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04-第一个程序.md

File metadata and controls

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第一个程序

从编写到执行

一个汇编程序从写出到最终执行的简要过程:

  1. 编写汇编源程序

    • 使用文本编辑器, 产生一个存储源程序的文本文件

  2. 对源程序进行编译连接

    • 使用汇编语言编译程序对文件中的源程序进行编译, 产生目标文件
    • 使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2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(源程序中定义的数据)
      • 相关的描述信息(如: 程序有多大, 占用多少内存空间等)

  3. 执行可执行文件中的程序

源程序

assume cs:codesg

codesg segment          ; 定义一个段, 段名称为"codesg",这个段从此开始
    mov ax,0123h
    mov bx,0456h
    add ax,bx
    add ax,ax

    mov ax,4c00h
    int 21h

codesg ends             ; 名称为"codesg"的段到此结束

end

  1. 汇编指令: 有对应的机器码的指令, 可以被编译为机器指令,最终为CPU指向

  2. 伪指令: 没有对应的机器指令, 最终不被CPU执行, 伪指令是有编译器来执行的指令, 编译器根据伪指令来进行相关的编译工作.

伪指令

  1. 段 xxx segment和xxx ends是一对成对使用的伪指令(也是必须用到的伪指令)

一个源程序是由多个段组成,这些段是用来存放代码,数据,或当做栈空间来使用. 一个源程序中,指令,数据,栈被划分到不同的段中, 并且至少有一个段, 用来存放代码

  1. end, end是汇编程序结束标记
  2. assume, 某一个段寄存器和xxx segment...ends定义的段相关联

源程序中的"程序"

  1. 源程序: 源程序文件中的所有内容
  2. 程序: 源程序中最终由计算机执行,处理的数据.程序最先以汇编指令的形式存在于源程序中,经编译,连接后转变为机器码,存储在可执行文件中

标号

源程序中除了指令和伪指令外,还有一些标号,如codesg.一个标号指代一个地址. 如codesg segment此时codesg在段的前面,作为一个段的名称,这个段的名称最终会被编译,连接程序处理为一个段的段地址

程序的结构

源程序是由一些段构成的. 可以在这些段中存放代码,数据,或将某个段当做栈空间.

  1. 定义一个段,名称为abc
abc segment

abc ends
  1. 在段中写入汇编指令
abc segment

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

abc ends
  1. 指出程序在何处结束
abc segment

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

abc ends

end
  1. abc被当做代码段来用,所以应该将abc和cs联系起来
assume cs:abc

abc segment

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

abc ends

end

程序返回

一个程序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入内存后,将CPU的控制权交给P2, P2才能得以运行. P2开始运行后,P1暂停运行.

程序返回: 当P2运行完毕后,应该将CPU控制权交还给P1,让P1继续运行.

程序返回对应的汇编指令:

mov ax,4c00h
int 21h

语法错误和逻辑错误

  1. 语法错误: 一般来说, 程序在编译时被编译器发现的错误是语法错误
  2. 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

编译

在编译一个源程序之前首先要有一个相应的编译器. 这里使用的是微软masm5.0汇编编译器.编译之后将得到目标文件(.obj)

连接

得到目标文件之后, 需要对目标文件进行连接, 最后得到可执行文件(.exe). 这里使用的是Overlay Linker3.6.0连接器.

连接的主要作用(生成可执行文件):

  1. 当源程序很大时,将其分为多个文件来编译,每个源程序编译成目标文件之后, 在用连接程序将他们连接到一起,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.

在只有一个源程序文件,且不需要调用某个库的子程序的情况下,也必须用连接程序对目标文件进行处理,生成可执行文件

简化方式进行编译连接

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.

编译:

  • 在masm后面加上被编译的源程序文件路径,结尾需要加上分号.
# 编译器对c:\1.asm进行编译, 在当前路径下生成模板文件1.obj, 自动忽略中间文件的生成
masm c:\1;

连接:

  • 在link后面加上被连接的目标文件的路径,结尾需要加上分号
# 连接程序对当前路径下的1.ob进行处理, 在当前路径下生成可执行文件1.exe, 自动忽略中间文件的生成
link 1;

可执行文件的装载与运行

操作系统的外壳

  1. 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,都需要提供一个称为shell(外壳)的程序,用户使用这个程序来操作计算机系统进行工作.

  1. command

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

程序1.exe是如何载入并运行的

  1. 在DOS中直接执行1.exe时, 是正在运行的command,将1.exe中的程序加载入内存
  2. command设置CPU的CS:IP指向程序的第一条指令(即程序的入口),从而使程序得以运行
  3. 程序运行结束后,返回到command中,CPU继续运行command

程序执行过程的跟踪

exe文件中程序的加载过程:

  1. 程序加载后, ds中存放着程序所在内存区的段地址, 这个内存区的偏移地址为0, 则程序所在的内存区的地址为ds:0
  2. 这个内存区的前256个字节中存放的是PSP, DOS用来和程序进行通信. 从256字节处向后端空间存放的是程序