4.1 一個(gè)源程序從寫出到執(zhí)行的過(guò)程

• 第一步:編寫匯編源程序。
• 第二步:對(duì)源程序進(jìn)行編譯連接。
  可執(zhí)行文件包含兩部分內(nèi)容
  • 程序(從源程序中的匯編指令翻譯過(guò)來(lái)的機(jī)器碼)和數(shù)據(jù)(源程序中定義的)
  • 相關(guān)的描述信息(比如，程序有多大、要占用多少內(nèi)存空間等)
• 第三步:執(zhí)行可執(zhí)行文件中的程序。

操作系統(tǒng)依照可執(zhí)行文件中的描述信息，將可執(zhí)行文件中的機(jī)器碼和數(shù)據(jù)加載入內(nèi)存，并進(jìn)行相關(guān)的初始化(比如設(shè)置 CS:IP 指向第一條要執(zhí)行的指令)，然后由 CPU 執(zhí)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. 偽指令

匯編指令：會(huì)被編譯為機(jī)器指令，最終為 CPU 所執(zhí)行。
而偽指令：沒(méi)有對(duì)應(yīng)的機(jī)器指令，它被用來(lái)輔助編譯器進(jìn)行相關(guān)的編譯工作。

1.1 segment ends 聲明段

段名 segment; 代碼... 
段名 ends

segment 和 ends 是一對(duì)偽指令，功能是定義一個(gè)段，segment 說(shuō)明一個(gè)段開始，ends 說(shuō)明一個(gè)段結(jié)束。一個(gè)段必須有一個(gè)名稱來(lái)標(biāo)識(shí)。
一個(gè)匯編程序是由多個(gè)段組成的，指令、數(shù)據(jù)、棧，被劃分到了不同的段中。
一個(gè)有意義的匯編程序中至少要有一個(gè)段，這個(gè)段用來(lái)存放代碼。

1.2 end 結(jié)束標(biāo)記

編譯器在編譯匯編程序的過(guò)程中，碰到了偽指end，就結(jié)束對(duì)源程序的編譯。

1.3 assume 關(guān)聯(lián)

用于將特定的段與相關(guān)段寄存器建立關(guān)聯(lián)。

assume cs:codesg

將代碼段的段 codesg 和段寄存器 cs 聯(lián)系起來(lái)。

2. 源程序中的“程序”

程序最先以匯編指令的形式存在源程序中，經(jīng)編譯、連接后轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器碼，存儲(chǔ)在可執(zhí)行文件中。這個(gè)過(guò)程如圖 4.2 所示。

3. 標(biāo)號(hào)

匯編源程序中，除了匯編指令和偽指令外，還有一些標(biāo)號(hào)，比如codesg。它指代了一個(gè)地址。
比如 codesg 在 segment 的前面，作為一個(gè)段的名稱，這個(gè)段的名稱最終將被編譯、連接程序處理為一個(gè)段的段地址。

4. 程序的結(jié)構(gòu)

源程序是由一些段構(gòu)成的。
任務(wù): 編程運(yùn)算 2^3。源程序應(yīng)該怎樣來(lái)寫呢?

assume cs:abc	; 將 abc 和 cs 建立關(guān)聯(lián)，當(dāng)作代碼段。
abc segment		; 定義一個(gè)段，名稱為 abcmov ax,2		; 在段中寫入?yún)R編指令 1add ax,ax		; 在段中寫入?yún)R編指令 2add ax,ax		; 在段中寫入?yún)R編指令 3; 這里還缺程序返回指令，后面自己補(bǔ)上。
abc ends		; 段 abc 結(jié)束
end				; 指出程序在何處結(jié)束

5. 程序返回

程序原本只是躺在硬盤中的一坨二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
執(zhí)行程序的流程：（這里討論的是DOS系統(tǒng)）

1. 程序A將程序B加載到內(nèi)存。
2. 程序A將CPU控制權(quán)交給程序B。
3. 程序B執(zhí)行。
4. 程序B執(zhí)行完畢，程序返回。交出CPU控制權(quán)。
5. 程序A拿到CPU控制權(quán)，繼續(xù)執(zhí)行。

程序返回指令如下：(書上說(shuō)先死記，后面會(huì)講)

mov ax, 4c00H
int 21H

表4.1 與結(jié)束相關(guān)的概念

目的	相關(guān)指令	指令性質(zhì)	指令執(zhí)行者
通知編譯器一個(gè)段結(jié)束	段名 ends	偽指令	編譯時(shí)，由編譯器執(zhí)行
通知編譯器程序結(jié)束	end	偽指令	編譯時(shí)，由編譯器執(zhí)行
程序返回	mov ax,4c00H int 21H	匯編指令	執(zhí)行時(shí)，由 CPU 執(zhí)行

6. 語(yǔ)法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤

語(yǔ)法錯(cuò)誤：編譯器能發(fā)現(xiàn)。
邏輯錯(cuò)誤：跑起來(lái)看了效果才知道。

4.3 編輯源程序

任何你熟悉的文本編輯器都可以。

4.4 編譯

1. 將源文件保存得到 test.asm
2. 編譯：masm test.asm 得到目標(biāo)文件 test.obj。（也可以直接輸入masm 回車，交互式設(shè)置編譯參數(shù) ）
   

4.5 連接

連接的作用:

1. 根據(jù)需要將源程序分為多個(gè)來(lái)編譯，得到多個(gè)目標(biāo)標(biāo)文件后，再連接生成一個(gè)可執(zhí)行文件;
2. 程序中調(diào)用了某個(gè)庫(kù)文件中的子程序，需要將這個(gè)庫(kù)文件和該程序生成的目標(biāo)文件連接到一起，生成一個(gè)可執(zhí)行文件;
3. 一個(gè)源程序編譯后，得到了存有機(jī)器碼的目標(biāo)文件，目標(biāo)文件中的有些內(nèi)容還不能直接用來(lái)生成可執(zhí)行文件，連接程序?qū)⑦@些內(nèi)容處理為最終的可執(zhí)行信息。所以，在只有一個(gè)源程序文件，而又不需要調(diào)用某個(gè)庫(kù)中的子程序的情況下，也必須用連接程序?qū)δ繕?biāo)文件進(jìn)行處理，生成可執(zhí)行文件。

使用微軟的 Overlay Linker3.60 連接器，文件名為 link.exe

4.6 以簡(jiǎn)化的方式進(jìn)行編譯和連接

末尾加分號(hào) ; 表示都用默認(rèn)參數(shù)：

masm test.asm;
link test.obj;

當(dāng)然還有更簡(jiǎn)化的，我們直接用 ML.exe

4.7 執(zhí)行exe

我們的 test.exe 只是對(duì)寄存器進(jìn)行操作。直接執(zhí)行是看不到效果的，debug調(diào)試一下，就能看到效果了。（作者說(shuō)后面會(huì)介紹輸出到屏幕的程序，不過(guò)要幾章之后去了）

4.8 誰(shuí)將可執(zhí)行文件中的程序裝載進(jìn)入內(nèi)存并使它運(yùn)行?

我們?cè)谇懊嬷v過(guò)，在 DOS 中，可執(zhí)行文件中的程序 P1 若要運(yùn)行，必須有一個(gè)正在運(yùn)行的程序 P2，將 P1 從可執(zhí)行文件中加載入內(nèi)存，將 CPU 的控制權(quán)交給它，P1 才能得以運(yùn)行;當(dāng) P1 運(yùn)行完畢后，應(yīng)該將 CPU 的控制權(quán)交還給使它得以運(yùn)行的程序 P2。
按照上面的原理，再來(lái)看一下 4.7 節(jié)中 test.exe 的執(zhí)行過(guò)程(思考相關(guān)的問(wèn)題)。

1. 在提示符c:\后面輸入可執(zhí)行文件的名字 test，按 Enter 鍵。這時(shí)，請(qǐng)思考問(wèn)題 4.1。
2. l.exe 中的程序運(yùn)行。
3. 運(yùn)行結(jié)束，返回，再次顯示提示符“c:masm’。請(qǐng)思考問(wèn)題 4.2。

問(wèn)題 4.1

此時(shí)，有一個(gè)正在運(yùn)行的程序?qū)?test.exe 中的程序加載入內(nèi)存，這個(gè)正在運(yùn)行的程序是什么? 它將程序加載入內(nèi)存后，如何使程序得以運(yùn)行?

1. 在 DOS 中直接執(zhí)行 test.exe 時(shí)，是正在運(yùn)行的 shell 程序 command，將其加載入內(nèi)存。
2. command 設(shè)置 CS:IP 指向test.exe 的第一條指令(即程序的入口)，從而使 test.exe 得以運(yùn)行。

問(wèn)題 4.2

程序運(yùn)行結(jié)束后，返回到哪里?

1. 程序運(yùn)行結(jié)束后，返回到 command。

操作系統(tǒng)的shell

操作系統(tǒng)是由多個(gè)功能模塊組成的龐大、復(fù)雜的軟件系統(tǒng)。任何通用的操作系統(tǒng)，都要提供一個(gè)稱為 shell外殼)的程序，用戶(操作人員)使用這個(gè)程序來(lái)操作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行工作。

DOS 中有一個(gè)程序 command.com，這個(gè)程序在 DOS 中稱為命令解釋器，也就是 DOS 系統(tǒng)的 shell。

DOS 啟動(dòng)時(shí)，先完成其他重要的初始化工作，然后運(yùn)行 command.com，command.com 運(yùn)行后，執(zhí)行完其他的相關(guān)任務(wù)后，在屏幕上顯示出由當(dāng)前盤符和當(dāng)前路徑組成的提示符，比如:c:\或“c:\windows`等，然后等待用戶的輸入。

用戶可以輸入所要執(zhí)行的命令，比如，cd、dir、 type 等，這些命令由 command 執(zhí)行，command 執(zhí)行完這些命令后，再次顯示由當(dāng)前盤符和當(dāng)前路徑組成的提示符，等待用戶的輸入。

如果用戶要執(zhí)行一個(gè)程序，則輸入該程序的可執(zhí)行文件的名稱，command 首先根據(jù)文件名找到可執(zhí)行文件，然后將這個(gè)可執(zhí)行文件中的程序加載入內(nèi)存，設(shè)置 CS:IP 指向程序的入口。此后，command 暫停運(yùn)行，CPU運(yùn)行程序。程序運(yùn)行結(jié)束后，返回到 command 中，command 再次顯示由當(dāng)前盤符和當(dāng)前路徑組成的提示符，等待用戶的輸入。

在 DOS 中，command 處理各種輸入: 命令或要執(zhí)行的程序的文件名。我們就是通過(guò) command 來(lái)進(jìn)行工作的。

4.9 程序執(zhí)行過(guò)程的跟蹤

在 DOS 系統(tǒng)中EXE 文件中的程序的加載過(guò)程

debug test.exe

CX：存放程序的長(zhǎng)度。
DS：存放程序所在內(nèi)存區(qū)的段地址。
CS：CS = DS + 10H。
PSP:此內(nèi)存區(qū)的前256字節(jié)（100H），是DOS用來(lái)與程就進(jìn)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:偏移地址表示為 SA+10H:0

• 單步執(zhí)行用T
• 執(zhí)行到 int 21 用 P，正常執(zhí)行結(jié)束會(huì)顯示Program terminated normally，然后回到 debug中。（因?yàn)槭?Debug 加載程序進(jìn)內(nèi)存執(zhí)行的）

實(shí)驗(yàn)3 編程、編譯、連接、跟蹤

《匯編語(yǔ)言》- 讀書筆記 - 實(shí)驗(yàn)3 編程、編譯、連接、跟蹤