汇编语言

第1章　基本概念 1
1.1　欢迎来到汇编语言的世界 1
1.1.1　读者可能会问的问题 2
1.1.2　汇编语言的应用 5
1.1.3　本节回顾 6
1.2　虚拟机概念 7
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第1章　基本概念 1
1.1　欢迎来到汇编语言的世界 1
1.1.1　读者可能会问的问题 2
1.1.2　汇编语言的应用 5
1.1.3　本节回顾 6
1.2　虚拟机概念 7
1.2.1　本节回顾 9
1.3　数据表示 10
1.3.1　二进制整数 10
1.3.2　二进制加法 12
1.3.3　整数存储大小 13
1.3.4　十六进制整数 14
1.3.5　十六进制加法 16
1.3.6　有符号的二进制整数 16
1.3.7　二进制减法 19
1.3.8　字符存储 20
1.3.9　二进制编码的十进制（BCD）数 22
1.3.10　本节回顾 22
1.4　布尔表达式 23
1.4.1　布尔函数的真值表 26
1.4.2　本节回顾 27
1.5　本章小结 27
1.6　关键术语 28
1.7　复习题和练习 29
1.7.1　简答题 29
1.7.2　算法题 31
第2章　x86处理器架构 33
2.1　一般概念 34
2.1.1　基本微机设计 34
2.1.2　指令执行周期 35
2.1.3　读取内存 36
2.1.4　加载并执行程序 37
2.1.5　本节回顾 38
2.2　32位x86处理器 39
2.2.1　操作模式 39
2.2.2　基本执行环境 39
2.2.3　x86内存管理 43
2.2.4　本节回顾 44
2.3　64位x86-64处理器 44
2.3.1　64位操作模式 45
2.3.2　基本的64位执行环境 45
2.3.3　本节回顾 46
2.4　典型x86计算机的组件 47
2.4.1　母板 47
2.4.2　内存 49
2.4.3　本节回顾 49
2.5　输入–输出系统 50
2.5.1　I/O访问层次 50
2.5.2　本节回顾 52
2.6　本章小结 53
2.7　关键术语 54
2.8　复习题 55
第3章　汇编语言基础 57
3.1　基本语言元素 58
3.1.1　第一个汇编语言程序 58
3.1.2　整数字面量 59
3.1.3　常整数表达式 60
3.1.4　实数字面量 61
3.1.5　字符字面量 61
3.1.6　字符串字面量 62
3.1.7　保留字 62
3.1.8　标识符 62
3.1.9　伪指令 63
3.1.10　指令 63
3.1.11　本节回顾 67
3.2　示例：整数加减法 67
3.2.1　AddTwo程序 67
3.2.2　运行和调试AddTwo程序 69
3.2.3　程序模板 73
3.2.4　本节回顾 74
3.3　汇编、链接和运行程序 75
3.3.1　汇编–链接–执行周期 75
3.3.2　列表文件 76
3.3.3　本节回顾 78
3.4　定义数据 78
3.4.1　内部数据类型 78
3.4.2　数据定义语句 79
3.4.3　向AddTwo程序添加一个变量 80
3.4.4　定义BYTE和SBYTE数据 81
3.4.5　定义WORD和SWORD数据 83
3.4.6　定义DWORD和SDWORD数据 84
3.4.7　定义QWORD数据 84
3.4.8　定义压缩的BCD（TBYTE）数据 85
3.4.9　定义浮点类型 85
3.4.10　变量相加程序 86
3.4.11　小端序 87
3.4.12　声明未初始化数据 88
3.4.13　本节回顾 88
3.5　符号常量 90
3.5.1　等号伪指令 90
3.5.2　计算数组和字符串的大小 91
3.5.3　EQU伪指令 92
3.5.4　TEXTEQU伪指令 93
3.5.5　本节回顾 94
3.6　64位编程介绍 95
3.7　本章小结 96
3.8　关键术语 98
3.8.1　术语 98
3.8.2　指令、操作符及伪指令 98
3.9　复习题和练习 99
3.9.1　简答题 99
3.9.2　算法题 100
3.10　编程练习 100
第4章　数据传送、寻址及算术运算 102
4.1　数据传送指令 103
4.1.1　引言 103
4.1.2　操作数类型 103
4.1.3　直接内存操作数 103
4.1.4　MOV指令 105
4.1.5　整数的零/符号扩展 106
4.1.6　LAHF和SAHF指令 108
4.1.7　XCHG指令 109
4.1.8　直接–偏移量操作数 109
4.1.9　传送数据的示例 110
4.1.10　本节回顾 113
4.2　加法和减法 114
4.2.1　INC和DEC指令 114
4.2.2　ADD指令 114
4.2.3　SUB指令 115
4.2.4　NEG指令 115
4.2.5　实现算术表达式 115
4.2.6　加减法影响的标志 116
4.2.7　示例程序（AddSubTest） 120
4.2.8　本节回顾 121
4.3　与数据相关的操作符和伪指令 122
4.3.1　OFFSET操作符 122
4.3.2　ALIGN伪指令 123
4.3.3　PTR操作符 124
4.3.4　TYPE操作符 125
4.3.5　LENGTHOF操作符 125
4.3.6　SIZEOF操作符 126
4.3.7　LABEL伪指令 126
4.3.8　本节回顾 127
4.4　间接寻址 127
4.4.1　间接操作数 127
4.4.2　数组 128
4.4.3　变址操作数 129
4.4.4　指针 131
4.4.5　本节回顾 132
4.5　JMP和LOOP指令 134
4.5.1　JMP指令 134
4.5.2　LOOP指令 135
4.5.3　在Visual Studio调试器中显示数组 136
4.5.4　整数数组求和 137
4.5.5　复制字符串 138
4.5.6　本节回顾 139
4.6　64位编程 140
4.6.1　MOV指令 140
4.6.2　64位版本的SumArray程序 141
4.6.3　加法和减法 142
4.6.4　本节回顾 143
4.7　本章小结 144
4.8　关键术语 145
4.8.1　术语 145
4.8.2　指令、操作符及伪指令 145
4.9　复习题和练习 146
4.9.1　简答题 146
4.9.2　算法题 148
4.10　编程练习 149
第5章　过程 151
5.1　堆栈操作 152
5.1.1　运行时堆栈（32位模式） 152
5.1.2　PUSH和POP指令 154
5.1.3　本节回顾 157
5.2　定义和使用过程 158
5.2.1　PROC伪指令 158
5.2.2　CALL和RET指令 160
5.2.3　嵌套过程调用 161
5.2.4　向过程传递寄存器参数 163
5.2.5　示例：整数数组求和 163
5.2.6　保存和恢复寄存器 165
5.2.7　本节回顾 166
5.3　链接到外部库 167
5.3.1　背景信息 167
5.3.2　本节回顾 168
5.4　Irvine32库 169
5.4.1　创建库的动机 169
5.4.2　Win32控制台窗口 171
5.4.3　各个过程的描述 172
5.4.4　库测试程序 184
5.4.5　本节回顾 192
5.5　64位汇编编程 193
5.5.1　Irvine64库 193
5.5.2　调用64位子例程 194
5.5.3　x64调用规约 195
5.5.4　调用过程的示例程序 195
5.5.5　本节回顾 197
5.6　本章小结 198
5.7　关键术语 199
5.7.1　术语 199
5.7.2　指令、操作符及伪指令 199
5.8　复习题和练习 199
5.8.1　简答题 199
5.8.2　算法题 202
5.9　编程练习 203
第6章　条件处理 205
6.1　布尔和比较指令 206
6.1.1　CPU状态标志 206
6.1.2　AND指令 207
6.1.3　OR指令 208
6.1.4　位映射集 209
6.1.5　XOR指令 211
6.1.6　NOT指令 212
6.1.7　TEST指令 212
6.1.8　CMP指令 213
6.1.9　置位和清零各个CPU标志 214
6.1.10　64位模式下的布尔指令 214
6.1.11　本节回顾 215
6.2　条件跳转 216
6.2.1　条件结构 216
6.2.2　Jcond指令 217
6.2.3　条件跳转指令的类型 217
6.2.4　条件跳转应用 221
6.2.5　本节回顾 225
6.3　条件循环指令 226
6.3.1　LOOPZ和LOOPE指令 226
6.3.2　LOOPNZ和LOOPNE指令 226
6.3.3　本节回顾 227
6.4　条件结构 228
6.4.1　块结构的IF语句 228
6.4.2　复合表达式 233
6.4.3　WHILE循环 234
6.4.4　表驱动的选择 237
6.4.5　本节回顾 239
6.5　应用：有限状态机 240
6.5.1　验证输入字符串 240
6.5.2　验证有符号整数 241
6.5.3　本节回顾 245
6.6　条件控制流伪指令（可选主题） 246
6.6.1　创建IF语句 246
6.6.2　有符号数和无符号数的比较 249
6.6.3　复合表达式 250
6.6.4　用.REPEAT和.WHILE创建循环 253
6.7　本章小结 254
6.8　关键术语 255
6.8.1　术语 255
6.8.2　指令、操作符及伪指令 255
6.9　复习题和练习 256
6.9.1　简答题 256
6.9.2　算法题 258
6.10　编程练习 259
6.10.1　对代码测试的建议 259
6.10.2　习题描述 260
第7章　整数算术运算 263
7.1　移位和循环移位指令 264
7.1.1　逻辑移位和算术移位 264
7.1.2　SHL指令 265
7.1.3　SHR指令 266
7.1.4　SAL和SAR指令 267
7.1.5　ROL指令 268
7.1.6　ROR指令 269
7.1.7　RCL和RCR指令 269
7.1.8　有符号数溢出 270
7.1.9　SHLD/SHRD指令 270
7.1.10　本节回顾 270
7.2　移位和循环移位的应用 274
7.2.1　多个双字的移位 274
7.2.2　通过移位做乘法 275
7.2.3　显示二进制位 276
7.2.4　提取文件日期字段 276
7.2.5　本节回顾 277
7.3　乘法和除法指令 279
7.3.1　无符号整数乘法（MUL） 279
7.3.2　有符号整数乘法（IMUL） 281
7.3.3　测量程序执行时间 284
7.3.4　无符号整数除法（DIV） 286
7.3.5　有符号整数除法（IDIV） 288
7.3.6　实现算术表达式 292
7.3.7　本节回顾 294
7.4　扩展的加减法 295
7.4.1　ADC指令 295
7.4.2　扩展加法的示例 296
7.4.3　SBB指令 298
7.4.4　本节回顾 299
7.5　ASCII和非压缩十进制算术运算 299
7.5.1　AAA指令 300
7.5.2　AAS指令 302
7.5.3　AAM指令 303
7.5.4　AAD指令 303
7.5.5　本节回顾 303
7.6　压缩十进制算术运算 304
7.6.1　DAA指令 305
7.6.2　DAS指令 306
7.6.3　本节回顾 306
7.7　本章小结 307
7.8　关键术语 308
7.8.1　术语 308
7.8.2　指令、操作符及伪指令 308
7.9　复习题和练习 308
7.9.1　简答题 308
7.9.2　算法题 310
7.10　编程练习 311
第8章　高级过程 314
8.1　引言 315
8.2　堆栈帧 315
8.2.1　堆栈参数 315
8.2.2　寄存器参数的缺点 316
8.2.3　访问堆栈参数 318
8.2.4　32位调用规约 321
8.2.5　局部变量 323
8.2.6　引用参数 324
8.2.7　LEA指令 326
8.2.8　ENTER和LEAVE指令 326
8.2.9　LOCAL伪指令 328
8.2.10　Microsoft x64调用规约 329
8.2.11　本节回顾 330
8.3　递归 331
8.3.1　递归求和 331
8.3.2　计算阶乘 333
8.3.3　本节回顾 339
8.4　INVOKE、ADDR、PROC及PROTO 340
8.4.1　INVOKE伪指令 340
8.4.2　ADDR操作符 341
8.4.3　PROC伪指令 342
8.4.4　PROTO伪指令 345
8.4.5　参数分类 348
8.4.6　示例：交换两个整数 349
8.4.7　调试提示 350
8.4.8　WriteStackFrame过程 351
8.4.9　本节回顾 352
8.5　创建多模块程序 352
8.5.1　隐藏和导出过程名 352
8.5.2　调用外部过程 353
8.5.3　跨模块使用变量和符号 354
8.5.4　示例：ArraySum程序 355
8.5.5　用Extern创建模块 356
8.5.6　用INVOKE和PROTO创建模块 359
8.5.7　本节回顾 362
8.6　参数的高级用法（可选主题） 363
8.6.1　受USES操作符影响的堆栈 363
8.6.2　向堆栈传递8位和16位参数 364
8.6.3　传递64位参数 366
8.6.4　非双字局部变量 366
8.7　Java字节码（可选主题） 369
8.7.1　Java虚拟机 369
8.7.2　指令集 370
8.7.3　Java反汇编示例 371
8.7.4　示例：条件分支 374
8.8　本章小结 376
8.9　关键术语 377
8.9.1　术语 377
8.9.2　指令、操作符及伪指令 377
8.10　复习题和练习 377
8.10.1　简答题 377
8.10.2　算法题 378
8.11　编程练习 378
第9章　字符串和数组 381
9.1　引言 381
9.2　字符串原语指令 382
9.2.1　MOVSB、MOVSW及MOVSD 383
9.2.2　CMPSB、CMPSW及CMPSD 384
9.2.3　SCASB、SCASW及SCASD 385
9.2.4　STOSB、STOSW及STOSD 385
9.2.5　LODSB、LODSW及LODSD 385
9.2.6　本节回顾 386
9.3　若干字符串过程 387
9.3.1　Str_compare过程 388
9.3.2　Str_length过程 389
9.3.3　Str_copy过程 389
9.3.4　Str_trim过程 390
9.3.5　Str_ucase过程 393
9.3.6　字符串库演示程序 393
9.3.7　Irvine64库中的字符串过程 395
9.3.8　本节回顾 398
9.4　二维数组 399
9.4.1　行列顺序 399
9.4.2　基址–变址操作数 399
9.4.3　基址–变址–位移操作数 401
9.4.4　64位模式下的基址–变址操作数 402
9.4.5　本节回顾 403
9.5　整数数组的查找和排序 404
9.5.1　冒泡排序 404
9.5.2　对半查找 406
9.5.3　本节回顾 412
9.6　Java字节码：字符串处理（可选主题） 413
9.7　本章小结 414
9.8　关键术语和指令 415
9.9　复习题和练习 415
9.9.1　简答题 415
9.9.2　算法题 416
9.10　编程练习 416
第10章　结构和宏 421
10.1　结构 421
10.1.1　定义结构 422
10.1.2　声明结构对象 424
10.1.3　引用结构对象 425
10.1.4　示例：显示系统时间 428
10.1.5　结构包含结构 430
10.1.6　示例：醉汉行走 430
10.1.7　声明和使用联合 434
10.1.8　本节回顾 436
10.2　宏 437
10.2.1　概述 437
10.2.2　定义宏 438
10.2.3　调用宏 439
10.2.4　其他宏特性 440
10.2.5　使用本书的宏库（仅32位模式） 444
10.2.6　示例程序：封装器 451
10.2.7　本节回顾 452
10.3　条件汇编伪指令 453
10.3.1　检查缺失的参数 454
10.3.2　默认的参数初始化值 455
10.3.3　布尔表达式 456
10.3.4　IF、ELSE及ENDIF伪指令 456
10.3.5　IFIDN和IFIDNI伪指令 457
10.3.6　示例：矩阵行求和 458
10.3.7　特殊操作符 461
10.3.8　宏函数 464
10.3.9　本节回顾 466
10.4　定义重复语句块 467
10.4.1　WHILE伪指令 467
10.4.2　REPEAT伪指令 468
10.4.3　FOR伪指令 468
10.4.4　FORC伪指令 469
10.4.5　示例：链表 470
10.4.6　本节回顾 471
10.5　本章小结 473
10.6　关键术语 474
10.6.1　术语 474
10.6.2　操作符及伪指令 474
10.7　复习题和练习 475
10.7.1　简答题 475
10.7.2　算法题 475
10.8　编程练习 477
第11章　MS-Windows编程 480
11.1　Win32控制台编程 480
11.1.1　背景信息 481
11.1.2　Win32控制台函数 485
11.1.3　显示消息框 487
11.1.4　控制台输入 490
11.1.5　控制台输出 496
11.1.6　读写文件 498
11.1.7　Irvine32库中的文件I/O 502
11.1.8　测试文件I/O过程 504
11.1.9　控制台窗口操作 507
11.1.10　控制光标 510
11.1.11　控制文本颜色 511
11.1.12　时间和日期函数 513
11.1.13　使用64位Windows API 517
11.1.14　本节回顾 518
11.2　编写图形化的Windows应用程序 519
11.2.1　必要的结构 519
11.2.2　MessageBox函数 521
11.2.3　WinMain过程 521
11.2.4　WinProc过程 522
11.2.5　ErrorHandler过程 523
11.2.6　程序清单 523
11.2.7　本节回顾 527
11.3　动态内存分配 528
11.3.1　HeapTest程序 531
11.3.2　本节回顾 535
11.4　32位x86存储管理 535
11.4.1　线性地址 536
11.4.2　页转换 539
11.4.3　本节回顾 541
11.5　本章小结 541
11.6　关键术语 543
11.7　复习题和练习 543
11.7.1　简答题 543
11.7.2　算法题 544
11.8　编程练习 544
第12章　浮点数处理和指令编码 547
12.1　浮点数的二进制表示 547
12.1.1　IEEE二进制浮点数表示 548
12.1.2　阶数 550
12.1.3　规格化二进制浮点数 550
12.1.4　创建IEEE表示 550
12.1.5　将十进制分数转换为二进制实数 552
12.1.6　本节回顾 554
12.2　浮点单元 555
12.2.1　FPU寄存器栈 555
12.2.2　舍入 558
12.2.3　浮点异常 560
12.2.4　浮点指令集 560
12.2.5　算术运算指令 563
12.2.6　比较浮点数值 567
12.2.7　读写浮点数值 570
12.2.8　异常同步 571
12.2.9　代码示例 572
12.2.10　混合模式算术运算 574
12.2.11　屏蔽和非屏蔽异常 575
12.2.12　本节回顾 576
12.3　x86指令编码 577
12.3.1　指令格式 577
12.3.2　单字节指令 578
12.3.3　将立即数送入寄存器 579
12.3.4　寄存器模式指令 580
12.3.5　处理器操作数大小前缀 581
12.3.6　内存模式指令 582
12.3.7　本节回顾 585
12.4　本章小结 585
12.5　关键术语 587
12.6　复习题和练习 587
12.6.1　简答题 587
12.6.2　算法题 588
12.7　编程练习 589
第13章　高级语言接口 593
13.1　引言 593
13.1.1　通用规约 593
13.1.2　.MODEL伪指令 595
13.1.3　检查编译器生成的代码 597
13.1.4　本节回顾 602
13.2　内联汇编代码 602
13.2.1　Visual C++中的__asm伪指令 602
13.2.2　文件加密示例 605
13.2.3　本节回顾 608
13.3　将32位汇编语言代码链接到C/C++ 609
13.3.1　IndexOf示例 610
13.3.2　调用C和C++函数 613
13.3.3　乘法表的示例 615
13.3.4　本节回顾 618
13.4　本章小结 619
13.5　关键术语 620
13.6　复习题 620
13.7　编程练习 620
第14章　16位MS-DOS编程 622
14.1　MS-DOS和IBM-PC 622
14.1.1　内存组织 623
14.1.2　重定向输入–输出 624
14.1.3　软件中断 625
14.1.4　INT指令 626
14.1.5　16位程序的代码编写 627
14.1.6　本节回顾 628
14.2　MS-DOS功能调用（INT 21h） 628
14.2.1　若干输出功能 630
14.2.2　Hello World程序示例 632
14.2.3　若干输入功能 633
14.2.4　日期/时间功能 637
14.2.5　本节回顾 641
14.3　标准的MS-DOS文件I/O服务 641
14.3.1　创建或打开文件（716Ch） 643
14.3.2　关闭文件句柄（3Eh） 644
14.3.3　移动文件指针（42h） 644
14.3.4　获取文件创建日期和时间 645
14.3.5　若干库过程 646
14.3.6　示例：读取和复制一个文本文件 647
14.3.7　读取MS-DOS命令的尾部 649
14.3.8　示例: 创建二进制文件 651
14.3.9　本节回顾 654
14.4　本章小结 655
14.5　关键术语 657
14.6　编程练习 657
第15章　磁盘基础知识 659
15.1　磁盘存储系统 659
15.1.1　磁道、柱面及扇区 660
15.1.2　磁盘分区（卷） 662
15.1.3　本节回顾 663
15.2　文件系统 663
15.2.1　FAT12 664
15.2.2　FAT16 664
15.2.3　FAT32 665
15.2.4　NTFS 665
15.2.5　主磁盘区 666
15.2.6　本节回顾 667
15.3　磁盘目录 667
15.3.1　MS-DOS目录结构 668
15.3.2　MS-Windows中的长文件名 671
15.3.3　文件分配表（FAT） 673
15.3.4　本节回顾 673
15.4　读写磁盘扇区 674
15.4.1　扇区显示程序 675
15.4.2　本节回顾 679
15.5　系统级文件功能 680
15.5.1　获取磁盘空闲空间（7303h） 680
15.5.2　创建子目录（39h） 683
15.5.3　删除子目录（3Ah） 684
15.5.4　设置当前目录（3Bh） 684
15.5.5　获取当前目录（47h） 684
15.5.6　获取和设置文件属性（7143h） 685
15.5.7　本节回顾 685
15.6　本章小结 685
15.7　关键术语 687
15.8　编程练习 687
第16章　BIOS级编程 689
16.1　引言 689
16.1.1　BIOS数据区 690
16.2　用INT 16h进行键盘输入 691
16.2.1　键盘如何工作 691
16.2.2　INT 16h功能 692
16.2.3　本节回顾 696
16.3　用INT 10h进行视频编程 697
16.3.1　基本背景 697
16.3.2　控制颜色 699
16.3.3　INT 10h视频功能 701
16.3.4　库过程示例 713
16.3.5　本节回顾 713
16.4　使用INT 10h绘制图形 714
16.4.1　INT 10h与像素有关的功能 715
16.4.2　程序DrawLine 716
16.4.3　笛卡儿坐标程序 718
16.4.4　将笛卡儿坐标转换为屏幕坐标 720
16.4.5　本节回顾 721
16.5　内存映射的图形 722
16.5.1　模式13h：320× 200，256色 722
16.5.2　内存映射图形程序 724
16.5.3　本节回顾 727
16.6　鼠标编程 727
16.6.1　鼠标INT 33h功能 727
16.6.2　鼠标跟踪程序 732
16.6.3　本节回顾 737
16.7　本章小结 738
16.8　编程练习 739
附录A　MASM参考知识 741
附录B　x86指令集 763
附录C　BIOS和MS-DOS中断 797
附录D　“本节回顾”的问题答案（第14～16章） 807
词汇表 816
Contents
1 Basic Concepts 1
1.1 Welcome to Assembly Language 1
1.1.1 Questions You Might Ask 2
1.1.2 Assembly Language Applications 5
1.1.3 Section Review 6
1.2 Virtual Machine Concept 7
1.2.1 Section Review 9
1.3 Data Representation 10
1.3.1 Binary Integers 10
1.3.2 Binary Addition 12
1.3.3 Integer Storage Sizes 13
1.3.4 Hexadecimal Integers 14
1.3.5 Hexadecimal Addition 16
1.3.6 Signed Binary Integers 16
1.3.7 Binary Subtraction 19
1.3.8 Character Storage 20
1.3.9 Binary-Coded Decimal (BCD) Numbers 22
1.3.10 Section Review 22
1.4 Boolean Expressions 23
1.4.1 Truth Tables for Boolean Functions 26
1.4.2 Section Review 27
1.5 Chapter Summary 27
1.6 Key Terms 28
1.7 Review Questions and Exercises 29
1.7.1 Short Answer 29
1.7.2 Algorithm Workbench 31
2 x86 Processor Architecture 33
2.1 General Concepts 34
2.1.1 Basic Microcomputer Design 34
2.1.2 Instruction Execution Cycle 35
2.1.3 Reading from Memory 36
2.1.4 Loading and Executing a Program 37
2.1.5 Section Review 38
2.2 32-Bit x86 Processors 39
2.2.1 Modes of Operation 39
2.2.2 Basic Execution Environment 39
2.2.3 x86 Memory Management 43
2.2.4 Section Review 44
2.3 64-Bit x86-64 Processors 44
2.3.1 64-Bit Operation Modes 45
2.3.2 Basic 64-Bit Execution Environment 45
2.3.3 Section Review 46
2.4 Components of a Typical x86 Computer 47
2.4.1 Motherboard 47
2.4.2 Memory 49
2.4.3 Section Review 49
2.5 Input-Output System 50
2.5.1 Levels of I/O Access 50
2.5.2 Section Review 52
2.6 Chapter Summary 53
2.7 Key Terms 54
2.8 Review Questions 55
3 Assembly Language Fundamentals 57
3.1 Basic Language Elements 58
3.1.1 First Assembly Language Program 58
3.1.2 Integer Literals 59
3.1.3 Constant Integer Expressions 60
3.1.4 Real Number Literals 61
3.1.5 Character Literals 61
3.1.6 String Literals 62
3.1.7 Reserved Words 62
3.1.8 Identifiers 62
3.1.9 Directives 63
3.1.10 Instructions 63
3.1.11 Section Review 67
3.2 Example: Adding and Subtracting Integers 67
3.2.1 The AddTwo Program 67
3.2.2 Running and Debugging the AddTwo Program 69
3.2.3 Program Template 73
3.2.4 Section Review 74
3.3 Assembling, Linking, and Running Programs 75
3.3.1 The Assemble-Link-Execute Cycle 75
3.3.2 Listing File 76
3.3.3 Section Review 78
3.4 Defining Data 78
3.4.1 Intrinsic Data Types 78
3.4.2 Data Definition Statement 79
3.4.3 Adding a Variable to the AddTwo Program 80
3.4.4 Defining BYTE and SBYTE Data 81
3.4.5 Defining WORD and SWORD Data 83
3.4.6 Defining DWORD and SDWORD Data 84
3.4.7 Defining QWORD Data 84
3.4.8 Defining Packed BCD (TBYTE) Data 85
3.4.9 Defining Floating-Point Types 85
3.4.10 A Program That Adds Variables 86
3.4.11 Little-Endian Order 87
3.4.12 Declaring Uninitialized Data 88
3.4.13 Section Review 88
3.5 Symbolic Constants 90
3.5.1 Equal-Sign Directive 90
3.5.2 Calculating the Sizes of Arrays and Strings 91
3.5.3 EQU Directive 92
3.5.4 TEXTEQU Directive 93
3.5.5 Section Review 94
3.6 Introducing 64-Bit Programming 95
3.7 Chapter Summary 96
3.8 Key Terms 98
3.8.1 Terms 98
3.8.2 Instructions, Operators, and Directives 98
3.9 Review Questions and Exercises 99
3.9.1 Short Answer 99
3.9.2 Algorithm Workbench 100
3.10 Programming Exercises 100
4 Data Transfers, Addressing, and Arithmetic 102
4.1 Data Transfer Instructions 103
4.1.1 Introduction 103
4.1.2 Operand Types 103
4.1.3 Direct Memory Operands 103
4.1.4 MOV Instruction 105
4.1.5 Zero/Sign Extension of Integers 106
4.1.6 LAHF and SAHF Instructions 108
4.1.7 XCHG Instruction 109
4.1.8 Direct-Offset Operands 109
4.1.9 Examples of Moving Data 110
4.1.10 Section Review 113
4.2 Addition and Subtraction 114
4.2.1 INC and DEC Instructions 114
4.2.2 ADD Instruction 114
4.2.3 SUB Instruction 115
4.2.4 NEG Instruction 115
4.2.5 Implementing Arithmetic Expressions 115
4.2.6 Flags Affected by Addition and Subtraction 116
4.2.7 Example Program (AddSubTest) 120
4.2.8 Section Review 121
4.3 Data-Related Operators and Directives 122
4.3.1 OFFSET Operator 122
4.3.2 ALIGN Directive 123
4.3.3 PTR Operator 124
4.3.4 TYPE Operator 125
4.3.5 LENGTHOF Operator 125
4.3.6 SIZEOF Operator 126
4.3.7 LABEL Directive 126
4.3.8 Section Review 127
4.4 Indirect Addressing 127
4.4.1 Indirect Operands 127
4.4.2 Arrays 128
4.4.3 Indexed Operands 129
4.4.4 Pointers 131
4.4.5 Section Review 132
4.5 JMP and LOOP Instructions 134
4.5.1 JMP Instruction 134
4.5.2 LOOP Instruction 135
4.5.3 Displaying an Array in the Visual Studio Debugger 136
4.5.4 Summing an Integer Array 137
4.5.5 Copying a String 138
4.5.6 Section Review 139
4.6 64-Bit Programming 140
4.6.1 MOV Instruction 140
4.6.2 64-Bit Version of SumArray 141
4.6.3 Addition and Subtraction 142
4.6.4 Section Review 143
4.7 Chapter Summary 144
4.8 Key Terms 145
4.8.1 Terms 145
4.8.2 Instructions, Operators, and Directives 145
4.9 Review Questions and Exercises 146
4.9.1 Short Answer 146
4.9.2 Algorithm Workbench 148
4.10 Programming Exercises 149
5 Procedures 151
5.1 Stack Operations 152
5.1.1 Runtime Stack (32-Bit Mode) 152
5.1.2 PUSH and POP Instructions 154
5.1.3 Section Review 157
5.2 Defining and Using Procedures 158
5.2.1 PROC Directive 158
5.2.2 CALL and RET Instructions 160
5.2.3 Nested Procedure Calls 161
5.2.4 Passing Register Arguments to Procedures 163
5.2.5 Example: Summing an Integer Array 163
5.2.6 Saving and Restoring Registers 165
5.2.7 Section Review 166
5.3 Linking to an External Library 167
5.3.1 Background Information 167
5.3.2 Section Review 168
5.4 The Irvine32 Library 169
5.4.1 Motivation for Creating the Library 169
5.4.2 The Win32 Console Window 171
5.4.3 Individual Procedure Descriptions 172
5.4.4 Library Test Programs 184
5.4.5 Section Review 192
5.5 64-Bit Assembly Programming 193
5.5.1 The Irvine64 Library 193
5.5.2 Calling 64-Bit Subroutines 194
5.5.3 The x64 Calling Convention 195
5.5.4 Sample Program that Calls a Procedure 195
5.5.5 Section Review 197
5.6 Chapter Summary 198
5.7 Key Terms 199
5.7.1 Terms 199
5.7.2 Instructions, Operators, and Directives 199
5.8 Review Questions and Exercises 199
5.8.1 Short Answer 199
5.8.2 Algorithm Workbench 202
5.9 Programming Exercises 203
6 Conditional Processing 205
6.1 Boolean and Comparison Instructions 206
6.1.1 The CPU Status Flags 206
6.1.2 AND Instruction 207
6.1.3 OR Instruction 208
6.1.4 Bit-Mapped Sets 209
6.1.5 XOR Instruction 211
6.1.6 NOT Instruction 212
6.1.7 TEST Instruction 212
6.1.8 CMP Instruction 213
6.1.9 Setting and Clearing Individual CPU Flags 214
6.1.10 Boolean Instructions in 64-Bit Mode 214
6.1.11 Section Review 215
6.2 Conditional Jumps 216
6.2.1 Conditional Structures 216
6.2.2 Jcond Instruction 217
6.2.3 Types of Conditional Jump Instructions 217
6.2.4 Conditional Jump Applications 221
6.2.5 Section Review 225
6.3 Conditional Loop Instructions 226
6.3.1 LOOPZ and LOOPE Instructions 226
6.3.2 LOOPNZ and LOOPNE Instructions 226
6.3.3 Section Review 227
6.4 Conditional Structures 228
6.4.1 Block-Structured IF Statements 228
6.4.2 Compound Expressions 233
6.4.3 WHILE Loops 234
6.4.4 Table-Driven Selection 237
6.4.5 Section Review 239
6.5 Application: Finite-State Machines 240
6.5.1 Validating an Input String 240
6.5.2 Validating a Signed Integer 241
6.5.3 Section Review 245
6.6 Conditional Control Flow Directives (Optional topic) 246
6.6.1 Creating IF Statements 246
6.6.2 Signed and Unsigned Comparisons 249
6.6.3 Compound Expressions 250
6.6.4 Creating Loops with .REPEAT and .WHILE 253
6.7 Chapter Summary 254
6.8 Key Terms 255
6.8.1 Terms 255
6.8.2 Instructions, Operators, and Directives 255
6.9 Review Questions and Exercises 256
6.9.1 Short Answer 256
6.9.2 Algorithm Workbench 258
6.10 Programming Exercises 259
6.10.1 Suggestions for Testing Your Code 259
6.10.2 Exercise Descriptions 260
7 Integer Arithmetic 263
7.1 Shift and Rotate Instructions 264
7.1.1 Logical Shifts and Arithmetic Shifts 264
7.1.2 SHL Instruction 265
7.1.3 SHR Instruction 266
7.1.4 SAL and SAR Instructions 267
7.1.5 ROL Instruction 268
7.1.6 ROR Instruction 269
7.1.7 RCL and RCR Instructions 269
7.1.8 Signed Overflow 270
7.1.9 SHLD/SHRD Instructions 270
7.1.10 Section Review 272
7.2 Shift and Rotate Applications 274
7.2.1 Shifting Multiple Doublewords 274
7.2.2 Multiplication by Shifting Bits 275
7.2.3 Displaying Binary Bits 276
7.2.4 Extracting File Date Fields 276
7.2.5 Section Review 277
7.3 Multiplication and Division Instructions 279
7.3.1 Unsigned Integer Multiplication (MUL) 279
7.3.2 Signed Integer Multiplication (IMUL) 281
7.3.3 Measuring Program Execution Times 284
7.3.4 Unsigned Integer Division (DIV) 286
7.3.5 Signed Integer Division (IDIV) 288
7.3.6 Implementing Arithmetic Expressions 292
7.3.7 Section Review 294
7.4 Extended Addition and Subtraction 295
7.4.1 ADC Instruction 295
7.4.2 Extended Addition Example 296
7.4.3 SBB Instruction 298
7.4.4 Section Review 299
7.5 ASCII and Unpacked Decimal Arithmetic 299
7.5.1 AAA Instruction 300
7.5.2 AAS Instruction 302
7.5.3 AAM Instruction 303
7.5.4 AAD Instruction 303
7.5.5 Section Review 303
7.6 Packed Decimal Arithmetic 304
7.6.1 DAA Instruction 305
7.6.2 DAS Instruction 306
7.6.3 Section Review 306
7.7 Chapter Summary 307
7.8 Key Terms 308
7.8.1 Terms 308
7.8.2 Instructions, Operators, and Directives 308
7.9 Review Questions and Exercises 308
7.9.1 Short Answer 308
7.9.2 Algorithm Workbench 310
7.10 Programming Exercises 311
8 Advanced Procedures 314
8.1 Introduction 315
8.2 Stack Frames 315
8.2.1 Stack Parameters 315
8.2.2 Disadvantages of Register Parameters 316
8.2.3 Accessing Stack Parameters 318
8.2.4 32-Bit Calling Conventions 321
8.2.5 Local Variables 323
8.2.6 Reference Parameters 324
8.2.7 LEA Instruction 326
8.2.8 ENTER and LEAVE Instructions 326
8.2.9 LOCAL Directive 328
8.2.10 The Microsoft x64 Calling Convention 329
8.2.11 Section Review 330
8.3 Recursion 331
8.3.1 Recursively Calculating a Sum 331
8.3.2 Calculating a Factorial 333
8.3.3 Section Review 339
8.4 INVOKE, ADDR, PROC, and PROTO 340
8.4.1 INVOKE Directive 340
8.4.2 ADDR Operator 341
8.4.3 PROC Directive 342
8.4.4 PROTO Directive 345
8.4.5 Parameter Classifications 348
8.4.6 Example: Exchanging Two Integers
8.4.7 Debugging Tips 350
8.4.8 WriteStackFrame Procedure 351
8.4.9 Section Review 352
8.5 Creating Multimodule Programs 349
8.5.1 Hiding and Exporting Procedure Names 352
8.5.2 Calling External Procedures 353
8.5.3 Using Variables and Symbols across Module Boundaries 354
8.5.4 Example: ArraySum Program 355
8.5.5 Creating the Modules Using Extern 356
8.5.6 Creating the Modules Using INVOKE and PROTO 359
8.5.7 Section Review 362
8.6 Advanced Use of Parameters (Optional Topic) 363
8.6.1 Stack Affected by the USES Operator 363
8.6.2 Passing 8-Bit and 16-Bit Arguments on the Stack 364
8.6.3 Passing 64-Bit Arguments 366
8.6.4 Non-Doubleword Local Variables 366
8.7 Java Bytecodes (Optional Topic) 369
8.7.1 Java Virtual Machine 369
8.7.2 Instruction Set 370
8.7.3 Java Disassembly Examples 371
8.7.4 Example: Conditional Branch 374
8.8 Chapter Summary 376
8.9 Key Terms 377
8.9.1 Terms 377
8.9.2 Instructions, Operators, and Directives 377
8.10 Review Questions and Exercises 377
8.10.1 Short Answer 377
8.10.2 Algorithm Workbench 378
8.11 Programming Exercises 378
9 Strings and Arrays 381
9.1 Introduction 381
9.2 String Primitive Instructions 382
9.2.1 MOVSB, MOVSW, and MOVSD 383
9.2.2 CMPSB, CMPSW, and CMPSD 384
9.2.3 SCASB, SCASW, and SCASD 385
9.2.4 STOSB, STOSW, and STOSD 385
9.2.5 LODSB, LODSW, and LODSD 385
9.2.6 Section Review 386
9.3 Selected String Procedures 387
9.3.1 Str_compare Procedure 388
9.3.2 Str_length Procedure 389
9.3.3 Str_copy Procedure 389
9.3.4 Str_trim Procedure 390
9.3.5 Str_ucase Procedure 393
9.3.6 String Library Demo Program 393
9.3.7 String Procedures in the Irvine64 Library 395
9.3.8 Section Review 398
9.4 Two-Dimensional Arrays 399
9.4.1 Ordering of Rows and Columns 399
9.4.2 Base-Index Operands 399
9.4.3 Base-Index-Displacement Operands 401
9.4.4 Base-Index Operands in 64-Bit Mode 402
9.4.5 Section Review 403
9.5 Searching and Sorting Integer Arrays 404
9.5.1 Bubble Sort 404
9.5.2 Binary Search 406
9.5.3 Section Review 412
9.6 Java Bytecodes: String Processing (Optional Topic) 413
9.7 Chapter Summary 414
9.8 Key Terms and Instructions 415
9.9 Review Questions and Exercises 415
9.9.1 Short Answer 415
9.9.2 Algorithm Workbench 416
9.10 Programming Exercises 416
10 Structures and Macros 421
10.1 Structures 421
10.1.1 Defining Structures 422
10.1.2 Declaring Structure Objects 424
10.1.3 Referencing Structure Objects 425
10.1.4 Example: Displaying the System Time 428
10.1.5 Structures Containing Structures 430
10.1.6 Example: Drunkard’s Walk 430
10.1.7 Declaring and Using Unions 434
10.1.8 Section Review 436
10.2 Macros 437
10.2.1 Overview 437
10.2.2 Defining Macros 438
10.2.3 Invoking Macros 439
10.2.4 Additional Macro Features 440
10.2.5 Using Our Macro Library (32-Bit Mode Only) 444
10.2.6 Example Program: Wrappers 451
10.2.7 Section Review 452
10.3 Conditional-Assembly Directives 453
10.3.1 Checking for Missing Arguments 454
10.3.2 Default Argument Initializers 455
10.3.3 Boolean Expressions 456
10.3.4 IF, ELSE, and ENDIF Directives 456
10.3.5 The IFIDN and IFIDNI Directives 457
10.3.6 Example: Summing a Matrix Row 458
10.3.7 Special Operators 461
10.3.8 Macro Functions 464
10.3.9 Section Review 466
10.4 Defining Repeat Blocks 467
10.4.1 WHILE Directive 467
10.4.2 REPEAT Directive 468
10.4.3 FOR Directive 468
10.4.4 FORC Directive 469
10.4.5 Example: Linked List 470
10.4.6 Section Review 471
10.5 Chapter Summary 473
10.6 Key Terms 474
10.6.1 Terms 474
10.6.2 Operators and Directives 474
10.7 Review Questions and Exercises 475
10.7.1 Short Answer 475
10.7.2 Algorithm Workbench 475
10.8 Programming Exercises 477
11 MS-Windows Programming 480
11.1 Win32 Console Programming 480
11.1.1 Background Information 481
11.1.2 Win32 Console Functions 485
11.1.3 Displaying a Message Box 487
11.1.4 Console Input 490
11.1.5 Console Output 496
11.1.6 Reading and Writing Files 498
11.1.7 File I/O in the Irvine32 Library 502
11.1.8 Testing the File I/O Procedures 504
11.1.9 Console Window Manipulation 507
11.1.10 Controlling the Cursor 510
11.1.11 Controlling the Text Color 511
11.1.12 Time and Date Functions 513
11.1.13 Using the 64-Bit Windows API 517
11.1.14 Section Review 518
11.2 Writing a Graphical Windows Application 519
11.2.1 Necessary Structures 519
11.2.2 The MessageBox Function 521
11.2.3 The WinMain Procedure 521
11.2.4 The WinProc Procedure 522
11.2.5 The ErrorHandler Procedure 523
11.2.6 Program Listing 523
11.2.7 Section Review 527
11.3 Dynamic Memory Allocation 528
11.3.1 HeapTest Programs 531
11.3.2 Section Review 535
11.4 32-bit x86 Memory Management 535
11.4.1 Linear Addresses 536
11.4.2 Page Translation 539
11.4.3 Section Review 541
11.5 Chapter Summary 541
11.6 Key Terms 543
11.7 Review Questions and Exercises 543
11.7.1 Short Answer 543
11.7.2 Algorithm Workbench 544
11.8 Programming Exercises 544
12 Floating-Point Processing and Instruction Encoding 547
12.1 Floating-Point Binary Representation 547
12.1.1 IEEE Binary Floating-Point Representation 548
12.1.2 The Exponent 550
12.1.3 Normalized Binary Floating-Point Numbers 550
12.1.4 Creating the IEEE Representation 550
12.1.5 Converting Decimal Fractions to Binary Reals 552
12.1.6 Section Review 554
12.2 Floating-Point Unit 555
12.2.1 FPU Register Stack 555
12.2.2 Rounding 558
12.2.3 Floating-Point Exceptions 560
12.2.4 Floating-Point Instruction Set 560
12.2.5 Arithmetic Instructions 563
12.2.6 Comparing Floating-Point Values 567
12.2.7 Reading and Writing Floating-Point Values 570
12.2.8 Exception Synchronization 571
12.2.9 Code Examples 572
12.2.10 Mixed-Mode Arithmetic 574
12.2.11 Masking and Unmasking Exceptions 575
12.2.12 Section Review 576
12.3 x86 Instruction Encoding 577
12.3.1 Instruction Format 577
12.3.2 Single-Byte Instructions 578
12.3.3 Move Immediate to Register 579
12.3.4 Register-Mode Instructions 580
12.3.5 Processor Operand-Size Prefix 581
12.3.6 Memory-Mode Instructions 582
12.3.7 Section Review 585
12.4 Chapter Summary 585
12.5 Key Terms 587
12.6 Review Questions and Exercises 587
12.6.1 Short Answer 587
12.6.2 Algorithm Workbench 588
12.7 Programming Exercises 589
13 High-Level Language Interface 593
13.1 Introduction 593
13.1.1 General Conventions 593
13.1.2 .MODEL Directive 595
13.1.3 Examining Compiler-Generated Code 597
13.1.4 Section Review 602
13.2 Inline Assembly Code 602
13.2.1 __asm Directive in Visual C++ 602
13.2.2 File Encryption Example 605
13.2.3 Section Review 608
13.3 Linking 32-Bit Assembly Language Code to C/C++ 609
13.3.1 IndexOf Example 610
13.3.2 Calling C and C++ Functions 613
13.3.3 Multiplication Table Example 615
13.3.4 Section Review 618
13.4 Chapter Summary 619
13.5 Key Terms 620
13.6 Review Questions 620
13.7 Programming Exercises 620
14 16-Bit MS-DOS Programming 622
14.1 MS-DOS and the IBM-PC 622
14.1.1 Memory Organization 623
14.1.2 Redirecting Input-Output 624
14.1.3 Software Interrupts 625
14.1.4 INT Instruction 626
14.1.5 Coding for 16-Bit Programs 627
14.1.6 Section Review 628
14.2 MS-DOS Function Calls (INT 21h) 628
14.2.1 Selected Output Functions 630
14.2.2 Hello World Program Example 632
14.2.3 Selected Input Functions 633
14.2.4 Date/Time Functions 637
14.2.5 Section Review 641
14.3 Standard MS-DOS File I/O Services 641
14.3.1 Create or Open File (716Ch) 643
14.3.2 Close File Handle (3Eh) 644
14.3.3 Move File Pointer (42h) 644
14.3.4 Get File Creation Date and Time 645
14.3.5 Selected Library Procedures 646
14.3.6 Example: Read and Copy a Text File 647
14.3.7 Reading the MS-DOS Command Tail 649
14.3.8 Example: Creating a Binary File 651
14.3.9 Section Review 654
14.4 Chapter Summary 655
14.5 Key Terms 657
14.6 Programming Exercises 657
15 Disk Fundamentals 659
15.1 Disk Storage Systems 659
15.1.1 Tracks, Cylinders, and Sectors 660
15.1.2 Disk Partitions (Volumes) 662
15.1.3 Section Review 663
15.2 File Systems 663
15.2.1 FAT12 664
15.2.2 FAT16 664
15.2.3 FAT32 665
15.2.4 NTFS 665
15.2.5 Primary Disk Areas 666
15.2.6 Section Review 667
15.3 Disk Directory 667
15.3.1 MS-DOS Directory Structure 668
15.3.2 Long Filenames in MS-Windows 671
15.3.3 File Allocation Table (FAT) 673
15.3.4 Section Review 673
15.4 Reading and Writing Disk Sectors 674
15.4.1 Sector Display Program 675
15.4.2 Section Review 679
15.5 System-Level File Functions 680
15.5.1 Get Disk Free Space (7303h) 680
15.5.2 Create Subdirectory (39h) 683
15.5.3 Remove Subdirectory (3Ah) 684
15.5.4 Set Current Directory (3Bh) 684
15.5.5 Get Current Directory (47h) 684
15.5.6 Get and Set File Attributes (7143h) 685
15.5.7 Section Review 685
15.6 Chapter Summary 685
15.7 Key Terms 687
15.8 Programming Exercises 687
16 BIOS-Level Programming 689
16.1 Introduction 689
16.1.1 BIOS Data Area 690
16.2 Keyboard Input with INT 16h 691
16.2.1 How the Keyboard Works 691
16.2.2 INT 16h Functions 692
16.2.3 Section Review 696
16.3 Video Programming with INT 10h 697
16.3.1 Basic Background 697
16.3.2 Controlling the Color 699
16.3.3 INT 10h Video Functions 701
16.3.4 Library Procedure Examples 713
16.3.5 Section Review 713
16.4 Drawing Graphics Using INT 10h 714
16.4.1 INT 10h Pixel-Related Functions 715
16.4.2 DrawLine Program 716
16.4.3 Cartesian Coordinates Program 718
16.4.4 Converting Cartesian Coordinates to Screen Coordinates 720
16.4.5 Section Review 721
16.5 Memory-Mapped Graphics 722
16.5.1 Mode 13h: 320 * 200, 256 Colors 722
16.5.2 Memory-Mapped Graphics Program 724
16.5.3 Section Review 727
16.6 Mouse Programming 727
16.6.1 Mouse INT 33h Functions 727
16.6.2 Mouse Tracking Program 732
16.6.3 Section Review 737
16.7 Chapter Summary 738
16.8 Programming Exercises 739
A MASM Reference 741
B The x86 Instruction Set 763
C BIOS and MS-DOS Interrupts 797
D Answers to Review Questions
(Chapters 14–16) 807
Glossary 816
Index 828
· · · · · · (收起)