子程序的基本格式和有关指令.ppt

6.1.1 堆栈段
图6.1是堆栈的物理结构示意图，图中标出的SS和SP是与 堆栈密切相关的寄存器，SS存放堆栈所占用内存区域的段地 址，SP所指向的位置称为栈顶。
SS:SP
栈顶指针
栈的空闲区
已入栈的数据存放区
一个程序如果要使用堆栈，必须先留出一片连续内存区 域，方法是在程序中定义一个堆栈段。
【基本格式】 段名 SEGMENT STACK DW n DUP(?) 段名 ENDS 【说明】
6.2.2 子程序相关指令
6.2.2.1 CALL指令
【指令格式】CALL 子程序名
【功能】这是调用子程序的指令。根据被调用的子程序的 类型不同，CALL指令的功能分为两种情况：
（1）如果被调用的子程序是NEAR类型，则先把当前指令指 针IP的值入栈，这会使SP的值减2，然后把IP改成子程序的第 1条指令的偏移地址。
【例6.2】分析下面的程序段的执行过程，以及在执行过 程中堆栈及指令指针IP的变化情况，并假设在执行CALL指令 前，SP的值是0FEH。
subp PROC NEAR
INC AL ;假设本指令所在的偏移地址是1234H
RET
subp ENDP
5678H
CALL MOV
subp AX,BX
;假设本指令所在的偏移地址是
PUSH AX
PUSH BX
POP AX
POP BX
【解】堆栈变化见图6.2，程序段执行完后AX＝307CH， BX＝4F8AH。
SP→
XX 0FFC
XX
XX 0FFD
XX
XX 0FFE SP→ 8A
XX 0FFF
4F
YY 1000
Байду номын сангаас
YY
0FFC SP→ 0FFD 0FFE 0FFF 1000
7C 30
（6）执行完RET指令后，IP的值已经变成5678H，CPU 按新的IP值，在CS段下取出一条指令，即MOV AX, BX指 令，并继续执行下去。
XX XX XX XX SP→ YY
00FA 00FB 00FC SP→ 00FD 00FE
XX 00FA
XX 00FA
XX 00FB
XX 00FB
78 00FC
栈顶所指位置以上的部分是堆栈的空闲区，以下部分是 已入栈的数据存放区(见图6.1)，例6.1用来说明PUSH指令和 POP指令对堆栈的影响。
【例6.1】设AX＝4F8AH，BX＝307CH，SP＝1000H，分 别逐条执行下列指令，用内存图的形式画出堆栈的变化情况， 并分析程序段执行完后AX和BX寄存器的值。
（2）如果被调用的子程序是FAR类型，则先把当前CS寄存 器的值入栈，再把IP入栈，结果会使SP的值减4，然后把CS 和IP改为子程序第1条指令的逻辑地址。
CALL也是一种跳转指令，与无条件跳转及条件跳转指 令不同的是，CALL在跳转之前先预留了回来的方法，把IP 的当前值或CS与IP的当前值入栈保存。从CS与IP 的作用可 以知道，它们存放的是正在执行的指令的下一条指令的逻辑 地址，现在这一地址被保存在堆栈中。于是回来的方法就显 而易见了，只要从栈中取出逻辑地址值，送回IP或者CS与IP 即可。这种返回操作就是由RET指令实现的。
【解】
（1）当计算机把CALL subp对应的机器指令取到CPU中 时，IP的值已经是CALL的下一行的MOV指令所在的偏移地 址5678H，此时还未进栈，栈的情况如图6.3(a)所示。
（2）由于子程序subp是NEAR类型，按照CALL指令功能 的第一种情况执行CALL指令，把IP的值入栈，并把IP的值改 为subp子程序的入口地址1234H，此时堆栈的情况如图6.3(b) 所示。
格式中的首尾两行表示一个子程序的开始和结束，都 属于伪指令。“子程序名”是一个标识符，是编程者给子 程序起的名字。子程序名同时还代表子程序第一条指令所 在的逻辑地址，称为子程序的入口地址。“类型”只有 NEAR和FAR两种，它将影响汇编程序对子程序调用指令 CALL和返回指令RET的翻译方式。被夹在子程序起止伪指 令之间的指令序列是完成子程序固定功能的程序段，通常 指令序列的最后一条指令是返回指令RET。
（e）POP AX后
注：XX表示栈空闲区填充的无用数据，YY表示栈 中已存放的有效数据
图6.2 执行PUSH和POP指令对堆栈的影响
6.1.2.3 PUSHF和POPF指令 【指令格式】PUSHF 【功能】把SP的值减2，并把16位的标志寄存器送入 SS:SP所指向的内存，即把标志寄存器入栈。 【指令格式】POPF 【功能】把栈顶的一个16位的字型数据送入标志寄存器， 并把SP的值加2。
6.1.2 进栈与出栈指令
栈操作指令以它特有的方式存取数据，属于数据传递类 指令，但又与MOV等指令有很大的区别。
6.1.2.1 PUSH指令
【指令格式】PUSH d
【功能】先把SP的值减去2，然后把操作数d指明的字型 数据放入以SS为段地址、SP为偏移地址所对应的内存单元中。
【说明】
（1）这是单操作数指令，操作数d可以是包括段寄存器在 内的任何字型寄存器，或者内存型寻址方式，但不能是立即 寻址，当使用内存型寻址方式时可以使用段跨越。
8A 4F YY
0FFC 0FFD 0FFE 0FFF 1000
（a）执行前 （b）PUSH AX后 （c）PUSH BX后
SP→
XX 0FFC XX 0FFD 8A 0FFE 4F 0FFF YY 1000
XX 0FFC XX 0FFD XX 0FFE XX 0FFF SP→ YY 1000
（d）POP BX后
CALL指令和RET指令都具有跳转的能力，与条件跳转 及无条件跳转一样，都是通过修改IP或者CS与IP来实现的。 不论跳转是由哪一条指令造成的，对于只改变IP 的跳转， 跳转的目的地与跳转指令必然在同一个代码段内，这种跳 转称为段内跳转。相应地，CALL指令功能的第一种情况称 为段内调用，RET指令功能的第一种情况称为段内返回。 另一种跳转是同时改变了CS和IP的值，这就允许跳转指令 与跳转目的地不在同一个段中，使得跳转的目的地可以在 整个内存空间的任何位置，这一类跳转称为段间跳转。 CALL指令功能的第二种情况称为段间调用，RET指令功能 的第二种情况称为段间返回。
6.2.2.2 RET指令
【指令格式】RET
【功能】这是子程序返回指令，必须写在子程序的指令 序列之中。根据所在的子程序的类型不同，RET指令的功能 也分为两种情况：
（1）如果RET所在子程序是NEAR类型，则从堆栈中出 栈一个字(当然，SP会加2)，送给IP。
（2）如果RET所在子程序是FAR类型，则先从堆栈中出 栈一个字送到IP，再出栈一个字送到CS，栈顶指SP的值加4。
（3）按基本格式定义的栈是一个空栈，栈中没有存放 有效数据。
（4）为了使SS和SP在程序执行时取得正确的值，必须 在源程序中写一条伪指令：
ASSUME SS:堆栈段段名
但不需要像DS和ES一样在程序中用指令进行赋值。 对SS和SP的赋值是由操作系统在把执行程序调入内存时 由DOS本身完成的，DOS将把SS赋值为堆栈段的段地址， 把SP赋值为2n。
MOV [SP], d
因为指令“MOV [SP], d”存在语法错误。
（4）PUSH指令会导致栈顶指针的移动，如果用PUSH指 令把很多数据进栈，使SP不断减2，就有可能超出栈的有效 范围。在一些高级语言中这种现象会导致堆栈溢出错误，但 8088对此并不做任何检测和警告。因此要求编程人员自己注 意控制堆栈的大小，估计可能进栈的数据量，以免由于栈溢 出导致一些不可预测的后果。
（1）保留字STACK是堆栈段的专用符号，SEGMENT后面 的保留字STACK表明这个段专供堆栈使用。
（2）段定义中用“DW n DUP(?)”说明堆栈所用内存区的 大小为2n字节，其中n是一个常量。可根据程序需要，调节堆 栈段的大小。因为堆栈只能存放字型数据，所以习惯上都是用 DW伪指令来定义栈的大小。这不并是说用其它伪指令不行。
子程序2 PROC NEAR
子程序2 ENDP
子程序n PROC
子程序n ENDP
NEAR
入口标号:
段名 ENDS
从入口标号起的程序段是主程序。RET指令必须出现在子 程序中，而CALL指令可以出现在代码段的任何地方。主程序 可以调用子程序，一个子程序可以调用另一个子程序，还可 以调用它自身，并且在书写次序上没有“先定义后调用”的 限制。
这两条指令相互配合可以设置标志寄存器中的任意一个 标志位，一般的做法是：
PUSHF
POP
AX
… 要，修改AX中的值
；按标志位的分布情况和实际需
PUSH
AX
POPF
6.2 子程序的基本格式和有关指令
6.2.1 汇编语言子程序格式 子程序是具有固定功能的程序段，并且有规定的格式。 不同的计算机语言对子程序格式的规定不同，汇编语言的子 程序基本格式如下： 子程序名 PROC 类型 指令序列 子程序名 ENDP
第6章 子程序
6.1 堆栈
6.2 子程序的基本格式和有关指令
6.3 应用子程序进行编程
6.4 整数输入与输出
6.5 子程序共享的方法
*6.6 递归
本章要点
习题六
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6.1 堆栈
在汇编语言和机器语言中，堆栈在物理结构上是一段存 放数据的连续的内存区域，以及一个称为栈顶指针的专用存 储单元。堆栈中只能存入16位的字型数据，存入数据的操作 称为“进栈”或“压栈”，已存入的数据也可以取出，称为 “出栈”或“弹出”，数据的存取操作由专用指令完成。从 逻辑上说，堆栈是一种按“先进后出”原则进行操作的数据 结构，栈顶指针用于指出入栈操作和出栈操作的位置。
XX 00FC
56 00FD
XX 00FD
YY 00FE SP→ YY 00FE
（3）执行完CALL指令 IP的值已经变成1234H，CS没变， CPU按新的IP值，在CS段下取出一条指令，即INC AL指令。
（4）执行INC指令时，CPU自动把IP变成INC的下一行 指令的偏移地址，如此逐条执行子程序中的各指令，直至 遇到subp子程序的最后一条指令RET。
（5）执行RET指令时，堆栈中的情况仍然是图6.3(b)， 因此执行RET就是取出栈顶所指的一个字，是5678H，并把 它送给IP，执行完RET指令后堆栈的情况如图6.3(c)所示。
源程序中的指令段在经过汇编程序的翻译后，所有伪指 令都不存在了。作为CALL指令的操作数，“子程序名”部分 会翻译成子程序第一条指令的逻辑地址。当计算机在执行 CALL 指令时，CS和IP已经是下一条指令的逻辑地址。CALL 指令具有保存当前IP或者CS和IP并修改它们的值的能力，因 此CALL执行完后，会按照新的CS及IP，转去执行子程序的第 一条指令，并依次执行后续指令，完成子程序的功能，直至 遇到RET指令。RET指令的执行效果是从栈中取出由CALL保 存的数据，恢复在执行CALL指令时的IP或者CS与IP值，从而 回到CALL指令的下一行继续执行。
6.2.3 子程序的调用与返回
在汇编语言程序中，子程序分为定义和使用两部分。在 较短的程序中，通常把子程序与其余指令写在同一个代码段 内，一个代码段中可以定义多个子程序，并且都定义成 NEAR类型。这样编写的代码段的基本结构如下：
段名 SEGMENT
子程序1 PROC NEAR
子程序1 ENDP
6.1.2.2 POP指令
【指令格式】POP d
【功能】从SS为段地址、SP为偏移地址对应的内存中取 出一个字型数据，送到操作数d指定的位置，然后把SP的值 加2。对操作数d的寻址方式要求与PUSH指令相同。
堆栈通常用于临时保存数据。一般做法是先用PUSH指 令把需要保存的数据入栈，然后完成一定的指令序列，再用 POP指令把原先保存的数据出栈。用堆栈保存数据的特点是 不用定义变量，不必关心被保存的数据到底在栈的什么位置， 只要保证出栈和进栈的对应关系即可。当CPU中的寄存器不 够使用时经常用堆栈临时保存数据。
（2）PUSH指令的功能包括移动栈顶和存入数据两部分， 两部分连续完成，密不可分。
（3）操作数d进栈是以减2以后的SP的值作为偏移地址， 但程序中不允许出现[SP]的写法。不要与基地址寄存器或变 址寄存器用作偏地址时的写法相混淆，也就是说，把PUSH 指令理解成下面两条指令的组合是不正确的：
SUB SP, 2