高级汇编语言技术17803

嵌入式系统
嵌入式系统通常需要针对特定的 硬件平台进行优化，使用汇编语 言可以更好地控制硬件资源并提 高程序的执行效率。
02
汇编语言基础
汇编语言的指令系统
01
指令集架构
02
指令编码
指令集架构是汇编语言的基础，它定 义了计算机硬件能够理解和执行的指 令集。不同的指令集架构有不同的指 令集，如x86、ARM等。
一个宏可以使用其他宏来定义，这种嵌套的宏定义可以增加代 码的复用性和可维护性。
模块化程序设计
模块化程序设计是一种将程序划分为独立、可复用的模块的编程方法。每个模块执行特定的功能，并 通过接口与其他模块通信。
模块化程序设计可以提高代码的可读性、可维护性和可复用性。它使得程序的结构更加清晰，便于分工 合作和维护。
在汇编语言程序中，需要使用特定的指令来链接 C语言函数，以确保正确调用。
3
数据交互
在汇编语言和C语言之间传递数据时，需要注意 数据的大小和格式，以避免数据不一致或数据丢 失的问题。
汇编语言和C语言的混合编程实例
一个简单的例子
一个简单的示例是使用汇编 语言实现一个加法函数，然 后在C语言中调用该函数。
指令编码是汇编语言中每条指令的机 器码表示。不同的指令集架构有不同 的指令编码方式。
03
指令执行
指令执行是计算机硬件执行指令的过 程，包括取指、解码、执行和写回等 阶段。
汇编语言的程序结构
01
汇编源程序
汇编源程序是由汇编语言编写的 程序，包括指令、伪指令和宏指 令等。
目标文件
02
03
可执行文件
目标文件是汇编源程序经过汇编 后生成的文件，它包含了程序中 所有的机器码。
总结词

在程序的开始用INCLUDE语句说明，例如 INCLUDE C:\MACRO.MAC INCLUDE D:\AAA\EEE.LIB 注：INCLUDE语句可以不放在程序的最前面，但必须放在所有的宏
调用之前
宏库的建立： 由定义即可
16
7.1.7 PURGE伪操作
宏指令名可与指令助记符和伪指令名同名，但这时宏
push dx
push ax
宏展开：
mov ax, opr1
imul opr2 mov result, ax pop ax pop dx ENDM
指令的优先级最高，而同名的指令和伪操作便失效。 伪指令PURGE可取消宏定义，恢复指令的原来功效。 格式： PURGE 宏指令名[，宏指令名，…]
PURGE可取消多个宏定义，而各宏指令名之间应以逗号分 隔。
功能：取消宏定义，使该宏定义为空。
17
例7.1 两个字相乘
宏定义：
multiply MACRO opr1,opr2,result
* macro_name 宏指令名（宏名），调用时用。 第一个符号必须是字母（注意与名称的差异）
* [哑元表] 形参表，哑元之间用逗号隔开
* 如果宏定义体有一个或多个标号，则必须用LOCAL伪操作 列出所有的标号。？？？
5
宏调用
macro_name [实元表] ; 实参 * 实元表中的实元与哑元表中的哑元在位置上一一对应; * 若实元数>哑元数，则多余的实元无效; * 若实元数<哑元数，则多余的哑元作“空(NUL)”处理; * 对宏指令的调用必须先定义后调用。 * 应当注意，宏展开后，即用实参取代形式参数之后，所 得到的语句应该是有效的，否则汇编时会出错。
MASM6.0+

例7.18 要求建立一个100字的数组，其中每个字的内容是下一个 字的地址，而最后一个字的内容是第一个字的地址。
ARRAY LABLE WORD REPT 99 DW $+2 ENDM DW ARRAY 经汇编后得 1 DW 1 DW . . . 1 DW DW $+2 $+2
$+2 ARRAY
§7.2重复汇编
宏调用： MAX MAX MAX
仅是源程序级的简 仅是源程序级的简 宏调用在汇编 化：宏调用在汇编 时进行程序语句的 展开，不需要返回； 展开，不需要返回； 不减小目标程序， 不减小目标程序， 执行速度没有改变 通过形参、 通过形参、实参结 合实现参数传递， 合实现参数传递， 简捷直观、 简捷直观、灵活多 变
宏
比较
子程序
宏与子程序具有各自的特点， 宏与子程序具有各自的特点，程序员应 该根据具体问题选择使用那种方法 通常，当程序段较短或要求较快执行时， 通常，当程序段较短或要求较快执行时， 应选用宏； 应选用宏；当程序段较长或为减小目标 代码时， 代码时，要选用子程序
有时汇编语言程序需要连续地重复完成相同的 或者几乎完全相同的一组代码，这时可使用重 复汇编。 REPT 表达式 . . ( 重复块 ) . ENDM 其中表达式的值用来确定重复块的重复次数， 表达式中如包含外部或未定义的项则汇编指示 出错。
§ 7.2重复汇编
例7.15
X=0 REPT 10 X=X+1 DB X ENDM 则汇编后产生 1 DB 1 DB 1 DB . . . 1 DB
§7.3条件汇编
条件伪操作IF的使用举例 例7.24 宏指令MAX把三个变元中的最大值放在AX中，而且使变元数不同时产生不 同的程序段。 宏定义： MAX MACRO N,A,B,C LOCAL NEXT,OUT MOV AX,A IF N-1 IF N-2 CMP C,AX JLE NEXT MOV AX,C ENDIF NEXT: CMP B,AX JLE OUT MOV AX,B ENDIF OUT: ENDM

;对STUDENT不分配存储单元 对 不分配存储单元 ;NAME字段，偏移量为0,缺省值为 个空格 字段，偏移量为 缺省值为 缺省值为6个空格 字段 ;NUM字段，偏移量为6，缺省值为’000’ 字段，偏移量为 ，缺省值为’ 字段 ;MATH字段，偏移量为9 字段，偏移量为 字段 ;CHINESE字段，偏移量为10 字段，偏移量为 字段 ;ENGLISH字段，偏移量为11 字段，偏移量为 字段 ;SUM字段，偏移量为12 字段，偏移量为 字段
若有如下定义： 若有如下定义： S STUDENT <’ZHANG’,’001’,,,,> 则会出现汇编错误提示“ 则会出现汇编错误提示“Field cannot be overridden”。 。 因为NAME是多重字段不能被修改。 是多重字段不能被修改。 因为 是多重字段不能被修改
利用DUP伪指令可以定义结构类型的数组。 伪指令可以定义结构类型的数组。 利用 伪指令可以定义结构类型的数组 例如： 例如： ARRAY1 STUDENT 10 DUP(< >);定义 定义STUDENT类型的数组，数组的大小为 类型的数组， 定义 类型的数组 数组的大小为10 ARRAY2 STUDENT 3 DUP(<’ZHANG’,,,,,>);定义数组 定义数组ARRAY2，数组中每个元素 定义数组 ， ;的NAME字段初始值改为’ZHANG’ 字段初始值改为’ 的 字段初始值改为
;字段为’001’,其余字段为缺省值 字段为’ 字段为 其余字段为缺省值
S3 STUDENT<’LI’,,90,90,90,>;定义变量 ，NAME字段为’LI’，MATH字段、 定义变量S3， 字段为’ ， 字段、 定义变量 字段为 字段
;CHINESE字段和 字段和ENGLISH字段都为 ，NUM字段和 字段都为90， 字段和SUM字段为缺省值。 字段为缺省值。 字段和 字段都为 字段和 字段为缺省值

数据复用
通过数据复用技术，可以减少数据的复制和传输开销 ，提高数据的利用率。
控制流程优化
循环优化
通过循环展开、循环合并、循环迭代次数优 化等技术，可以提高循环的执行效率。
分支优化
通过分支预测、分支消除等技术，可以减少分支指 令的执行时间，提高程序的执行效率。
过程调用优化
通过过程内联、过程参数传递优化等技术， 可以减少过程调用的开销，提高程序的执行 效率。
应用领域扩大
随着计算机技术的不断发展，汇编语言的应用领域也在不断扩大。从传统的操作系统、编译器等底层软件，到游戏开 发、移动应用等领域，汇编语言都发挥着重要作用。
硬件支持增强
随着处理器架构的不断复杂化，汇编语言的硬件支持也在不断增强。新的指令集、并行处理技术等都为汇编语言提供 了更多的发挥空间。
混合编程模式普及
汇编语言的应用拓
展
随着嵌入式系统、游戏开发等领 域的发展，汇编语言的应用范围 不断拓展，成为这些领域底层开 发的重要工具。
02 汇编语言的基本 语法
指令系统
指令系统概述
指令系统是计算机硬件与软件之间的 接口，它规定了汇编语言的基本操作 和功能。
指令格式
指令格式是指令在内存中的存储和表 示方式，包括操作码、寄存器、内存 地址等部分。
。
调试技术
内存检查
通过内存检查可以发现程序中的内存泄漏、越界访问等问题。
日志输出
在程序中添加日志输出语句，以便在程序运行时记录关键信息。
变量查看
在调试过程中查看变量的值，以便了解程序的运行状态。
调试技巧
善用断点
合理设置断点可以有效控制程序的执行流程， 提高调试效率。
单步执行
通过单步执行可以逐步跟踪程序的执行过程， 便于发现问题所在。

7.3 宏汇编(续)


(3) 宏操作符
宏汇编程序MASM提供了相应的宏操作符，用于宏参数的传递连接，如下表所示。


(4) 宏的删除PURGE
当宏在程序中调用完之后而再也用不到时，可用PURGE伪指令删除之，以释放它 所占用的存储空间。 格式： PURGE <宏名>[,宏名…]
7.3 宏汇编(续)

7.3 宏汇编

对程序中多次重复使用的指令序列，可给它取个名字，定义成一个宏， 在源程序中书写宏名就代表这个指令序列。汇编时把宏名展开成该指令 序列，从而减少了程序的编写量，使源程序更加简练、清晰。


(1) 宏定义
格式： <宏名> MACRO [形式参数表] … {宏体} ENDM 宏名必须唯一，宏调用时用来代替所定义的宏体(具体内容)，宏体由汇编 语言所允许的任何语句(指令或伪指令)组成，它决定了宏的功能。 形式参数根据宏体需要可以没有，或者有一个或多个；有多个形式参数 时相互之间要用逗号或空格或制表符分隔开。 调用宏时要依次用对应的实参去取代。 宏体中可以定义或调用另一个宏。定义一个宏，相当于增加了一条伪指 令，汇编时告诉汇编程序用宏体来代替该名字。 宏要先定义，后调用。宏定义一般放在源程序文本的开始处，而不放在 某一个段内。


(2) 宏的调用与展开
格式： <宏名> [实际参数表] 宏名必须是已定义的，实际参数表中参数的类型和顺序应与宏定义时的 形式参数一一对应；实参个数多于形参时，多余的实参被忽略；实参个 数少于形参的，多余的形参用空串取代。 汇编源程序时，汇编程序要对源程序中所有的宏调用进行展开，即将宏名所 定义的指令序列插入到宏调用处。 宏与子程序(即过程)有所不同。宏调用是把宏体展开，程序中有几处宏调 用就展开几次，源程序代码长，不节省存储空间，但展开后执行速度快， 节省运行时间；子程序调用不展开子程序代码(子程序仍存储在原处)，但 改变程序流程，由主程序调用处转入子程序去执行，执行完毕再返回主 程序调用处继续执行，子程序调用前后要保护和恢复现场，因此执行时 间长，但节省存储空间。

.
Z,THERE
NZ,HERE
宏展开： 1 1 JZ JNZ
. THERE . HERE
；J与实参Z形成JZ条件指令 ；形成JNZ条件指令
6.1 宏汇编
&是一个操作符，它在宏定义体中可 以作为形参的前缀，展开时可以把 & 前 后两个符号合并而形成一个符号，这个 符号可以是操作码、操作数或是一个字 符串。下面两个例子进一步具体说明这 个问题。
在某些条件下，如子程序本身较短或者需要 传送的参数较多，使用宏汇编就更加方便、有效。
6.1 宏汇编
宏定义、宏调用和宏展开 宏定义用一组伪操作来实现。 格式：
宏定义名 MACRO [ 形参表 ] . . (宏定义体) . ENDM
6.1 宏汇编
宏定义、宏调用和宏展开(续) 对宏定义的调用称为宏调用，由一条宏指 令实现。 格式：
6.1 宏汇编
宏调用： 宏展开： 1 1 2 2 1 1 1 1 DIFSQR VAR1,VAR2,VAR3
PUSH PUSH MOV SUB IMUL MOV POP POP
DX AX AX,VAR1 AX,VAR2 AX VAR3,AX AX DX
6.1 宏汇编
宏定义： INT21 MACRO FUNCTN ；调用DOS功能在屏幕上显示一个字符 MOV AH,FUNCTN ；功能号放在AH中 INT 21H ；DOS调用指令 ENDM DISP MACRO CHAR MOV DL,CHAR ；要显示字符的ASCII码放在DL中 INT21 02H ENDM DISP '?' 1 2 2 MOV MOV INT DL, '?' ；要显示字符'?' AH,02H ；功能号2表示要显示一个字符 21H

7.1.1 宏定义、宏调用和宏展开
1. 宏定义：
说明：
① 定义宏指令以MACRO语句开始，ENDM 语句结束，它们必须成对出现
② 宏指令名：为宏指令取的名字，必须以字 母开头，后可跟字母、数字或下划线
③ 宏定义体：能够完成一定功能的指令序列
④ 哑元：定义宏体中出现的符号(字符串)，
可有可无，各哑元之间用逗号隔开
注：先有宏定义，后有宏调用 例7.9： 例7.11：
12
第七章 高级汇编语言技术
7.1.5 列表伪操作 .XALL：为默认情况，指示清单中只列
出产生目标码的宏展开
.LALL：列出包括注释在内的所有宏展
开
.SALL：不列出任何展开信息
注：宏定义中的注释可用“;”和“;;”表示
(在宏展开时不展开，即使在.LALL之 下的清单中也不会出现)
7.2.2 不定重复伪操作 1.IRP伪操作
格式：IRP dummy,<argument list>
…
(重复块)
ENDM
重复次数
功能：连续地执行重复块几次，每次重复把重复块中的哑
元用自变量表中的一项来取代，下一次取代下一项， 重复次数由自变量表中的自变量个数来确定
例7.17：
注：该操作不一定非要在宏定义体内 18
3. 宏展开：在汇编时，将宏定义体插入宏调用
处(宏指令名)，用实元代替哑元
注：宏展开工作是汇编程序在汇编过程中完成
例7.1：
7
第七章 高级汇编语言技术
7.1.1 宏指令与子程序的区别
共同优点：简化源程序代码
区别：
① 执行时间：子程序调用是在程序运行过程中进行；而宏调用 是在汇编过程中完成
② 执行方式：子程序执行时，每调一次都要先保护断点、再保 护现场，返回时先恢复现场、再恢复断点，因此采用子程序 方式程序的执行要花费额外的开销，执行时间长、速度慢； 而宏指令方式不需要这些开销，因而执行时间短、速度快

《汇编语言程序设计》
第十七讲
宏定义时， 宏的参数使用非常灵活 可以无参数， 可以带有一个参数， 也可以具有多个参数； 参数可以是常数、变量、存储单元、指令 （操作码）或它们的一部分，也可以是表达式； 宏定义体可以是任何合法的汇编语句，既可以是 硬指令序列，又可以是伪指令序列。
2013-7-25
第11章
2013-7-25
第11章
高级汇编语言技术
16
安徽工业大学 网络工程系
《汇编语言程序设计》
3、宏定义中的参数形式：变元是操作码的一部分， 但在宏定义体中必须用&作为分隔符 leap macro cond, lab j&cond lab
endm
;;宏定义 ;;宏定义体
…
leap z, there … leap nz, here … 1 1
2013-7-25
第11章
高级汇编语言技术
14
安徽工业大学 网络工程系
1、宏定义中的参数形式：无变元（参数）
例 SAVEREG MACRO PUSH AX PUSH BX PUSH CX PUSH DX PUSH SI PUSH DI ENDM 宏调用：
《汇编语言程序设计》
SAVEREG
宏展开则将宏定义体的内容全部列出：
注意：它与子程序的差别。前者在翻译阶段，后者在 执行阶段起作用。
2013-7-25
第11章
高级汇编语言技术
8
安徽工业大学 网络工程系
11.1 宏汇编
两个字操作数相乘
《汇编语言程序设计》
11.1.2
宏调用和宏扩展
宏定义：
宏展开：
… PUSH PUSH MOV IMUL MOV POP POP … PUSH PUSH MOV IMUL MOV POP POP … DX AX AX, CX VAR XYZ[BX]， AX AX DX DX AX AX, 240 BX SAVE， AX AX DX

宏定义 macro_name MACRO [哑元表] ; 形参/虚参 [ LOCAL 标号表 ] …… …… END母（注意与名称的差异） * [哑元表] 形参表，哑元之间用逗号隔开 * 如果宏定义体有一个或多个标号，则必须用LOCAL伪操作列出所有的标号。？？？
[格式] RCPT 表达式 …. RNDM
7.2.1 重复伪操作
IPR伪操作 [格式] IRP 形式参数，＜参数表＞ … (指令体) ENDM
[说明]其中，IRP和ENDM伪指令必须成对出现，其间是要重复的指令体。重复的次数由参数表中参数的个数所决定，而且每重复一次，依次用参数表中的参数来代替形式参数。参数表必须用尖括号括起来，参数间用逗号分隔。
宏库的建立： 由定义即可
7.1.7 PURGE伪操作
宏指令名可与指令助记符和伪指令名同名，但这时宏指令的优先级最高，而同名的指令和伪操作便失效。
格式： PURGE 宏指令名[，宏指令名，…] PURGE可取消多个宏定义，而各宏指令名之间应以逗号分 隔。 功能：取消宏定义，使该宏定义为空。
7.1 宏汇编 为用户提供更加容易、更加灵活、更加向高级语言靠拢的汇编工具。 宏：源程序中一段有独立功能的程序代码。 宏指令：用户自定义的指令。在编程时，将多次使用的功能 用一条宏指令来代替。
汇编语言程序语句
指令 伪指令（伪操作） 宏指令
子程序： 优点：模块化，节省内存，可被多次调用，编程效率高。 缺点：额外开销（保存返回地址，计算转向地址，传递参 数等）大，增加了执行时间。适用于子功能代码较 长、调用比较频繁的情况。 宏调用： 优点：参数传送简单，执行效率高。 缺点：不节省空间，适用于子功能代码较短、传参较多的 情况。
MASM6.0+