四川大学计算机学院-汇编语言ch9.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第九章 高级宏汇编语言,学习目的：通过这一章的学习，掌握结构、记录等复杂数据类型的定义和使用方法；,掌握汇编语言中“宏”的概念，能够在程序设计中正确使用宏指令；,掌握条件汇编和重复汇编的概念，并且能够在程序设计中正确使用。,宏指令,在程序设计中，遇到功能独立、又经常使用的功能模块，可以选择做成子程序的形式，也可以选择做成宏指令的形式。,宏指令的概念和子程序有相似之处，但是也有较大的差别。,宏指令的使用必须经过三个过程：宏定义、宏调用、宏展开。,（1）宏定义,格式1（不带入口参数的宏定义）,宏指令名称MACRO,；指令和伪指令序列，称为宏体,ENDM,格式2（带入口参数的宏定义）,宏指令名称MACRO形参1，形参2，,；宏体,ENDM,宏定义的意义：把一组具有独立功能的一段程序组织为一个功能模块，使用一个宏指令名称来代表这段程序。在定义之后，引用这个宏指令名称，就相当于引用这段程序。,宏定义的特征：,宏定义允许嵌套，在一个宏定义中可以引用另一个宏。,如果宏定义是带参数的，那么在引用该宏指令时必须给出相应的实参。,例子：P202,注意，宏定义是由程序员在源程序中完成的。,（2）宏调用,在宏指令定义之后，就可以在源程序中调用已定义的宏指令，调用格式很简单，直接给出宏指令名称就行，如果该宏定义时是带形参的，那么调用时一定按照定义时的顺序给出各个实参。,格式：,宏指令名称,宏指令名称实参1，实参2，,例子：P203,宏调用这个过程也是由程序员在源程序中实现的。,例如：,宏定义：,TESTMACROOP,AD&OPAX，BX,ENDM,宏调用：,TESTD,TESTC,宏展开：,ADDAX，BX,ADCAX，BX,如果这里不使用&操作符，这种类型实参调用就无法实现。,（2）文本操作符,如果实参由比较复杂的字符串组成，包含逗号、空格等分隔字符，那么就需要使用文本操作符把它括起来，避免汇编程序把一个复杂的实参解释为多个实参。一般在宏调用时使用。,例如：,宏定义：,STRINGMACROSTRDB&STR&,ENDM,注意，不能写成 STR,如果这样写，它将被解释为普通的字符串，不会被解释为对STR形参的 引用。,宏调用：,STRING,宏展开：,DBHello,World!,如果宏调用时不使用文本操作符，实参会被解释成两个，而不是一个。,关于&操作符和操作符的使用，还可以参见教材P205,（3）表达式操作符%,%操作符把后面的文本解释为表达式，它的功能是取表达式的最终的值。使用这个操作符可以把表达式的值作为实参引用，而不是引用表达式文本本身。一般在宏调用时使用。,例如：,宏定义：,TESTMACRO NUM,PROMPT&NUMDBWARNING&NUM&,ENDM,宏调用：,CONT=0,TEST%CONT,TEST%CONT+1,宏展开：,PROMPT0DBWARNING0,PROMPT1DBWARNING1,如果不使用%操作符，那么宏展开后：,PROMTCONTDBWARNINGCONT,PROMTCONT+1DBWARNINGCONT+1,（4）字符操作符！,用于把紧跟其后的宏操作符解释为普通字符。,例如：,宏定义：,STRINGMACROSTR,PROMPTDB&STR&,ENDM,宏调用：,STRING1：,宏展开：,PROMPTDBINPUT NUMBER1：,如果大于符号前面不使用！操作符，那么它将被解释为文本操作符的后半部分。,9.2.3 局部符号伪指令,先看一个例子：,宏定义：,ERRORMACRO,CMPAX，BX,JAL1,MOVAX，0,JMPL2,L1：MOVAX，0FFH,L2：LABELNEAR,ENDM,这个宏体中使用了标号，那么在多次进行宏调用以后，会出现重复定义的标号L1和L2，从而导致语法错误。,对于这种情况，一种解决方法是把标号设置为形参，在宏调用时指定实际的标号，这种方法比较麻烦。因为用户本身没有通过实参指定标号的需求。,另一种方法是把标号作为局部符号，在宏展开时所有局部符号都会自动取和上一次展开不同的值。,宏展开时局部符号的自动生成格式为：？XXXX。其中XXXX是四位整数组成的字符串。,例子：P206,9.2.4 宏库的制作,宏库就是把多个常用的宏指令定义在一个以.LIB为后缀名的文件中。这个文件就称为宏库文件。,在源程序中使用INCLUDE伪指令装入指定的宏库文件以后，就可以在源程序中调用宏库中定义的宏指令。多使用已有的宏指令，可以提高编程效率。,INCLUDE伪指令的格式：,INCLUDE库文件名,一般在源程序最开始使用。例子：P207,9.2.5 宏指令和子程序的区别与联系,子程序的特征：,1）子程序编制完成后，通过在主程序中使用CALL指令来调用，不需要重复编制。,2）子程序的调用、返回、执行现场的保护与恢复、参数的传递都是在程序执行过程中完成的，需要花费一定的CPU时间，调用次数越多，累积花费时间越多。,3）子程序占用的空间大小很明确，就是子程序本身所占用的空间，没有更多的额外空间被占用。,宏指令特征：,1）宏指令定义完毕以后，在源程序中使用宏指令名称对其进行调用，不需要重新编制。,2）宏指令的展开过程是由汇编程序在汇编过程中自动完成的，在程序执行过程中没有调用、返回、参数传递等等过程，程序执行时，花费CPU时间相对较少。,3）宏指令所占用的空间由调用次数决定，调用一次就要重新把对应代码展开一次，如果宏指令对应的代码片段比较长，调用次数又比较多，那么将耗费大量的内存空间。,相对而言，子程序在程序执行阶段会花费较多的CPU时间，但是它会很节约内存空间。,宏指令在程序执行阶段花费较少的CPU时间，因为它相对子程序省去了一些过程，但是它可能很花费内存空间。,二者有一个共同点：不需要重复编制对应功能模块的代码。,仔细分析：,子程序的弱点在于程序执行阶段花费CPU时间较多，主要有这几个过程需要额外的花费CPU时间：子程序调用、子程序返回、现场保护、参数传递过程。,前面两个过程几乎是每个子程序共有的特征，不能改变；第三个特征也是必须的，不可能有太大的变动。,第四个过程在不同的子程序之间可能差别较大，实际上花费时间最多的也是这个过程。,既然如此，考虑把参数传递较少的功能模块组织为子程序的形式是合适的。,子程序的优点在于节约空间，调用时不会再分配空间，那么子程序越长，优势越大。综合上面的分析：参数较少，代码较长的功能模块适合于组织成子程序的形式。,宏指令的优点在于程序执行阶段没有调用、返回、参数传递的过程，不需要花费额外的CPU时间。,缺点在于每次调用都要重新分配代码空间。,综合分析的结果：参数较多，且代码较短的功能模块适合组织为宏指令的形式。,上面的判断标准都是相对的标准，不是绝对的，具体程序设计时应当如何取舍，由程序员根据实际情况决定。,9.3 重复汇编,重复汇编是指在汇编过程中，对指定的语句序列进行反复的汇编。,注意，这里的重复是指汇编过程中的重复操作，不是指程序执行阶段所用到的循环结构。,重复汇编是通过重复汇编伪指令来实现的。,（1）定重复汇编伪指令REPT/ENDM,格式：,REPT表达式,；语句序列,ENDM,功能：重复汇编REPT和ENDM之间的语句序列，表达式的值决定了重复汇编的次数。,例子：见教材P209 例9.3.1 和 例9.3.2,例：,使用无条件跳转指令实现跳转表，原来的方法在P107，现在使用重复汇编来实现。,JMPTABLEMACRONUM,JMPBRAN&NUM,ENDM,NUMBER=0,REPT10,JMPTABLENUMBER,NUMBER=NUMBER+1,ENDM,（2）不定重复汇编伪指令IRP/ENDM,格式：,IRP形参，,；语句序列,ENDM,把IRP和ENDM之间的语句重复汇编，每一次重复都取一个新的实参取代语句中的形参，重复汇编的次数由实参个数决定。,例子：P210,（3）不定字符重复汇编IRPC/ENDM,格式：,IRPC形参，字符串,；语句序列,ENDM,不定字符重复汇编和前面讲到的不定重复汇编很相似，所不同的是它可以结合&操作符使用。,例子：P210,9.4 条件汇编,条件汇编是指有选择的对程序片段进行汇编，条件满足时才对程序片段进行汇编，否则不汇编。,这里所说的条件是汇编过程中所使用的条件判断，不是程序执行阶段所使用的分支结构。,条件汇编是通过条件汇编伪指令实现的。,条件汇编格式1：,IFXX表达式,；语句序列1,ELSE,；语句序列2,ENDIF,其中XX表示某种判断类型，表达式是具体需要判断的对象。,如果条件成立，则对语句序列1进行汇编，否则，汇编语句序列2。,条件汇编格式2：,IFXX表达式,；语句序列,ENDIF,如果条件成立，对其中的语句序列进行汇编，否则不汇编。,IFXX中的XX为具体的判断类型，可以参见教材P212 表9-1。,条件汇编和重复汇编可以在源程序中直接使用，也可以在宏定义中使用。,例子：P211 例9.4.1 和 P212 例9.4.2,9.5 汇编过程,这里简要说明一下汇编程序解释源程序的大致过程。,和人阅读文章的过程相似，汇编程序要完全理解一个源程序，需要阅读源程序三次，也就是说，对源程序实行三次扫描，最后才能生成正确的目标代码。,（1）第一次扫描,汇编程序第一次扫描源程序主要完成的工作是建立若干线性表，对进一步解释源程序作准备。,所建立的线性表主要有如下这些：,1）段表,每个表项的字段组成如下：,段名，段基值，段类型,源程序中所有关于定义段的信息都统计在这个表格中。,2）变量表,每个表项的字段组成如下：,变量名，所在段名，偏移量，类型，数组长度，初始值。,源程序中所有关于定义变量的信息都统计在这个表中。,3）标号表,每个表项的字段组成：,标号名，所在段名，偏移量、类型,源程序中所有关于定义标号的信息都统计在这个表中。,4）不可重定义替换表,每个表项的字段组成：,替换文本，原始文本,源程序中所有用EQU伪指令定义的常量都统计在这个表中。,5）可重定义替换表,每个表项字段组成如下：,替换文本，原始文本,所有用“=”定义的常量都统计在这个表格中，由于可以重新定义，在以后的源程序扫描中，这个表可能被修改。,注意，除了这个表在后面的扫描过程中可以修改以外，其他的表在第一次扫描以后就确定下来，以后的扫描过程只能进行查表的操作，不能再修改这些表。,第一次扫描过程实际上是在统计源程序中所有用户定义的标识符，并且分类别给它们建立线性表，为后面的扫描过程做准备。,所有有关符号定义的语法错误都是在第一次扫描中被发现的。,（2）第二次扫描,汇编程序进行第二次扫描所要完成的工作是常量替换，计算表达式。,1）常量替换,查找第一次扫描中建立的不可重复替换表、可重复替换表，把常量标识符替换为它对应的原始文本（现在还不会解释文本的具体含义）；同时根据“=”提供的重新定义，可能会修改可重复替换表中的相关内容。,2）计算表达式,在替换常量的同时，汇编程序会识别源程序中的所有表达式，计算它们的最终运算结果，并用运算结果替换原来的表达式文本。,如果在表达式中出现变量名称或者段名称，那么这个过程可能需要查找由第一次扫描生成的变量表和段表。,第二次扫描主要完成常量和表达式的替换，需要查找第一次扫描建立的表格。,（3）第三次扫描,汇编程序第三次扫描扫描源程序要完成如下工作：按照段表中的定义，生成数据段、堆栈段、代码段；把变量引用替换为相应的位移量；确定指令的寻址方式；计算转移指令中使用的位移量；生成指令的机器代码。,这个过程中会反复的、经常的查找第一次扫描建立的段表、变量表、标号表。,所有变量、标号引用错误都是在这个阶段发现的。,汇编过程经过三次源程序扫描以后完成，最后生成OBJ文件。,在连接过程中，OBJ文件中的段信息会被加入到EXE文件的PSP（程序段前缀）中保存。,