【我所認知的BIOS】->汇编语言之宏汇编1

【我所認知的BIOS】->汇编语言之宏汇编1

By LightSeed

2010-2-2

其实早就想写点关于汇编语言的文章了，但是最近感觉比较累，自己也比较懒今天才动手写。哎。。。真是身心俱疲，房价涨了，小菜也涨了，妹儿的要求也涨了，但是哥的工资还是不涨。这社会我快混不下去了。但是想想做男人嘛，有什么大不了的。做人，最重要的是心态要好，要稳。

1、我体会到的C和汇编

目前我还做的legacy的BIOS，里面全是汇编语言。老实说，最近在study C语言的东西，也在研究用C生成ASM的文件，细细想来C确实很强大，汇编语言的效率确实也高。从C生成的汇编语言来看的话，如果是组织的好，实际的汇编语言的效率应该是比C高的。关于汇编语言的基础性的东西我就不多赘述了。在这里我想谈谈我在仿写ADU那个debug tool的时候用的一些汇编语言的里的高级语句。（当然先说清楚，这也是参考了BIOS code的东西，让我自己写我想我是写不出来的啦。），话有说回来，对于程序员来说，如果让我在C和汇编语言之间选择，当然还是比较喜欢用C了。（最近我在study ACPI的东西的时候，就试图用C来写一个ACPI dump的工具，发觉用C写真的好方便哦，两天就能搞出来一个功能了，但是如果用汇编的话，就算知道算法，估计写起来也比较费神。）

在组织数据段中的数据的时候，按照结构体的形式来存储有关联的数据是一种明智的选择。但是由于这个结构体需要输入的东西比较多，那么每次都手动去输入相关数据的话，估计烦也烦死了。所以宏汇编在这里就其了很大的作用。

2、宏汇编

（以下这段话是引用自网上的，对于这些定义放在这里纯粹是为了这篇文章的完整性。）

；----------------------------引用开始----------------------

在程序设计中，为了简化程序的设计，将多次重复使用的程序段用宏指令代替。宏指令是指程序员事先定义的特定的“指令”，这种“指令”是一组重复出现的程序指令块的缩写和替代。宏指令定义后，凡在宏指令出现的地方，宏汇编程序总是自动地把它们替换成对应的程序指令块。宏指令有时也称为宏，包含宏定义和宏调用。

使用宏指令的好处是：简化源程序的编写，传递参数灵活，功能更强。

2.1宏指令的定义

宏是源程序中的一段具有独立功能的程序代码。它只要在源程序中定义一次，就可以多次调用，调用时只要使用一个宏指令语句就可以了。宏指令定义由开始伪指令MACRO、宏指令体、宏指令定义结束伪指令ENDM组成。格式如下：

宏指令名 MACRO

[形式参数1，形式参数2，…， 形式参数N]

；宏指令体（宏体）

ENDM

其中，宏指令名是宏定义为宏体程序指令块规定的名称，可以是任一合法的名字，也可以是系统保留字（如指令助记符、伪指令操作符等），当宏指令名是某个系统保留字时，则该系统保留字就被赋予新的含义，从而失去原有的意义。MACRO语句到ENDM语句之间的所有汇编语句构成宏指令体，简称宏体，宏体中使用的形式参数必须在MACRO语句中列出。

形式参数是出现在宏体内某些位置上可以变化的符号，也可以是任一合法的名字，甚至是寄存器名（笔者：我不建议你这样使用）。如果形式参数中使用某些寄存器名，那么在宏汇编展开时，将不认为这些寄存器名是寄存器本身，而是形式参数，并被实际参数所代替。形式参数可以缺省，也可以有一个或多个。当形式参数多于一个时，形式参数之间用逗号隔开。定义宏指令时，每行的字符数不能多于132个。宏指令定义一般放在源程序的开头，以避免产生不应发生的错误。

宏指令必须先定义后调用（引用）。宏指令可以重新定义，也可以嵌套定义。嵌套定义是指在宏指令体内还可以再定义宏指令或调用另一宏指令。（笔者：其实这和C中的方式也比较相似。扩展一下，汇编语言中的结构体也是这也的。）

2.2宏指令的调用

宏指令一旦定义后，就可以用宏指令名字（宏名）来引用（或调用），这个引用过程即为宏调用。宏调用的格式为

宏指令名 实际参数1，实际参数2，…，实际参数N

其中，“实际参数”的类型和顺序要与形式参数的类型和顺序保持一致，宏调用时将一一对应地替换宏指令体中的形式参数。当有两个以上参数时，中间用逗号、空格或制表符隔开。宏指令调用时，实际参数的数目并不一定要和形式参数的数目一致。当实参个数多于形参的个数时，忽略多余的实参；当实参个数少于形参个数时，多余的形参用空串代替。

;---------------------------------引用结束------------------------

哈哈，我们应该向前辈看齐的嘛，多学习前辈的东西，总是不会错的。

3、条件汇编

IF/IFE伪指令中的表达式可以采用第3章学习的关系运算符EQ（相等）、NE（不相等）、GT（大于）、LT（小于）、GE（大于等于）、LE（小于等于）。关系表达式用0ffffh（非0）表示真，用0表示假。

条件汇编伪指令

格式	功能说明
IF 表达式	汇编程序求出表达式的值，此值不为０则条件满足
IFE 表达式	汇编程序求出表达式的值，此值为０则条件满足
IFDEF 符号	符号已定义（内部定义或声明外部定义），则条件满足
IFNDEF 符号	符号未定义，则条件满足
IFB <形参>	用在宏定义体。如果宏调用没有用实参替代该形参，则条件满足
IFNB <形参>	用在宏定义体。如果宏调用用实参替代该形参，则条件满足
IFIDN <字符串１>,<字符串２>	字符串１与字符串２相同则条件满足；区别大小写
IFIDNI <字符串１>,<字符串２>	字符串１与字符串２相同则条件满足；不区别大小写
IFDIF <字符串１>,<字符串２>	字符串１与字符串２不相同则条件满足；区别大小写
IFDIFI <字符串１>,<字符串２>	字符串１与字符串２不相同则条件满足；不区别大小写

对于他们的定义我就不详细例举了，只是在后面的叙述中要用到这些语句。所以先列在这里，如果需要您可以去查更过的资料。

4、实例

上面对文字性的东西定义了太多了，我们来直接看实例吧，这样比较直观。（本想在这里先引用一个简单的宏汇编的例子的，可是后来又想想算了，如果有人对这篇文章敢兴趣的话，我想简单的宏汇编也应该难不到你。）下面的例子主要是当时在study 宏汇编的时候见到网上的例子，在这里就直接引用过来，（虽说是从CSDN上的一个老兄blog里面看到的，但是我感觉是小木偶前辈的例子，所以我一不知道究竟哪位是原作者，您可以看看这里：

http://blog.csdn.net/benny5609/archive/2008/06/12/2541246.aspx

）

范例：通用的推入堆栈宏

8086 指令的 PUSH 只能把十六位的寄存器或十六位变量推入堆栈，不能把十六位立即值 (常数) 或八位的寄存器推入堆栈，而底下这个宏范例，push_op，也能使立即值或八位的寄存器推入堆栈。底下是 push_op 源代码：

page ,132 ;01

push_op MACRO arg ;;03

reg16 = 0 ;;05

reg08 = 0 ;;06

addr = 0 ;;07

;;09 检查输入参数是否为 16 位的寄存器

IRP reg,<AX,BX,CX,DX,CS,DS,ES,SS,SI,DI,BP,SP,ax,bx,cx,dx,cs,ds,es,ss,si,di,bp,sp>

IFIDN <reg>,<arg>

push arg ;;12 如果相等的话，推入堆栈

reg16 = 0ffffh ;;13 数定虚拟变量为真

exitm ;;14 跳出 IRP 块

ENDIF

ENDM

IF reg16 ;;17 若 reg16 为真

exitm ;;18 则跳出 push_op 宏

ENDIF

;;21 检查输入参数是否为 16 位的寄存器

IRP reg,<aX,bX,cX,dX,cS,dS,eS,sS,sI,dI,bP,sP,Ax,Bx,Cx,Dx,Cs,Ds,Es,Ss,Si,Di,Bp,Sp>

IFIDN <reg>,<arg>

push arg

reg16 = 0ffffh

exitm

ENDIF

ENDM

IF reg16

exitm

ENDIF

;;33 检查输入参数是否为 8 位的寄存器

IRP reg,<al,bl,cl,dl,ah,bh,ch,dh,AH,BH,CH,DH,AL,BL,CL,DL>

IFIDN <reg>,<arg>

reg08 = 0ffffh

exitm

ENDIF

ENDM

IF reg08

IRPC char,arg ;;41 取得寄存器名的第一个字母

push char&&x ;;42 推入堆栈

exitm ;;43 跳出 IRPC 块

ENDM

exitm ;;45 跳出 push_op 宏

ENDIF

;;48 检查输入参数是否为 8 位的寄存器

IRP reg,<Al,Bl,Cl,Dl,Ah,Bh,Ch,Dh,aL,bL,cL,dL,aH,bH,cH,dH>

IFIDN <reg>,<arg>

reg08 = 0ffffh

ENDIF

ENDM

IF reg08

IRPC char,arg

push char&&x

exitm

ENDM

exitm

ENDIF

;;62 检查输入参数是否为含有寄存器间接寻址模式，即 [BX]、[SI]……等等

IRPC char,arg

IF ('&char' eq '[')

addr=0ffffh

exitm

ENDIF

ENDM

IF addr

push arg

exitm

ENDIF

arg_size=((type arg) 1)/2 ;;74 输入参数之长度

arg_type=(.type arg) and 3 ;;75 输入参数之类型

;;77 检查输入参数是否为变量

IF arg_type eq 2

arg_offset =0

REPT arg_size

arg_address=word ptr arg arg_offset

push arg_address

arg_offset=arg_offset 2

ENDM

exitm

ENDIF

;;88 检查输入参数是否为标号

IF arg_type eq 1

push bp

mov bp,sp

push ax

mov ax,offset arg

xchg ax,[bp]

mov bp,ax

pop ax

exitm

;;98 若不是寄存器、寻址模式、变量、标号的话，应为立即值

ELSE

push bp

mov bp,sp

push ax

mov ax,arg

xchg ax,[bp]

mov bp,ax

pop ax

ENDIF

ENDM这个宏结构很明显，先检查要推入堆栈的参数是否为 16 位寄存器( 第 9 行到第 31 行 )，如果不是再检查是否为 8 位寄存器 ( 第 33 行到第 60 行 )，如果不是寄存器的话，再检查是否为寄存器间接寻址 ( 第 62 行到第 72 行 )，如果不是以上这几种的话，再检查是否推入变量到堆栈 ( 第 77 行到第 87 行 )，接下来检查是否推入标号到堆栈 ( 第 88 行到第 97 行 )，假如都不是上述情形的话，就是推入立即值到堆栈了 ( 第 98 行到第 107 行 )。

检查是否为寄存器的方法是用不定重复块 ( IRP ) 来指定要比较的范围，故引数列 ( 即第 10 行角括号内的引数 ) 包含所有 16 位寄存器名称，但是因为参数与引数都被视为字串，所以大小写是有差别的，必须在引数列里包含不同的大小写排列方式。指定好比较范围后，再用 IFIDN 比较输入参数是否为引数列中的一个，假如是 16 位寄存器的话，则直接把该参数推入堆栈即可，并设定一个虚拟变量，reg16，为 0ffffh，0ffffh 表示真的意思 ( 第 12、13 行 )。然后再跳出 push_op 堆栈。

小木偶再把 IRP 重复块的执行方式说明一遍。第 10 行到第 16 行程序码为：

IRP reg,<AX,BX,CX,DX,CS,DS,ES,SS,SI,DI,BP,SP,ax,bx,cx,dx,cs,ds,es,ss,si,di,bp,sp>

IFIDN <reg>,<arg>

push arg ;;12 如果相等的话，推入堆栈

reg16 = 0ffffh ;;13 数定虚拟变量为真

exitm ;;14 跳出 IRP 块

ENDIF

ENDM

IF reg16 ;;17 若 reg16 为真

exitm ;;18 则跳出 push_op 宏

ENDIF表示在第 10 行到第 16 行程序码会重复汇编。第一次时，reg 会以 AX 代入汇编，第 11 行是比较 arg 与 reg 这两字串是否相等，如果相等则汇编第 12 行到第 14 行之间的程序码，不相等则结束 IFIDN，然后遇到 ENDM，故重复第二次，使 reg 以 BX 代入汇编……一直到 sp 所有引数结束。

第 14 行，是因为假如已经找到相符合的寄存器，就没必要再比较了，这样可以加快汇编速度。( 虽然也没快多少。) 第 17 行到第 19 行，也是这样的道理，既已找到是把寄存器推入堆栈，也就没必要汇编以下的程序了，故直接跳出 push_op 堆栈。

您可能会问，第 14 行就已有了 exitm，为何第 18 行还要有个 exitm 呢？这是因为 RPT、IRP、IRPC 这三个重复块，类似宏结构，若要在中间停止汇编都可以用 exitm 来跳出宏或块，所以第 14 行是跳出 IRP 块，第 17 行是跳出 push_op 宏。

第 33 行到第 61 行，是检查参数是否为 8 位寄存器，方法和上述几乎相同，差别在于 8 位寄存器 ( 例如 ah ) 无法推入堆栈必须改成 16 位寄存器 ( 例如 ax )。所以第 41 行到第 44 行多了个 IRPC 重复块，此重复块是为了取得寄存器的第一个字母，当取得第一个字母就把该字母加上『x』再推入堆栈，然后跳出 IRPC 块及 push_op 宏。至于该 IRPC 重复块的运作方式如下：该 IRPC 块重复次数只有两次，分别以 8 位寄存器名称的两个字母代入汇编，当第一次时即以 8 位寄存器名称的第一个字母代入，然后加上『x』再推入堆栈，然后立刻跳出 IRPC 块，故事实上这个重复块只汇编一次而已。

第 42 行的『&&x』为何要有两个『&』呢？这是因为根据 MASM 手册上说每层块要使用『&』，故第二层要用两个『&』。

第 62 行到第 73 行是用来检查推入堆栈的参数是否为寄存器间接寻址，寄存器间接寻址模式是像底下的样子：

mov ax,[bx]

push [si]

sub ax,[bx 200h]

观察以上几个例子，您会发现，这种寻址模式含有两个中括号，因此检验方法就是以 IRPC 检查参数中是否有『[』( 第 64 行到第 67 行的 IF 条件汇编 )，假如有的话，会使虚拟变量，addr，设为真。然后接下来的就直接使该参数推入堆栈，因为 PUSH 指令就可以直接推入寄存器间接寻址模式。

上面这些东西，其实大多是参考前辈的，希望能给正在寻找宏汇编资料的童鞋一点启发。