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中华网络安全联盟 作者：佚名 来源：网络转载 时间：2006-3-21
汇编语言的艺术（组合语言的艺术）--准备工作： 第一节 系统
一、系统之选择
只因真正瞭解电脑的人太少，迷信名气的结果，使得 IBM PC/AT占有了市场。为求电脑普及应用，我们唯有因陋就简，针对 IBM PC/AT及其兼容系统，作进一步的分析和说明。
尽管使用 80486 CPU的微电脑已问世，我个人认为以其造价及功能而言，并不符合效率法则。在从事艺术工作的立场，价值的高低，与所采用的材料没有绝对的关系。更何况我们正要证明，利用组合语言的制作技巧，能够使功能不高的微电脑发挥最大的边际效益。故本书仅以8088 CPU指令为研讨对象，至于程式应用在什么机型，就不在本书的考虑范围内了。
二、目录及磁盘
假定读者为有经验的程式师，且电脑为 IBM PC/XT/AT。 则在着手制作程式之初，应该先将系统准备妥当。即所谓「工欲善其事，必先利其器」，如果未能注意到下面所提的细节，仅仅制作一、两个程式尚可应付。待工作量一大，程式渐渐增多，不是某些程式找不到，就是找到了也不能一目瞭然。结果是心烦意躁，马马虎虎，另外再写一个，勉强应付了事。
硬盘空间较大，应行注意的事相对的也较多。首先应妥善规划好目录及子目录的分类及应用方式，否则每当要找一个档案时，往往有大海捞针之叹。再不然，在修改程式时，如果将不同的版本放在一起，一定会张冠李戴，错误百出。
每位程式师都应该有自己的目录，而且每个不同的整套档案都应有不同的子目录，这样方能明确的分辨以及应用。而最有效率的方法是，在每一子目录中，档案数不宜太多，且仅存放在同一工作项目下所需要的程式。
一旦硬盘坏了，所有贮存资料均将付诸流水。为了安全，一定要用软盘备份。最好每天复制一次，虽然每次复制，相当麻烦，但是万一程式被毁坏，那种损失是无从估计的。
最好的方法，是制作一个专门复制的工具，一般用 .bat 应用程式，每天工作完毕，只要执行一次即可。
三、应用工具
程式写作是为了控制电脑运作，应用工具则是将程式师的观念和理解转化为能够连续执行的指令。因此，市面上的应用工具虽多，却不见得对程式的写作有所助益。下面列了几种，只要运用纯熟，绝对够用了。
程式写作：EDLIN ，PE II，WS等。
程式编译：masm.exe
早期 (1.25) 版本容许较多的「外界标题」，即external label，但该版本仅限用于8088指令，较宜大型程式处理。
4.0 以前的版本，于档案开始时，可用.xcref以产生标题及缓冲器的位址对照表。但后期的版本会发生错误，不能再用。
程式联接：link.exe
早期的版本对 segment public 'xxxx' 有些规定，但 3.0以后，除了对code及 data 有效外，其他如 byte 及 word 等皆无作用。
程式侦错：debug.exe 或 symdeb.exe 及 mapsym.exe
后两者为套件，必须另购。其优点为在侦错过程中，可以使用原程式中的标题名称，且可设「断点」等，侦错方便，功能较强。
系统处理：pctools.exe 是 dos下很有用的工具，可以作档案管理，也可用来直接修改程式机器码。此外，连机时可以用ll.exe 或xtalk.exe等。尤其是系统程式的侦错，经常需要用联机的方式，以另一台微电脑作为监视器。
这些工具应统一放在 \dos 子目录中，且须在系统之自动执行程式(autoexec.bat)里，先设妥优先通道(path)如：
1：PATH=\DOS；
是则，不论在哪一个子目录中，前述之工具皆可使用。
四、简化名称
前述各种工具，在程式侦错过程中使用频繁，为了应用上的方便，如果能少输入一些字符，不仅节省时间，且可避免错误。令用者在惯性反应下，得以集中精神，思考其他细节。
简化名称是最简单的方法，最好只用一个字母，由于长度相等，其后面的档案名称，就可以利用系统所提供的“F3”「复制上行」功能，不必再行输入。
是以：edlin.com 改为 e.com
masm.exe 改为 m.exe
link.exe 改为 l.exe
debug.exe 改为 d.exe
symdeb.exe 改为 s.exe
例如：在完成一个程式后，若要汇编，只要改第一个字母即可。
c:\>e myfile.asm ( 原来在系统中输入的字符 )
此时仅输入“Ｍ”，再按“F3”键，立即变为：
c:\>m myfile.asm
此外，如不需 .lst 等档案，则再加一“;”即可。
c:\>m myfile.asm;
“Ｌ”及“Ｄ”等同样都可依循上面的方法，看来是雕虫小技，但实际上所节省的时间及精力却不同凡响。
五、参考资料
除专门性的资料外，程式师应该备妥各种有关输出、入，各种周边设备的参考资料或手册等，以便随手查阅。
最重要的是软件参考手册 MS-DOS Software Reference，其中有各种中断命令的使用规格。唯应注意的，是有一些中断功能与IBM BIOS相同，我建议读者不要使用这些中断，因其调用过程中，要借道BIOS，会使速度减慢。
其次为 IBM Programmer's Manual 的BIOS中断规格， 是处理所有周边设备必需的工具。
正因为它涉及周边设备，在设计中文系统时，输出入、显示及列印等功能都有待修改，这本手册更须彻底瞭解。
此外还有键盘的输入码表，也是编程必备的资料，本书附录三即为简要的码表介绍。
如果是编写应用程式，上述的资料已足够应付，但若涉及系统，则尚需瞭解系统的记忆空间安排，下表为 IBM微电脑的记忆区结构。各种厂牌设计理念虽有差别，但大同小异。
系统段 位 址 机 能 用 途
┌──────────────┐
0000 0000H │中断调用表 │
├──────────────┤
0000 0500H │DOS 及系统操作区 │
├──────────────┤
0000 4C00H │周边控制程式 │
├──────────────┤
0000 5400H │COMMAND 运用 │
├──────────────┤
0000 0E0A0H │使用者操作空间 │
├──────────────┤
000A 0000H │萤幕缓冲区(VGA) │
├──────────────┤
000B 0000H │萤幕缓冲区(CGA,EGA) │
├──────────────┤
000C 0000H │EMS 记忆体扩充区 │
├──────────────┤
000F 0000H │ROM BIOS 程式区 │
└──────────────┘
上述之系统段，调入段暂存器中时，原来的 000AH应该是0A00H，余同。
又使用者操作空间的起始点，因各家设计而异。
第二节 应用工具的制作
一、联接目标档（OBJ Files）
程式完成以后，相互间的联结，越大越难，有时是结构的改变，有时是档名的变动。不论什么因素，在在都需要加以维护，而且对工作效率关系重大。
因此，需先建立一个 do.bat 的执行档，其内容为：
1：LINK/M @XXXX
此 XXXX 为一记录档，其中记载所有需联结的目标档名，如果有任何异动，直接更改此档即可。
在联结时，执行 DO 即可。
例如：要制作 draw.exe 档，已有 dr1.obj .. drn.obj 以及dr-seg.obj 等档，则此 xxxx 档内容应为：
1: DR-SEG+
2: dr1+dr2+.. drn
3: DRAW,DRAW，,
在执行 do 后，如果没有错误，所产生的 draw.exe 以及draw.sym 即可供测试。
也可在第三条后加入：
4: symdeb (或仅用 ｓ）draw.exe draw.sym
似此，在发展初期，立即可以测试。如果不需再次联结，将第四条另外作一 .bat 档，随时执行亦可。
另外有一点需要注意的是，为了要让可执行的程式由指定的起点开始，应在原始档 .asm 的结束格式标记‘end ’后，加一起点的标题名称。
此标记不论有多少，联接目标档时，会以第一个找到的标题为唯一的入口。如果程式很多，参与工作的程式师也多，在分开测试时，经常使用自己的入口，一旦联接在一起，就可能发生错误。
解决的方法是由负责联接的程式师，事先准备好前述XXXX记录档，将带有入口标记的程式放在最前面即可。当然，将其他程式标记后的标题删除亦可，但不如前法效率高。
二、目标档侦错及工具
在使用 debug时，因为名称简短，用法也简单。若使用「标题侦错」symdeb.exe则不然，因为首先要生成.map档，测试时，输入文字也较多。对不断使用的人来说，难免嫌烦。简化的方法，是先制作执行档：s.bat 及 sm.bat
s.bat 是专供指定程式侦错用，内容为：
1：symdeb %1.sym %1.exe
这是指已经有了原档的 .map 时，如果程式刚联接完毕，且在联接档中，没有生成 .map 的语句，则应制作 sm.bat 如下：
1：mapsym %1.map
使用「标题侦错」工具有很多优点，其功能较 DEBUG强得多。但是使用者必须注意，需要测试的标题，应该在程式中宣告PUBLIC，否则无法直接跳到该处。
尚有些特殊效果的程式，也应备妥测试的工具，甚至以利用「监视器」的方式，用另外一台电脑来控制。有一些通讯软件，如 xtalk加上symdeb.exe，通过串行埠（serial port ）可以联机调试，其手续如次：
1,先在待调程式的主机上输入通讯指令：
C:\>MODE COM1:9600,N,8,1
c:\>symdeb myfile.exe
2,再于已与主机经串行埠联接的副机上输入：
C:\>XTALK
进入指令输入状态，再输入：
C:\>SP
表示设定传输速度，一般多采用9600，但视主机而定。
C:\>9600
最后，输入操作指令：
C:\>GO LO
表示用区域网络，即串行埠口。
这时等待联机成功的讯号，见到萤幕上出现“－”，即可 开始侦错。
3,在主机方面，尚要输入：
C:\>=COM1 ( 或COM2，端视双方的通讯口而定 )
4,至于侦错方式，与利用一台电脑时相同，只是此时在主机上出现的是执行后的结果，而由副机控制侦错步骤。
第三节 分类定义
一、段名（Segment Name）定义
对段名多于一个的程式，最好先有一个定义段的程式，以DRAW为例，假定程式为两段，一为控制程式段，一为绘图程式段。资料分为三段，一为应用资料，一为参考资料，以及制作资料。此外还有一资料索引段，合计有六个段。
兹建议，在通用的基础上，简化段名，将段分类如下：
程式段 (CODE SEGMENT) 定名为 CG
资料段 (DATA SEGMENT) 定名为 DG
索引段 (INDEX SEGMENT)定名为 IG
记忆段 (MEMORY SEGMENT) 名为 MG
特设段 (EXTRA SEGMENT)定名为 EG
堆栈段 (STACK SEGMENT)定名为 SG
当各段超过一组时，则再加数字以区分之。
如在 dr-seg.asm 中，可设为：
1: TITLE SEGMENT DEFINITION OF PROGRAM ‘DRAW’
2: CG1 SEGMENT PUBLIC
3: CG1 ENDS
4: CG2 SEGMENT PUBLIC
5: CG2 ENDS
6: DG1 SEGMENT PUBLIC
7: DG1 ENDS
8: DG2 SEGMENT PUBLIC
9: DG2 ENDS
10: DG3 SEGMENT PUBLIC
11: DG3 ENDS
12: IG SEGMENT PUBLIC
13: IG ENDS
14: END
在 SEGMENT PUBLIC 之后，有多种表示方式：
SEGMENT PUBLIC XXXX
XXXX=CODE 表示为程式段，在联接时，属程式的段与段前后衔接。两段程式之间，以 000H 填充至「节」( 每十六个字元为一「节」 )之首位。
XXXX=DATA 表示资料段，在联接时同上。
如果程式师为了某种原因，必须严格控制程式之位置及长度时，不宜使用上述两种方式。
最简单之陈述方式，即在 SEGMENT PUBLIC之后，保持空白。
XXXX=BYTE 表示程式联接后，各程式之间紧密接合，不留空位。这种方法，有利于程式精简。
XXXX=WORD 表示程式联接后，各程式之间紧密接合，但在后面的程式必然由双数位起。
又如在 XXXX 前后加以引号如：
SEGMENT PUBLIC 'XXXX'
此一宣告，用以通知汇编程式各段的顺序及定义。因此在编写程式时，只要使用的段名及定义与本档相符，不管将各段安排在程式任一位置，都不致发生错误。
‘XXXX’与本段程式的排列顺序有关，在联接时，先将引号中的字串排序妥当，各程式即依此顺序排列之。
也就是说，凡是使用了引号，则程式联接的顺序，即以在引号中字串，于联接时出现先后为顺序。
单一程式档的错误不难测知，但若各段之间发生错误，对经验不足的程式师，将有无从下手之虞，不得不慎！
一般说来，在联接时，最令人头痛的错误讯息为：
'fixup overflow at nnnn..'
不论其错误提示内容如何，此种错误的发生，多半是因为段与段之间的标题、缓冲器或是暂存器的使用发生了混淆，联接程式得不到正确的信息所致。
解决方法是在第一个错误讯息出现时，立刻以‘Ctrl_C’停止汇编，记下第一个讯息，再在原程式中，找到该位置，（多半为一标题位置）在此标题之前，一定会发现与「段」有关的错误。
二、原始档（Source File）档名定义
在共同设计大型模组时，程式师间的默契，全赖事先相互约定。否则程式越大，所面临的困难将越多，经常耗时费事，甚至最后功败垂成。
因此，在设计之初，必须妥善规划，将一应有关的档案、名称、功能等，皆明确地加以定义。参与设计的程式师，更必须严格遵守，方能得心应手。
原始档名的定义，其目的有三：
1,代表程式设计者：当制作的程式甚多时，一见档名，就应能分辨出各个程式的设计人。再如某程式师所编程式在一 个以上，则应在其本人代码之后，加一数字编号。这样，遇有任何问题，立即可以找到来处，进行追踪。
2,代表程式功能：每当联结后发生问题时，应能由档名查知问题所在，故每种功能宜给予适当的名称。
3,代表联结的关系：除了功能外，有时尚须表示各程式之间的联结关系。如某一程式必须安排在另一程式之前或后，亦应在档名最后，以数字表示顺序。
若参与的程式师不超过廿人，则以一字元为限，各人事先选定一个字母，作为档案名称的第一字元。第二字元则视该程式师是否编写一个以上的程式而定，是则取一数字代表之，若无则免。
功能以三到六字元为宜，能统一长度将更为方便，余下一字元留供数序用。
例：程式师代号为‘Ｃ’，本程式之编号为3，功能为‘DRAWS’，此外并无联结关系，则其名应为：
cdraws3.asm
三、标题定义
程式在整理或测试时，最大的困扰，是寻找某一个标题的出处或功能。如果在同一档中，尚可利用cref.exe，列印出一份对照表来；如果不知道出自哪一个档案，在众多的程式中，就只有望洋兴叹了。
至于功能，如名称定得太长，不仅输入、修改不便，而且会使得程式看来杂乱无章，令人眼花撩乱。如果定得太简单，或各人任意定名，则难以理解。
所以，标题定名之重要性，不下于程式之写作。尤其是在参与人数众多时，标题不仅要统一，而且要能代表所有必备的讯息。
标题所代表的讯息有：
A x x x x x x x x
│└┬┘└┬┘└── 分支代号
│ │ └──── 延伸定义
│ └─────── 功能名称
└───────── 程式出处
1,程式出处：如果很多人同时参加一个计划，而某程式师仅写了一个程式，此定义即为该程式师之代码。否则尚要附 加编号，以便随时可查到。即使只有一个人写作程式，程式可能不断扩大，为了制作的方便，或为了模组的分割，常有必要将程式分到其他档中。因此，一段程式究竟出自于哪一个档案，全赖标题表明，以便能迅速地找到。
程式出处一般用一个字母即可，如前述第一个字母Ａ代表此段程式来自编号为Ａ的原始档；或属于以Ａ为代号程式师的程式。
2,功能名称：除若干已知会用到的功能可以事先定义外，其余的多半是在发展过程中，针对需要而产生。对功能定义千万不要掉以轻心，一个程式的再利用价值，常与其功能定义息息相关，明确的定义，可以令人对其功能及应用方式一目瞭然。
功能名称长度以三个字母为宜，太长则输入费时，尤其是国人不见得个个英文了得，与其写错，不如藏拙。
如：DSP 表示萤幕显示功能
PRN 表示列印功能
KIN 表示键盘输入功能
3,延伸定义：若功能相同的程式过多，2,中的定义方式难以分辨，则可再加一延伸定义。
如：DSPDOT表示显示点阵
PRNCHI表示列印中文
KINASC表示输入 ASCII 字符
4,分支代号：在程式中常有分支，分支代号最理想是由小而大，依序安排。但由于写作时常难以预知后情，故宜先留空号，以便扩充。
如：DSPDOT10
PRNCHI06
KINASC24
四、缓冲器定义
B x x x x x x x
││└┬┘└┬┘
││ │ └─── 延伸定义
││ └────── 功能名称
│└──────── 类型
└───────── 缓冲器保留字
第一个字母规定用‘Ｂ’，为缓冲器保留字。
第二个字母定义其类型:
Q=QWORD 如:BQxxxx 缓冲器长度为８字元。
D=DWORD 如:BDxxxx 长度为４字元。
W=WORD 如:BWxxxx 长度为２字元。
B=BYTE 如:BBxxxx 长度为１字元。
S=STRING 如:BSxxxx 不限长度，但限BYTE型。
O=ORIGINAL 如:BOxxxx 表不可破坏的原始资料。
F=FLAG 如:BFxxxx 用作旗号。
第二字母以后所采用功能或延伸定义，与三、2，3相同。此外，所有缓冲器皆应统一设在缓冲器专用程式中，若系临时使用，或尚未正式联接，亦应设在各程式之首，以便于查阅、修改。
第四节 统一格式
一、格式统一之优点
不论采用何种程式语言，凡是共同工作、须相互研讨，或者在同一部门中，分担成败责任者，应该有统一的程式写作方式。这样不仅便于沟通，提高程式的品质，且可避免因某一程式师之离职或出缺所造成的后遗症。
良好的程式，应如一篇美妙的文学作品，其中有技巧，有意境。其功能不仅表现在执行的效率上，也可以作为同行间学习、欣赏的媒介，这些都必须透过统一的格式达成。
尤其是把组合程式写作当作一种艺术创作，就必须经常相互观摩，如果没有共通的格式规定，则这样的程式和「天书」可以说没有多大的分别。不论注释写得再好，一般程式师自己都怕看自己的程式，更何况参阅他人的? 但若有统一的格式，养成习惯后，不仅易看易懂，而且寻找、修改方便，写作也轻松省事。
二、规格
1,统一用大写字母，以利于阅读。
2,空格处应采用 TAB，齐头等距，一目瞭然。
3,标题之后立即改行输入，以便阅读。
4,每行不得超过70个字母，以免长度不等，画面紊乱。
5,注记位于指令后，在第五个 TAB的起点，空间不足时，可换行，但位置齐一。
6,所有缓冲器统一定义在程式之前，不可夹杂在程式中间。
7,除了需要作超过程式段的FAR CALL使用‘PROC FAR’外，切勿使用‘PROC NEAR ’形式，因这种写法毫无意义。
8,程式开始时，应有注记说明使用要点。
以下举例说明统一格式：
1: PAGE 60,132
2: TITLE [程式名],[程式师代号],[编号],[功能说明]
3:
4: DG SEGMENT PUBLIC
5: extrn bwsca1:word,..
6: DG ENDS
7:
8: ..
9: ..
10: ..
11:
12: CG SEGMENT PUBLIC
13: extrn mmmm:near,..
14: ..
15: public xxxx,yyyy,..
16: ASSUME CS:CG,DS:DG,ES:DG
17: ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
18: ; REM ………… ;
19: ; …………………. ;
20: ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
21: START:
22: CLD
23: MOV AX,DG
24: MOV DS,AX
25: ..
26: ..
27: ..
28:
29:CG ENDS
30: END START
第一条的 PAGE 是供列印用的「保留指令」，表示每页所印的行数及列数。其后之 60,132 即为60行， 132个字符。
第二条的 TITLE 为供查阅之「保留指令」。
前述REM 注记栏中，应说明该段程式的功能、应用条件，以便其他程式师共同使用。
三、注记
注记的目的在于日后自己或他人能很容易地做程式修改、维护。因此所做描述当力求详尽。不幸的是，不论多么精彩的文句，总有不足之处。因此，注记时需把握重点，大体说来，程式需加以说明的，不外：
1,功能：做什么工作，需要何种先决条件。
2,参数：设些什么数据，以供本段程式处理。
3,缓冲器：用什么缓冲器，其工作特性如何。
4,结果：执行后所产生的结果。
5,子程式调用：在本段程式中，所需调用的子程式名。
6,重要声明：如暂存器是否被破坏，或其他注意的事项。
如：
【功能】：读键盘缓冲区输入码，依性质返回ASCII＋扫
瞄码或中文内码
【参数】: AH = 00H
【返回】: 11AL< 80H，AH = 扫瞄码，AL = ASCII
12AL≧80H，AL = 四字元中文内码之一
【破坏暂存器】：AX
【备注】：以本功能取中文内码，须连取４次，依序得
到一中文４字元内码。
当然，如果时间充足，最好能有程式的全部说明，以及制作、修改的细部记录。
问题在于任何程式发展之初，一定乏善可陈。再加上不断的修改、增补，其间变化复杂无比。程式师又要全神贯注，解决问题，又要考虑如何注记，一心两用，必然谈不到效率。
那么怎样做才对呢？我建议先让程式师自由发挥，在初期有无注记无关紧要。待程式完成了，大致上没有错误，这时，就应该停下来，从头到尾，将程式彻底整理一番。
这样不仅加注记容易，而且程式师有机会重新「欣赏」自己的心血结晶，该改的改，该合并的合并，该删的删。最后，程式师经过反思，研究，技术将会大幅度进步，程式更精简，注记也正确无误，工作也达到最高效率。 |
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