《汇编语言》- 读书笔记 - 第4章-第一个程序

4.1 一个源程序从写出到执行的过程

• 第一步:编写汇编源程序。
• 第二步:对源程序进行编译连接。
  可执行文件包含两部分内容
  • 程序(从源程序中的汇编指令翻译过来的机器码)和数据(源程序中定义的)
  • 相关的描述信息(比如，程序有多大、要占用多少内存空间等)
• 第三步:执行可执行文件中的程序。

操作系统依照可执行文件中的描述信息，将可执行文件中的机器码和数据加载入内存，并进行相关的初始化(比如设置 CS:IP 指向第一条要执行的指令)，然后由 CPU 执行程序。

4.2 源程序

程序 4.1

assume cs:codesg
codesg segmentmov ax, 0123Hmov bx, 0456Hadd ax, bxadd ax, axmov ax,4c00Hint 21H
codesg ends
end

1. 伪指令

汇编指令：会被编译为机器指令，最终为 CPU 所执行。
而伪指令：没有对应的机器指令，它被用来辅助编译器进行相关的编译工作。

1.1 segment ends 声明段

段名 segment; 代码... 
段名 ends

segment 和 ends 是一对伪指令，功能是定义一个段，segment 说明一个段开始，ends 说明一个段结束。一个段必须有一个名称来标识。
一个汇编程序是由多个段组成的，指令、数据、栈，被划分到了不同的段中。
一个有意义的汇编程序中至少要有一个段，这个段用来存放代码。

1.2 end 结束标记

编译器在编译汇编程序的过程中，碰到了伪指end，就结束对源程序的编译。

1.3 assume 关联

用于将特定的段与相关段寄存器建立关联。

assume cs:codesg

将代码段的段 codesg 和段寄存器 cs 联系起来。

2. 源程序中的“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。这个过程如图 4.2 所示。

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。它指代了一个地址。
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被编译、连接程序处理为一个段的段地址。

4. 程序的结构

源程序是由一些段构成的。
任务: 编程运算 2^3。源程序应该怎样来写呢?

assume cs:abc	; 将 abc 和 cs 建立关联，当作代码段。
abc segment		; 定义一个段，名称为 abcmov ax,2		; 在段中写入汇编指令 1add ax,ax		; 在段中写入汇编指令 2add ax,ax		; 在段中写入汇编指令 3; 这里还缺程序返回指令，后面自己补上。
abc ends		; 段 abc 结束
end				; 指出程序在何处结束

5. 程序返回

程序原本只是躺在硬盘中的一坨二进制数据。
执行程序的流程：（这里讨论的是DOS系统）

1. 程序A将程序B加载到内存。
2. 程序A将CPU控制权交给程序B。
3. 程序B执行。
4. 程序B执行完毕，程序返回。交出CPU控制权。
5. 程序A拿到CPU控制权，继续执行。

程序返回指令如下：(书上说先死记，后面会讲)

mov ax, 4c00H
int 21H

表4.1 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	段名 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 int 21H	汇编指令	执行时，由 CPU 执行

6. 语法错误和逻辑错误

语法错误：编译器能发现。
逻辑错误：跑起来看了效果才知道。

4.3 编辑源程序

任何你熟悉的文本编辑器都可以。

4.4 编译

1. 将源文件保存得到 test.asm
2. 编译：masm test.asm 得到目标文件 test.obj。（也可以直接输入masm 回车，交互式设置编译参数 ）
   

4.5 连接

连接的作用:

1. 根据需要将源程序分为多个来编译，得到多个目标标文件后，再连接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。

使用微软的 Overlay Linker3.60 连接器，文件名为 link.exe

4.6 以简化的方式进行编译和连接

末尾加分号 ; 表示都用默认参数：

masm test.asm;
link test.obj;

当然还有更简化的，我们直接用 ML.exe

4.7 执行exe

我们的 test.exe 只是对寄存器进行操作。直接执行是看不到效果的，debug调试一下，就能看到效果了。（作者说后面会介绍输出到屏幕的程序，不过要几章之后去了）

4.8 谁将可执行文件中的程序装载进入内存并使它运行?

我们在前面讲过，在 DOS 中，可执行文件中的程序 P1 若要运行，必须有一个正在运行的程序 P2，将 P1 从可执行文件中加载入内存，将 CPU 的控制权交给它，P1 才能得以运行;当 P1 运行完毕后，应该将 CPU 的控制权交还给使它得以运行的程序 P2。
按照上面的原理，再来看一下 4.7 节中 test.exe 的执行过程(思考相关的问题)。

1. 在提示符c:\后面输入可执行文件的名字 test，按 Enter 键。这时，请思考问题 4.1。
2. l.exe 中的程序运行。
3. 运行结束，返回，再次显示提示符“c:masm’。请思考问题 4.2。

问题 4.1

此时，有一个正在运行的程序将 test.exe 中的程序加载入内存，这个正在运行的程序是什么? 它将程序加载入内存后，如何使程序得以运行?

1. 在 DOS 中直接执行 test.exe 时，是正在运行的 shell 程序 command，将其加载入内存。
2. command 设置 CS:IP 指向test.exe 的第一条指令(即程序的入口)，从而使 test.exe 得以运行。

问题 4.2

程序运行结束后，返回到哪里?

1. 程序运行结束后，返回到 command。

操作系统的shell

操作系统是由多个功能模块组成的庞大、复杂的软件系统。任何通用的操作系统，都要提供一个称为 shell外壳)的程序，用户(操作人员)使用这个程序来操作计算机系统进行工作。

DOS 中有一个程序 command.com，这个程序在 DOS 中称为命令解释器，也就是 DOS 系统的 shell。

DOS 启动时，先完成其他重要的初始化工作，然后运行 command.com，command.com 运行后，执行完其他的相关任务后，在屏幕上显示出由当前盘符和当前路径组成的提示符，比如:c:\或“c:\windows`等，然后等待用户的输入。

用户可以输入所要执行的命令，比如，cd、dir、 type 等，这些命令由 command 执行，command 执行完这些命令后，再次显示由当前盘符和当前路径组成的提示符，等待用户的输入。

如果用户要执行一个程序，则输入该程序的可执行文件的名称，command 首先根据文件名找到可执行文件，然后将这个可执行文件中的程序加载入内存，设置 CS:IP 指向程序的入口。此后，command 暂停运行，CPU运行程序。程序运行结束后，返回到 command 中，command 再次显示由当前盘符和当前路径组成的提示符，等待用户的输入。

在 DOS 中，command 处理各种输入: 命令或要执行的程序的文件名。我们就是通过 command 来进行工作的。

4.9 程序执行过程的跟踪

在 DOS 系统中EXE 文件中的程序的加载过程

debug test.exe

CX：存放程序的长度。
DS：存放程序所在内存区的段地址。
CS：CS = DS + 10H。
PSP:此内存区的前256字节（100H），是DOS用来与程就进行通信的。
程序：PSP之后就是程序。物理地址：SA16 + 0 + 256 = SA * 16 + 1616 +0 = (SA+16) * 16 + 0

段地址:偏移地址表示为 SA+10H:0

• 单步执行用T
• 执行到 int 21 用 P，正常执行结束会显示Program terminated normally，然后回到 debug中。（因为是 Debug 加载程序进内存执行的）

实验3 编程、编译、连接、跟踪

《汇编语言》- 读书笔记 - 实验3 编程、编译、连接、跟踪