《汇编语言》- 读书笔记 - 实验 10 编写子程序

在这次实验中，我们将要编写3个子程序，通过它们来认识几个常见的问题和掌握解决这些问题的方法。同前面的所有实验一样，这个实验是必须独立完成的，在后面的课程中，将要用到这个实验中编写的3个子程序。

1. 显示字符串

问题

显示字符串是个常用功能，写个子程序来实现此功能。子程序要支持参数：显示的位置(行、列)、内容和颜色。

子程序描述 show_str

提示

1. 子程序的入口参数是屏幕上的行号和列号，注意在子程序内部要将它们转化为显存中的地址，首先要分析一下屏幕上的行列位置和显存地址的对应关系;
2. 注意保存子程序中用到的相关寄存器;
3. 这个子程序的内部处理和显存的结构密切相关，但是向外提供了与显存结构无关的接口。通过调用这个子程序，进行字符串的显示时可以不必了解显存的结构，为编程提供了方便。在实验中，注意体会这种设计思想。

结果

assume cs:code
data segment
	db 'Welcome to masm!',0
data ends

code segment
 start:	mov dh,8		; 第 8 行
		mov dl,3		; 第 3 列
		mov cl,2		; 颜色
		mov ax,data		; 设置数据段
		mov ds,ax
		mov si,0		; 指向字符串首地址
		call show_str	; 调用子程序
		
		mov ax,4c00h	; 退出
		int 21h
; ------------------- 子程序 -------------------
show_str:				
		push si				; 缓存寄存器
		push di
		push es
		push dx
		push cx
		push bx
		push ax

		mov ax,0B800h	; 设置显存段地址
		mov es,ax
		
		mov al,160		; 先算行偏移
		dec dh				; 行号从 0 开始，所以这里要先减1
		mul dh				; 行数 x 160算出行偏移
		mov bx,ax			; 行偏移先存到 bx
		mov al,2		; 再算列偏移
		dec dl				; 列号从 0 开始，所以这里要先减1
		mul dl
		add bx,ax		; 行+列 = 算出目标字符串（显存）的开始位置

		mov dl,cl 		; 字符属性换个地方存。cx下面要用来循环
		mov ch,0		; cx高位清空（后面我们只改 cl，就方便 jcxz 判断了）
		
		mov di,0		; 指向目标字符串首字符
		
 sloop:	mov cl,ds:[si]		; 取字符
		mov es:[bx+di],cl	; 字符写入显存
		mov es:[bx+di+1],dl ; 字符属性写入显存
		jcxz ok				; 如果为 0 字符结束，跳出循环
		inc si				; si 递增，源字符串指向下一字符
		add di,2			; di += 2，目标字符串指向下一字符
		jmp short sloop
	ok:	
		pop ax			; 还原寄存器
		pop bx
		pop cx
		pop dx
		pop es
		pop di
		pop si
		ret
; ------------------- 子程序 -------------------
code ends
end start

演示

2. 解决除法溢出的问题

问题

div指令执行除法时：
8位除法的AL = 商、AH = 余数；
16位除法则分别用AX和DX存储商和余数。
但若结果商超出AL或AX的最大范围，该如何处理？

比如：
8位除法：FFFF ÷ 1，al 中容纳不下商 FFFFh
16位除法：10000h ÷ 1，ax 中容纳不下商 1 0000h

为解决这一问题，我们设计一个子程序来专门处理它。

子程序描述 divdw

提示

书中给出的公式：

公式	X/N = int(H/N) * 65536 + [ rem(H/N) * 65536 + L ] / N
X	被除数，范围：[0,FFFFFFFF]
N	除数，范围：[0,FFFF]
H	X 高 16 位，范围：[0,FFFF]
L	X 低 16 位，范围：[0,FFFF]
int()	描述性运算符，取商，比如，int(38/10)=3
rem()	描述性运算符，取余数，比如，rem(38/10)=8

这个公式将可能产生溢出的除法运算:XN，转变为多个不会产生溢出的除法运算。公式中，等号右边的所有除法运算都可以用 div 指令来做，肯定不会导致除法溢出。
(关于这个公式的推导，有兴趣的读者请参看附注5。)

结果

assume cs:code
code segment
 start:	mov ax,4240h	; dword 被除数的低 16位
		mov dx,000Fh	; dword 被除数的高 16位
		mov cx,0Ah		; word  除数
		call divdw		; 调用子程序 dword 类型除法
		
		mov ax,4c00h	; 退出
		int 21h
; ------------------- 子程序 -------------------
divdw:
		push si		; 缓存寄存器
		push bx

		mov si,ax	; 因为要用到 ax，所以被除数的低 16位，临时放在 si
		mov ax,dx	; 先算高 16 位
		mov dx,0		; 高16补0
		div cx			; 除数16位，则被除数32位。商ax,余dx
		mov bx,ax		; 临时保存高16位商
		
		mov ax,si	; 后算低 16 位
						; 高16位的余数留在 dx不用动。相当于：余数 * 10000 + 低16位
		div cx			; 除数16位，则被除数32位。商ax,余dx
		mov cx,dx	; 得到余数
		mov dx,bx	; 拿回临时保存的高16位商
	
		pop bx		; 还原寄存器	
		pop si
		ret
; ------------------- 子程序 -------------------
code ends
end start

演示

3. 数值显示

问题

编程，将 data 段中的数据以十进制的形式显示出来。

data seqment
	dw 123,12666,1,8,3,38
data ends

但是数据在内存中都是二进制信息，
比如 12666 在内存保存的是二进制的0011 0001 0111 1010等于16进制317A

可见，要将数据用十进制形式显示到屏幕上，要进行两步工作：

1. 将用二进制信息存储的数据转变为十进制形式的字符串。（我们需要设计一个子程序）
2. 显示十进制形式的字符串。（这个我们可以前面设计 好的 show_str）

子程序描述 dtoc

提示

1. 十进制数码字符对应的ASCII码 = 十进制数码值 + 30H。
   如 12666 对应：

2. 要求得 12666 的每一位是多少，可以用除法迭代取余数：
   
3. 借助 jcxz 指令，用商是否为 0 作为循环结束的条件。
4. 按这个顺序取余得到的是 66621 最后我们还要把它翻转过来才是 12666。

结果

assume cs:code
data segment
	db 10 dup (0)
data ends

code segment
 start:	
		mov bx,data		; 设置段地址
		mov ds,bx
						; 调用子程序 dtoc 将 word 转 10 进制数字
		mov ax,12666		; word 型数据
		mov si,0			; 循环变量从 0 开始
		call dtoc		
		
						; 调用子程序 show_str 在屏幕 8行3列用绿色显示
		mov dh,8
		mov dl,3
		mov cl,2
		call show_str
		
		mov ax,4c00h	; 退出
		int 21h
; ------------------- 子程序 dtoc -------------------
dtoc:
		push si		; 缓存寄存器
		push di
		push bx
		
	; 用遍历取余的方式拿到 ascii 拿到的结果是倒的
	; 比如 12666 遍历取余拿到的是 66621 所以先丢栈里，方便下一步翻转
		mov bx,10
	s:	mov dx,0	; 除数 bx 是 16 位，则被除数是32位。高16位 dx 没有数据要补 0
		div bx		; 除完后 商在ax下次继续用，dx为余数
		add dx,30H	; 将余数转 ascii 
		push dx		; 入栈备用（此时高8位是无意义的，之后我们只要取低8位用即可 ）
		inc si		; 循环变量 +1
		mov cx,ax	; 取商来判断是否为 0
		jcxz s_ok		; 如果商为0跳出循环
		jmp s			; 否则继续循环
 s_ok:
	; 目前栈里是 66621 顺序不是我们想要的，遍历一下出栈到 ds:[0]... 就正了
		mov di,0
	r:	pop ax
		mov [di],al	; 写入目标内存地址。第 di 个字符（我们只取低8位有效值）
		inc di
		dec si
		mov cx,si	; 出栈到第 si 个
		jcxz r_ok		; 如果 si 为 0 表示出完，结束循环
		jmp r			; 否则继续出栈
 r_ok:	
		pop bx		; 还原寄存器
		pop di
		pop si
		ret
; ------------------- 子程序 dtoc -------------------
; ------------------- 子程序 show_str -------------------
show_str:				
		push si				; 缓存寄存器
		push di
		push es
		push dx
		push cx
		push bx
		push ax

		mov ax,0B800h	; 设置显存段地址
		mov es,ax
		
		mov al,160		; 先算行偏移
		dec dh				; 行号从 0 开始，所以这里要先减1
		mul dh				; 行数 x 160算出行偏移
		mov bx,ax			; 行偏移先存到 bx
		mov al,2		; 再算列偏移
		dec dl				; 列号从 0 开始，所以这里要先减1
		mul dl
		add bx,ax		; 行+列 = 算出目标字符串（显存）的开始位置

		mov dl,cl 		; 字符属性换个地方存。cx下面要用来循环
		mov ch,0		; cx高位清空（后面我们只改 cl，就方便 jcxz 判断了）
		
		mov di,0		; 指向目标字符串首字符
		
 sloop:	mov cl,ds:[si]		; 取字符
		mov es:[bx+di],cl	; 字符写入显存
		mov es:[bx+di+1],dl ; 字符属性写入显存
		jcxz ok				; 如果为 0 字符结束，跳出循环
		inc si				; si 递增，源字符串指向下一字符
		add di,2			; di += 2，目标字符串指向下一字符
		jmp short sloop
	ok:	
		pop ax			; 还原寄存器
		pop bx
		pop cx
		pop dx
		pop es
		pop di
		pop si
		ret
; ------------------- 子程序 show_str -------------------
code ends
end start

演示