) are changed. ; Requires: nothing ;--------------------------------------------------------add eax,ebx add eax,ecx ret SumOf ENDP 37 CALL 和 RET 指令 • 呼叫指令呼叫一個程序 • 關於壓入抵銷的下個操作的堆疊 • 複印被叫做的程序位址進入 EIP • RET來自一個程序的指令回返 • 彈出堆疊的頂端進入EIP 38 CALL-RET 例子(1 of 2) 0000025 是指令的抵銷立刻 跟隨呼叫指令 00000040 在 MySub 內是 第一個指令的抵銷 main PROC 00000020 call MySub 00000025 mov eax,ebx . . main ENDP MySub PROC 00000040 mov eax,edx . . ret MySub ENDP 39 CALL-RET 例子 (2 of 2) 呼叫指令在堆疊之上壓入 00000025，而且進入 EIP 之內裝載 00000040 那RET指令彈出 00000025 從堆疊到 EIP 00000025 ESP 00000040 EIP 00000025 ESP 00000025 EIP (以前堆積顯示RET執行) 40 巢狀了程序呼叫 main PROC . . call Sub1 exit main ENDP 在時間之前 Sub3 被叫做，堆疊 包含所有的三個回返位址: Sub1 PROC . . call Sub2 ret Sub1 ENDP Sub2 PROC . . call Sub3 ret Sub2 ENDP Sub3 PROC . . ret Sub3 ENDP 41 Local 和Global 標籤 當地標籤只在相同的程序內到陳述是看得見的．全球的標籤各處 是看得見的. main PROC jmp L2 L1:: exit main ENDP sub2 PROC L2: jmp L1 ret sub2 ENDP ; error ; global label ; local label ; ok 42 程序參數(1 of 3) • 一個好程序可能在許多不同的計畫中是可使用的 • 但如果沒提特定的可變名字 • 因為參數價值能在運行時間改變，所以參數幫助使 程序有彈性 43 程序參數(2 of 3) ArraySum 程序計算排列的總數。它作二個關於特定的可變名字 的參考： ArraySum PROC mov esi,0 mov eax,0 mov ecx,LENGTHOF myarray ; array index ; set the sum to zero ; set number of elements L1: add eax,myArray[esi] add esi,4 loop L1 ; add each integer to sum ; point to next integer ; repeat for array size mov theSum,eax ret ArraySum ENDP ; store the sum 如果你想要在相同的計畫裡面計算二或三排列的總數？ 44 程序參數(3 of 3) ArraySum 的這一個版本復原位址在 ESI 的任何 doubleword 排 列的總數。總數在 EAX 被復原: ArraySum PROC ; Receives: ESI points to an array of doublewords, ; ECX = number of array elements. ; Returns: EAX = sum ;----------------------------------------------------mov eax,0 ; set the sum to zero L1: add eax,[esi] add esi,4 loop L1 ; add each integer to sum ; point to next integer ; repeat for array size ret ArraySum ENDP 45 流程表符號 • 下列的符號是流程表的基本方塊: begin / end manual input process (task) procedure call display decision yes no (包括在書的第 166 頁上不被列出的二個符號.) 46 ArraySum Procedure begin 為 ArraySum 程 序的流程表 push esi, ecx eax = 0 push esi push ecx mov eax,0 add eax,[esi] add esi, 4 ecx = ecx 1 AS1: add eax,[esi] add esi,4 loop AS1 pop pop yes ecx esi ecx > 0? no pop ecx, esi end 47 你輪到的. . . 畫一個表達下列的pseudocode的流程表 input exam grade from the user if( grade > 70 ) display "Pass" else display "Fail" endif 48 . . . (解答) begin input exam grade yes no grade > 70? display "Pass" display "Fail" end 49 你輪到的. . . • 在先前的幻燈片中修正流程表讓使用者繼續輸入考試 得分直到 -1 的價值被進入 50 USES 運算 • 列出將被保持的暫存器 ArraySum PROC USES esi ecx mov eax,0 etc. ; set the sum to zero MASM generates the code shown in gold: ArraySum PROC push esi push ecx . . pop ecx pop esi ret ArraySum ENDP 51 當不要再推動一個暫存器 三個暫存器的總數被儲存在列 （3) 上的 EAX, 但是pop協議指導 以 EAX 對列的出發價值替換它: （4) SumOf PROC push eax add eax,ebx add eax,ecx pop eax ret SumOf ENDP ; ; ; ; ; sum of three integers 1 2 3 4 52 下一章 • • • • • 連結外部函式庫 本書所用的連結函式庫 堆疊運算 定義和使用程序 運用程序的程式設計 53 規劃使用程序的設計 • 由上而下的設計 （功能的分解）包括下列各項： • • • • 在開始編碼之前設計你的計畫 中斷大的工作進入更小的一些 使用以程序呼叫為基礎的階層的結構 分開地測試個別的程序 54 整數總和計畫(1 of 4) 描述：寫一個對於多個 32 位元整數促使使用者的計畫， 在排列中儲存他們，計算排列的總數，而且顯示在螢幕上 的總數。 主要部份步驟: • 為多個整數的提示使用者 • 計算排列的總數 • 顯示總數 55 程序設計(2 of 4) Main Clrscr PromptForIntegers WriteString ReadInt ArraySum DisplaySum WriteString WriteInt ; 清除螢幕 ; 顯示字串 ; 數入整數 ; 整數總加 ; 顯示字串 ; 顯示整數 56 結構圖(3 of 4) Summation Program (main) Clrscr PromptForIntegers WriteString 灰色指出程式館 程序 ReadInt ArraySum DisplaySum WriteString WriteInt • 顯示 stub program • 顯示final program 57 樣本輸出(4 of 4) Enter a signed integer: 550 Enter a signed integer: -23 Enter a signed integer: -96 The sum of the integers is: +431 58 摘要 • 程序–命名了可執行編碼的區段 • 執行時期堆疊– LIFO 構成 • 保存回復位址，參數，局部變數 • PUSH –增加數值堆疊 • POP –除去堆疊的距離數值 • 使用irvine32 程式館作為所有的標準輸入／輸出和資 料轉變 • 在 c:\ Irvine\examples\Lib32 文件夾中學習程式館原始 碼 59 結束 60