Windows环境下32位汇编语言程序设计
Win32汇编语言-体系结构1.
2018/9/15 7
IA-32CPU工作模式
实地址模式（Real-address Mode）
实现8086处理器的程序设计环境 所有的Intel处理器都是从实地址模式引导的
保护模式（Protected Mode）
处理器的主要状态
虚拟8086模式
（Virtual-8086 Mode）
EDX数据寄存器：乘除运算、I/O指令中特指端口 地址
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2018/9/15
变址寄存器
变址寄存器常用于存储器寻址时提供地址
ESI源变址寄存器 EDI目的变址寄存器
变址寄存器不可分割成8位寄存器。作为通 用寄存器，也可存储算术逻辑运算的操作 数和运算结果。 串操作类指令中，ESI和EDI具有特定功能， SI和DI分别与DS和ES联用
2018/9/15
5
Intel微处理器发展
IA-32
IA-64（安腾） 奔腾4 奔腾III
奔腾II 奔腾 80486 80386 80286 8086
摩尔定律(Moore's Law) 摩尔定律是指IC上可容纳的晶体 管数目，约每隔18个月将会增加 一倍，性能也将提升一倍！
6
4004
2018/9/15
基本单位是字节B。
更大的容量单位有
KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（千兆字节） TB（兆兆字节）
2018/9/15
4
微处理器（CPU）
微处理器是微机的硬件核心 主要包含指令执行的运算和控制部件，还 有多种寄存器 对汇编程序员来说，微处理器抽象为以名 称存取的寄存器 课程以Intel 32位微处理器为主体学习32位 汇编语言程序设计
(完整)32位汇编语言程序设计17稿b
计算机科学与信息工程学院
2020/2/11
赵建州
1
前言
《32位汇编语言程序设计》是计算机软件课 程。也是Байду номын сангаас算机专业学生的必修课程，与其
他程序设计语言相比，汇编语言对机器的硬
件层封装最少，在操作系统的控制下允许程
序员最大限度地直接访问计算机硬件。汇编
语言从语言的角度逼真地描述了微处理器的
2020/2/11
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例3：合法的标识符和非法的标识符
（1）合法的标识符
addtion big first last
a1
s1 small Small
（2）非法的标识符 %a1 5s AL s[1]
2020/2/11
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1.6 汇编语言程序格式
program 程序名； <<各种数据段声明>>
begin 程序名； <<程序指令序列>> // 代码段
end 程序名；
2020/2/11
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程序中的program,begin,end 是汇编语言的 保留字。程序名要按标识符取名。声明段用 来声明各种变量、常量为它们赋予初值；还 用来声明过程。begin和end之间是代码段。
汇编语言提供了输入输出标准库，为了使用 输入输出标准库，必须在程序开始用包含语 句把标准库的头文件"stdlib.hhf"包含到程序 中来。
&& || <= >= <> != == := ..
2020/2/11
10
例2：专用符号举例 mov( &data , eax ); stdout.put( " 32位汇编语言", nl ); stdout.put("pi=",pi:10:3, nl ); stdout.put( $6f, nl ); stdout.put( % 10101010, nl );
WIN32汇编
Windows版本我们也可以建一个Windows版的Hello World！程序。
将下面的代码粘贴到文本编辑器中并保存为“Hellow.asm”。
.386.model flat, stdcalloption casemap :noneinclude \masm32\include\windows.incinclude \masm32\include\kernel32.incinclude \masm32\include\user32.incincludelib \masm32\lib\kernel32.libincludelib \masm32\lib\user32.lib.dataHelloWorld db "Hello World!", 0.codestart:invoke MessageBox, NULL, addr HelloWorld, addr HelloWorld, MB_OKinvoke ExitProcess, 0end start现在，再次打开命令行并进入到保存“Hellow.asm”的目录里。
输入"\masm32\bin\ml /c /Zd /coff hellow.asm"。
然后再输入“\masm32\bin\Link /SUBSYSTEM:WINDOWS hellow.obj”，注意参数中的subsystem选项又原来的CONSOLE替换成了WINDOWS。
这个程序将会弹出一个对话框来显示“Hello World！”。
Windows版本和控制台版本仅仅有3行代码不同。
首先两处更改的是为了我们现在能使用MessageBox函数来替换之前的StdOut，必须加入user32的包含文件和库文件。
第三个改变就是使用MessageBox函数来替换StdOut函数。
完了，就这些。
ADDR vs OFFSET在我们的Hello World！例子中，我们使用了‘addr’来获取“Hello World”字符串的地址。
32位汇编语言程序设计部分课后习题答案
3.1 简答题-1
（1）如何修改“MOV ESI, WORD PTR 250”语句使其 正确？
• 删除“WORD PTR”即可
（2）为什么说“XCHG EDX,CX”是一条错误的指令？
32位汇编语言习题解答
课件制作： 钱晓捷
钱晓捷，32位汇编语言程序设计，机械工业出版社
第1章习题：汇编语言基础
1.1 简答题（1、3、6、7、8） 1.2 判断题（1、6、7、8、9） 1.3 填空题（3、4、5、7、10） 1.9、1.13、1.15、1.16
1.1 简答题-1
（1）哪个处理器的指令系统成为Intel
• 没有
（8）汇编语言的标识符大小写不敏感意味着什么？
• 表示字母大小写不同、但表示同一个符号
4
习题解答
1.2 判断题
1）EAX也被称为累加器，因为它使用最频繁。
• 对，EAX中的A来自英文累加器（Accumulator）
6）处理器的传送指令MOV属于汇编语言的执行性语句
•对
7）汇编语言的语句由明显的4部分组成，不需要分隔 符区别。
13,10
byte
'---+-------------------------------',
13,10
byte '20 |',20h,20h,21h,20h,22h,20h,23h,20h,
24h,20h,25h,20h,26h,20h,27h,20h,28h,20h,29h,20h
byte 2ah,20h,2bh,20h,2ch,20h,2dh,20h,2eh,20h,
• 寄存器寻址，立即数寻址
（9）已知ESI＝04000H，EBX＝20H，指令“MOV EAX, [ESI+EBX*2+8]”中访问的有效地址是__________。
第七章 Win32汇编语言-IA-32ASM高级编程
计算机学院信息安全系
mov ecx,100 xor eax,eax lea ebx, array .repeat .if sword ptr [ebx] >= 0 add eax,[ebx] .else .break .endif inc ebx inc ebx .untilcxz mov result, eax
2012-6-10
; sum3.asm .386 .model flat, stdcall
.code sum3 proc v1, v2, v3 mov eax, v1 add eax, v2 add eax, v3 ret sum3 endp end ；不上述文件相似
10
;调用库测试: ;Test33_2.asm .386 .model flat, stdcall include windows.inc include kernel32.inc include masm32.inc include debug.inc includelib kernel32.lib includelib masm32.lib includelib debug.lib
计算机学院信息安全系
求1～100乊和 ;WHILE结构 xor eax, eax mov ecx,100 .while ecx!=0 add eax,ecx dec ecx .endw mov sum,eax ;UNTIL结构 xor eax, eax mov ecx,100 .repeat add eax,ecx dec ecx .until ecx==0 mov sum,eax
2012-6-10
21
宏的定义
MACRO和ENDM是成对出现的关键字，分别表示宏定义的 开始和结束；
《32位汇编语言程序设计》PPT 第3章
29
第3章 通用数据处理指令
进位标志CF（Carry Flag）
• 当加减运算结果的最高有效位有进位（加法）
或借位（减法）时，进位标志置1，即CF＝1； 否则CF＝0
• 针对无符号整数，判断加减结果是否超出表达
范围
N个二进制位表达无符号整数的范围：
0～2N-1
8位：0～＋255
16位：0～＋65535
STI 置位中断标志：IF←1，允许可屏蔽中断
27
第3章 通用数据处理指令
• 算术运算
3.2 算术运算类指令
对数据进行加减乘除
基本的数据处理方法
加减运算有“和”或“差”的结果外，还有进借
位、溢出等状态标志，也是结果的一部分
• 注意算术运算类指令对标志的影响
掌握：加法和减法指令
熟悉：乘法和除法指令
• 先将ESP减小作为当前栈顶
• 后将源操作数(立即数、通用寄存器和段寄存器内容
或存储器操作数)传送到当前栈顶
• 以字或双字为单位操作
进栈双字量数据时，ESP减4
push eax
进栈字量数据时，ESP减2
示意图
14
第3章 通用数据处理指令
2. 出栈指令POP
POP r16/m16/seg
① r16/m16/seg＝SS:[ESP] ② ESP＝ESP＋2
• 十六进制表达：AA＋7C＝[1]26
• 转换成十进制数：170＋124＝294＝256＋38
• 产生进位：CF＝1
进位1表达256
31
第3章 通用数据处理指令
溢出标志OF（Overflow Flag）
mov ecx,[edi]
;ECX＝41424344H
Win32汇编教程
Win32汇编教程之一Win32汇编的环境和基础--------------------------------------------------------------------------------1.32位环境简介在Dos下编汇编程序，我们可以管理系统的所有资源，我们可以改动系统中所有的内存，如自己改动内存控制块来分配内存，自己修改中断向量表来截获中断等，对其他操作也是如此，如我们对键盘端口直接操作就可以把键盘屏蔽掉，可以这样来描述Dos系统：系统只有一个特权级别，在编程上讲，任何程序和操作系统都是同级的，所以在Dos下，一个编得不好的程序会影响其他所有的程序，如一个程序把键盘口中断关掉了，所有程序就都不能从键盘获得键入的数据，直到任何一个程序重新打开键盘为止，一个程序陷入死循环，也没有其他程序可以把它终止掉。
Dos下的编程思路是“单任务”的，你只要认为你的程序会按照你的流程一步步的执行下去，不必考虑先后问题（当然程序可能会被中断打断，但你可以认为它们会把环境恢复，如果中断程序没有把环境恢复，那是他们的错）。
在内存管理方式上，Dos汇编和Win32汇编也有很多的不同：Dos工作在实模式下，我们可以寻址1M的内存，寻址时通过段寄存器来制定段的初始地址，每个段的大小为64K，超过1M的部分，就只能把他作为XMS使用，也就是说，只能用作数据存放使用而无法在其中执行程序。
而Windows 在保护模式下执行，这里所有的资源对应用程序来说都是被“保护”的：程序在执行中有级别之分，只有操作系统工作在最高级--0级中，所有应用程序都工作在3级中（Ring3)，在Ring3中，你无法直接访问IO端口，无法访问其他程序运行的内存，连向程序自己的代码段写入数据都是非法的，会在Windows的屏幕上冒出一个熟悉的蓝屏幕来。
只有对Ring0的程序来说，系统才是全开放的。
在内存方面，Windows使用了处理器的分页机制，使得对应用程序来说，所有的内存都是“平坦”的，你不必用一个段寄存器去指定段的地址，因为在保护模式下，段寄存器的含义是不同的（可以参见80386手册方面的书籍），你可以直接指定一个32位的地址来寻址4GB的内存。
最新32位PC机汇编程序设计
2.2 寻址方式
32位的指令寻址包括数据寻址和程序 转移寻址。现介绍如下：
1、非存储器的数据寻址方式示例
（1）立即寻址 MOV EAX,19461201H; 19461201H->EAX
与16位寻址相似。
（2） 寄存器寻址 MOV EAX,ECX ;ECX->EAX
与16位寻址相似
2、 存储器的数据寻址方式示例
段内转移是指程序在同一段代码内,仅改变EIP 的值而不改变CS的值所发生的转移。
而段间转移是程序要从一个代码段转移到另一 个代码段,则不仅改变EIP的值,同时也要改变CS 的值。
无论是段内还是段间发生的转移都有直接和间 接的形式,因此程序转移有四种寻址。
段内转移过程
1.段内直接寻址(Intrasegment Direct Addressing) 转移偏移地址EA是指令中位移量(与指令指针 IP当前内容之和。即: EA = IP + DISP -> IP
同时直接提供的转移段地址->CS, 实现从一个代码 段转移到另一个代码段。 2.段间间接寻址(Intersegment Indirect Addressing) 根据存储器的数据寻址方式获得EA,再将EA双字 单元第一个字的内容作为转移偏移地址->IP,EA双 字单元第二个字的内容作为转移段地址->CS,然后 CS+IP形成指令的实际转移地址。
MOV EAX , 20020928
武汉大学计算机学院《汇编语言》课程组
2 程序汇编连接与调试方法
一、程序编辑
利用熟悉的文本编辑软件，对汇编语言源程序进行 编辑，生成 .ASM文件。
汇编语言使用过程中，生成不同文件后缀名的含义：
.ASM 汇编源程序 .OBJ 目标文件
Win32汇编语言-概述.
汇编语言程序设计
最古老的程序设计语言
深入理解计算机体系结构和操作系统
高级汇编语法
2018/9/15
，MASM，TASM接近MASM
6
什么是汇编语言
汇编语言是一种面向机器的低级程序设计语言 汇编语言以助记符形式表示每一条计算机指令 助记符：易记忆、描述指令功能和指令操作数 汇编指令：用助记符表示的指令 汇编语言：汇编格式指令、编写规则 汇编程序：称汇编语言源程序（.ASM）
使用助记符的语句 汇编指令与机器指令
语言，纯粹的数字形式 特定的处理器才能理解
一一对应
2018/9/15
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汇编语言与高级语言
高级语言与汇编语言及机器语言是一对多 的关系
一条简单的C语言会被扩展成多条汇编语言或
机器语言指令
x = ( y + 4 )*3 mov add mov imul mov
2018/9/15
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编译和调试环境
编辑器、编译器、链接器和调试器
编辑器创建源文件，如文本或代码编辑器 编译器把汇编源程序转换为二进制目标文件 链接器是把编译器创建的多个单独的文件组合 链 接成可执行文件 调试器查看程序运行中寄存器和内存状态
.ASM .OBJ .EXE
编辑器
编译器
链接器
虚拟机VM1（L1）程序在虚拟机VM0（L0） 执行，例如Java虚拟机（JVM）
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2018/9/15
虚拟机层次
高级语言 5th 汇编语言 4th 操作系统 3th
指令集体系结构 2nd
C++,C#,Java等，翻译为第4层 翻译为第2层；中断在第3层
第二章 32位PC机汇编程序设计环境PPT课件
9 武汉大学计算机学院《汇编语言》课程组
2.2 实地址下的存储器寻址方式
一、存储单元的地址和内容
1 MB空间
76543210
FFFFFH
…
00801H
21
00800H
98
00001H 00000H
…
高位字节 低位字节
存储器线性编址
AH
AL
21
98
10 武汉大学计算机学院《汇编语言》课程组
2.2 实地址下的存储器寻址方式
低地址压入内容。 堆栈操作指令（PUSH、POP）均是对16位（2个字节）
的数据进行操作。 示例：设AX=4130H,BX=2010H,堆栈的初始栈顶
2.1 32位可编程寄存器体系
（1）条件标志：反映包含在ALU中算术逻辑运算后的结果特征
符号标志SF：结果为负，SF = 1;否则 SF = 0 零标志ZF：运算操作结果=0，ZF = 1，否则 ZF = 0 辅助进位AF：运算中第三位有进位，AF = 1，否则AF = 0 齐偶标志PF：结果操作数中有偶数个“1”时，PF=1,否则
11 武汉大学计算机学院《汇编语言》课程组
2.2 实地址下的存储器寻址方式
物理地址的计算与形成
00000H
16位段地址 0000 16位偏移量
20位物理地址
123A0H 段地址 123A0H ＋
341CH 偏移量 341CH 157BCH 物理地址 157BCH
CS段
12 武汉大学计算机学院《汇编语言》课程组
针；栈顶寄存器SP用来指示堆栈顶部到堆栈起始录堆栈操作时变 化的指针，它动态地指向当前可以压入信息到堆栈 中的偏移地址，或者从堆栈中当前需要弹出信息的 偏移地址
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Windows环境下32位汇编语言程序设计在Windows环境下，32位汇编语言程序设计
在计算机科学领域中，汇编语言是一种低级别的编程语言，用于将指令直接转化为机器指令。
在Windows操作系统环境下，汇编语言的应用广泛而深入。
本文将介绍在Windows环境下，如何进行32位汇编语言程序设计。
一、汇编语言基础知识
在开始学习汇编语言之前，我们需要了解一些基本的概念和知识。
首先，汇编语言是由一系列的汇编指令组成，每条汇编指令都对应着一条机器指令。
汇编指令由操作码和操作数组成，操作码指示需要进行的操作，而操作数则用于指定操作的对象。
在Windows环境下，32位汇编语言使用的是Intel x86架构，它包括了一系列的寄存器、标志位和指令集。
寄存器是用来存储数据和执行操作的一种硬件组件，其中包括通用寄存器、段寄存器和控制寄存器等。
标志位用于记录计算机处理器的状态信息，如进位、溢出、零等。
指令集则定义了可执行的操作，如加载数据、运算、跳转等。
二、编写第一个汇编程序
在编写第一个汇编程序之前，我们需要准备一些工具。
首先，我们需要安装一个汇编器，如MASM(Microsoft Macro Assembler)。
其次，我们需要一个文本编辑器，如Notepad++。
接下来，就可以开始编写第一个汇编程序了。
假设我们要编写一个简单的程序，实现将两个数字相加并输出结果的功能。
首先，我们需要定义一个数据段，用于存储要操作的数据。
然后，我们需要定义一个代码段，用于编写实际的汇编指令。
以下是一个简单的示例程序：
```assembly
.data
num1 dw 5
num2 dw 10
res dw ?
.code
mov ax, num1 ; 将num1加载到寄存器ax
add ax, num2 ; 将num2加到ax中
mov res, ax ; 将结果保存到res中
; 输出结果
mov ah, 09h ; 设置打印字符串功能
mov dx, offset res ; 将结果的内存地址加载到寄存器dx
int 21h ; 调用中断21h，进行字符串打印
; 结束程序
mov ah, 4Ch ; 设置程序结束功能
int 21h ; 调用中断21h，结束程序
```
以上汇编程序的功能是将num1和num2的值相加并将结果存储到res中，然后通过调用中断21h来输出结果，并最终结束程序运行。
三、调试和运行汇编程序
完成汇编程序的编写后，我们需要将其保存为一个.asm文件，并使用MASM进行汇编。
在命令行中，使用以下命令进行汇编：```
ml /c /coff yourprogram.asm
```
这将生成一个目标文件yourprogram.obj。
接下来，我们需要使用链接器将目标文件与运行时库文件进行链接：
```
link /SUBSYSTEM:CONSOLE /LIBPATH:"C:\masm32\lib" yourprogram.obj
```
其中/SUBSYSTEM:CONSOLE指定了可执行程序的子系统类型，/LIBPATH:"C:\masm32\lib"指定了Masmlink所在的库文件路径。
完成链接后，我们就可以运行生成的可执行文件yourprogram.exe了。
在命令行中运行：
```
yourprogram.exe
```
即可执行汇编程序，并查看输出结果。
四、汇编语言程序设计应用
汇编语言在Windows环境下有着广泛的应用。
它可以用于系统编程、驱动程序开发和嵌入式系统等领域。
在系统编程中，汇编语言可以用于直接与硬件交互，实现一些底层
的功能，如内存管理、中断处理和设备驱动程序等。
通过使用汇编语言，可以获得更高的性能和更低的资源消耗。
在驱动程序开发中，汇编语言可以用于编写设备驱动程序，与操作
系统内核进行交互。
这样可以获得对硬件的直接控制权，并根据需求
进行优化，提高系统性能。
在嵌入式系统开发中，汇编语言可以用于编写嵌入式系统的启动代
码和底层驱动程序等。
这样可以实现更高效的软硬件交互，节约系统
资源。
总结：Windows环境下的32位汇编语言程序设计是一项具有挑战
性但又十分有趣和实用的技能。
通过学习和掌握汇编语言，我们可以
深入了解计算机底层的原理和运行机制。
同时，汇编语言的应用领域广泛，包括系统编程、驱动程序开发和嵌入式系统等。
通过运用汇编语言，我们可以实现更高效、更底层的编程，为计算机系统的开发和优化做出贡献。
希望本文对您的汇编语言学习和应用有所帮助。