汇编语言基础（一）

汇编笔记是根据C语言中文网完成的

汇编语言以隐晦难懂而著名，但是本教程从另一个角度来看它——它是一种几乎提供了全部信息的语言。程序员可以看到正在发生的所有事情，甚至包括 CPU 中的寄存器和标志！

本章侧重于 Microsoft MASM 汇编程序的基本组成部分。通过学习将会了解到如何定义常数和变量，数字和字符常量的标准格式，以及怎样汇编并运行你的第一个程序。

第一个汇编语言程序

汇编语言是一种几乎提供了全部信息的语言。程序员可以看到正在发生的所有事情，甚至包括 CPU 中的寄存器和标志！

但是，在拥有这种能力的同时，程序员必须负责处理数据表示的细节和指令的格式。程序员工作在一个具有大量详细信息的层次。现在以一个简单的汇编语言程序为例，来了解其工作过程。

程序执行两个数相加，并将结果保存在寄存器中。程序名称为 AddTwo：

main PROC
    mov eax, 5               ;将数字 5 送入 eax 寄存器
    add eax, 6               ;eax 寄存器加 6
    INVOKE ExitProcess, 0    ;程序结束
main ENDP

现在按照一次一行代码的方法来仔细查看这段程序：

• 第 1 行开始 main 程序（主程序），即程序的入口；
• 第 2 行将数字 5 送入 eax 寄存器；
• 第 3 行把 6 加到 EAX 的值上，得到新值 11；
• 第 5 行调用 Windows 服务（也被称为函数）ExitProcess 停止程序，并将控制权交还给操作系统；
• 第 6 行是主程序结束的标记。

程序中包含的注释，它总是用分号开头。程序的顶部省略了一些声明，稍后会予以说明，不过从本质上说，这是一个可以用的程序。

添加一个变量

现在让这个程序变得有趣些，将加法运算的结果保存在变量 sum 中。要实现这一点，需要增加一些标记，或声明，用来标识程序的代码和数据区：

.data                          ;此为数据区
sum DWORD 0                    ;定义名为sum的变量
.code                          ;此为代码区
main PROC
    mov eax,5                  ;将数字5送入而eax寄存器
    add eax,6                  ;eax寄存器加6
    mox sum,eax				   ;将eax寄存器中的值传给sum变量
    INVOKE ExitProcess,0       ;结束程序
main ENDP

变量 sum 在第 2 行进行了声明，其大小为 32 位，使用了==关键字 DWORD==。汇编语言中有很多这样的大小关键字，其作用或多或少与数据类型一样。

但是与程序员可能熟悉的类型相比它们没有那么具体，比如 int、double、float 等等。**这些关键字只限制大小，并不检查变量中存放的内容。**记住，程序员拥有完全控制权。

顺便说一下，那些被 .code 和 .data 伪指令标记的代码和数据区，被称为段。即，程序有代码段和数据段。

汇编语言常量

常量（constant）是程序中使用的一个确定数值，在汇编阶段就可以确定，直接编码于指令代码中，不是保存在存储器中可变的变量，因为是编码在指令中的量，和指令一起存储了，所以不用单独开辟主存空间，所以也就没法动态改变它了，这也正是高级语言常量无法修改的原因。

整数常量

整数常量（integer literal）（又称为整型常量（integer constant））由一个可选前置符号、一个或多个数字，以及一个指明其基数的可选基数字符构成。

比如 26 就是一个有效的整数常量。它没有基数，所以假设其是十进制形式。如果想要表示十六进制数 26，就将其写为 26h。同样，数字 1101 可以被看做是十进制值，除非在其末尾添加“b”，使其成为 1101b （二进制）。下表列出了可能的基数值：

h	十六进制	r	编码实数
q/o	八进制	t	十进制（备用）
d	十进制	y	二进制（备用）
b	二进制

下面这些整数常量声明了各种基数。每行都有注释：

26         ;十进制
26d        ;十进制
11010011b  ;二进制
42q        ;八进制
42o        ;八进制
1Ah        ;十六进制
0A3h       ;十六进制

以字母开头的十六进制数必须加个前置 0，以防汇编器将其解释为标识符。

整型常量表达式

整型常量表达式 (constant integer expression) 是一种算术表达式，它包含了整数常量和算术运算符。每个表达式的计算结果必须是一个整数，并可用 32 位 (从 0 到 FFFFFFFFh) 来存放。

下表列出了算术运算符，并按照从高 (1) 到低 (4) 的顺序给出了它们的优先级。对整型常量表达式而言很重要的是，要意识到它们只在汇编时计算。这里将它们简称为 整数表达式。

运算符	名称	优先级
()	圆括号	1
+,-	一元加、减	2
*, /	乘、除	3
MOD	取模	3
+, -	加、减	4

在表达式中使用圆括号来表明操作顺序，那么就不用去死记运算符优先级。

实数常量

实数常量（real number literal）（又称为浮点数常量（floating-point literal））用于表示十进制实数和编码（十六进制）实数。十进制实数包含一个可选符号，其后跟随一个整数，一个十进制小数点，一个可选的表示小数部分的整数，和一个可选的指数。

下面是一些有效的十进制实数：

2.
+3.0
-44.2E+05
26.E5

至少需要一个数字和一个十进制小数点。

字符常量

字符常量 (character literal) 是指，用单引号或双引号包含的一个字符。汇编器在内存中保存的是该字符二进制 ASCII 码的数值。例如：

'A'
"d"

表明字符常量在内部保存为整数，使用的是 ASCII 编码序列。因此，当编写字符常量“A”时，它在内存中存放的形式为数字 65 ( 或 41H)。

字符串常量

字符串常量 (string literal) 是用单引号或双引号包含的一个字符 ( 含空格符 ) 序列：

'ABC'
'X'
"Good night, Gracie"
'40961

嵌套引号也是被允许的，使用方法如下例所示：

"This isn't a test"
'Say "Good night," Gracie'

和字符常量以整数形式存放一样，字符串常量在内存中的保存形式为整数字节数值序列。例如，字符串常量“ABCD”就包含四个字节 41H、42H、43H、44H。

汇编语言保留字

**保留字（reserved words）**有特殊意义并且只能在其正确的上下文中使用。默认情况下，保留字是没有大小写之分的。比如，MOV 与 mov、Mov 是相同的。

==保留字==有不同的类型：

• 指令助记符，如 MOV、ADD 和 MUL。
• 寄存器名称。
• 伪指令，告诉汇编器如何汇编程序。
• 属性，提供变量和操作数的大小与使用信息。例如 BYTE 和 WORD。
• 运算符，在常量表达式中使用。
• 预定义符号，比如 @data，它在汇编时返回常量的整数值。

下表是常用的保留字列表：

$	PARITY?	DWORD	STDCALL
?	PASCAL	FAR	SWORD
@B	QWORD	FAR16	SYSCALL
@F	REAL4	FORTRAN	TBYTE
ADDR	REAL8	FWORD	VARARG
BASIC	REAL10	NEAR	WORD
BYTE	SBYTE	NEAR16	ZERO?
C	SDORD	OVERFLOW?
CARRY?	SIGN?

汇编语言标识符及其命名规则

标识符（identifier）是由程序员选择的名称，它用于标识变量、常数、子程序和代码标签。

标识符的形成有一些规则：

• 可以包含 1 到 247 个字符。
• 不区分大小写。
• 第一个字符必须为字母 (A—Z, a—z) A 下划线 (_)、@、? 或 $。其后的字符也可以是数字。
• 标识符不能与汇编器保留字相同。

一般情况下，应避免用符号 @ 和下划线作为第一个字符，因为它们既用于汇编器，也用于高级语言编译器。

汇编语言伪指令

伪指令 (directive) 是嵌入源代码中的命令，由汇编器识别和执行。伪指令不在运行时执行，但是它们可以定义变量、宏和子程序；为内存段分配名称，执行许多其他与汇编器相关的日常任务。

默认情况下，伪指令不区分大小写。例如，.data，.DATA 和 .Data 是相同的。

下面的例子有助于说明伪指令和指令的区别。DWORD 伪指令告诉汇编器在程序中为一个双字变量保留空间。另一方面，MOV 指令在运行时执行，将 myVar 的内容复制到 EAX 寄存器中：

myVar DWORD 26
mov eax,myVar

尽管 Intel 处理器所有的汇编器使用相同的指令集，但是通常它们有着不同的伪指令。比如，Microsoft 汇编器的 REPT 伪指令对其他一些汇编器就是无法识别的。

定义段

汇编器伪指令的一个重要功能是定义程序区段，也称为段 (segment)。程序中的段具有不同的作用。如下面的例子，一个段可以用于定义变量，并用==.DATA== 伪指令进行标识：

.data

.CODE 伪指令标识的程序区段包含了可执行的指令：

.code

.STACK 伪指令标识的程序区段定义了运行时堆栈，并设置了其大小：

.stack 100h

汇编语言指令详解

指令（instruction）是一种语句，它在程序汇编编译时变得可执行。汇编器将指令翻译为机器语言字节，并且在运行时由 CPU 加载和执行。

一条指令有四个组成部分：

• 标号（可选）
• 指令助记符（必需）
• 操作数（通常是必需的）
• 注释（可选）

1.标号

标号（label）是一种标识符，是指令和数据的位置标记。标号位于指令的前端，表示指令的地址。同样，标号也位于变量的前端，表示变量的地址。标号有两种类型：数据标号和代码标号。

==数据标号==标识变量的位置，它提供了一种方便的手段在代码中引用该变量。比如，下面定义了一个名为 count 的变量：

count DWORD 100

汇编器为每个标号分配一个数字地址。可以在一个标号后面定义多个数据项。在下面的例子中，array 定义了第一个数字（1024）的位置，其他数字在内存中的位置紧随其后：

array DWORD 1024, 2048
      DWORD 4096, 8192

程序代码区（CODES SEGMENT，指令所在区段）的标号必须用冒号（:）结束。代码标号用作跳转和循环指令的目标。例如，下面的 JMP 指令创建一个循环，将程序控制传递给标号 target 标识的位置：

target:
        mov ax,bx
        ...
        jmp target

**代码标号**可以与指令在同一行上，也可以自己独立一行：

L1: mov ax, bx
L2 :

标号命名规则要求，只要每个标号在其封闭子程序页中是唯一的，那么就可以多次使用相同的标号。

2.指令助记符

指令助记符（instruction mnemonic）是标记一条指令的短单词。在英语中，助记符是帮助记忆的方法。相似地，汇编语言指令助记符，如 mov, add 和 sub，给出了指令执行操作类型的线索。下面是一些指令助记符的例子：

助记符	说明	助记符	说明
MOV	传送（分配）数值	MUL	两个数值相乘
ADD	两个数值相加	JMP	跳转到一个新位置
SUB	从一个数值中减去另一个数值	CALL	调用一个子程序

3.操作数

操作数是指令输入输出的数值。汇编语言指令操作数的个数范围是 0〜3 个，每个操作数可以是寄存器、内存操作数、整数表达式和输入输岀端口。

生成内存操作数有不同的方法，比如，使用变量名、带方括号的寄存器等。变量名暗示了变量地址，并指示计算机使用给定地址的内存内容。下表列出了一些操作数示例：

示例	操作数类型	示例	操作数类型
96	整数常量	eax	寄存器
2+4	整数表达式	count	内存

现在来考虑一些包含不同个数操作数的汇编语言指令示例。比如，STC 指令没有操作数：

stc                    ;进位标志位置 1

INC 指令有一个操作数：

inc eax                ;EAX 加 1

MOV 指令有两个操作数：

mov count, ebx         ;将 EBX 传送给变量 count

操作数有固有顺序。当指令有多个操作数时，通常第一个操作数被称为目的操作数，第二个操作数被称为源操作数（source operand）。

一般情况下，目的操作数的内容由指令修改。比如，在 mov 指令中，数据就是从源操作数复制到目的操作数。

IMUL 指令有三个操作数，第一个是目的操作数，第二个和第三个是进行乘法的源操作数：

imul eax,ebx,5		;EBX 与 5 相乘，结果存放在 EAX 寄存器中。

4.注释

注释有两种指定方法：

• 单行注释，用分号（;）开始。汇编器将忽略在同一行上分号之后的所有字符。
• 块注释，用 COMMENT 伪指令和一个用户定义的符号开始。汇编器将忽略其后所有的文本行，直到相同的用户定义符号出现为止。

块注释例子：

COMMENT !
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        This line is also a comment.
!

其他符号也可以使用，只要该符号不出现在注释行中：

COMMENT &
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        This line is also a comment.
&

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