《汇编语言》- 读书笔记 - 第10章-CALL 和 RET 指令

news2024/10/4 14:55:56

《汇编语言》- 读书笔记 - 第10章-CALL 和 RET 指令

  • 10.1 ret 和 retf
    • 检测点 10.1
  • 10.2 call 指令
  • 10.3 依据位移进行转移的 call 指令
    • 检测点 10.2
  • 10.4 转移的目的地址在指令中的 call 指令
    • 检测点 10.3
  • 10.5 转移地址在寄存器中的 call 指令
  • 10.6 转移地址在内存中的 call 指令
    • 检测点 10.5
  • 10.7 call 和 ret 的配合使用
    • 问题 10.1
  • 10.8 mul 指令
    • 例1. 计算 100*10
    • 例2. 计算 100*10000
  • 10.9 模块化程序设计
  • 10.10 参数和结果传递的问题
  • 10.11 批量数据的传递
  • 10.12 寄存器冲突的问题
    • 问题举例：
    • 解决思路：
    • 子程序的标准框架
      • 改进后的子程序 capital
  • 实验 10 编写子程序

call 和 ret 指令都是转移指令，都有修改 IP 和 CS:IP两个版本。
call 和 ret 指令共同支撑了汇编语言中的 模块化设计实现。
call 指令用于 调用子程序，它将 返回地址压入 堆栈并跳转至 子程序的 入口地址。
ret 指令在 子程序执行 完毕后从 堆栈中弹出 返回地址，并跳转回 主程序的 调用点继续执行。

10.1 ret 和 retf

指令修改CS修改IP行为用途
ret
（Return from Procedure）		✅POP IP：将栈顶的值弹出，并送进IP从子程序返回。
retf
（Return from Procedure Far）		✅✅POP IP：先将栈顶的值弹出，送进IP
POP CS：再将从栈中弹出一个值，送进CS		从远过程（far subroutine）返回

检测点 10.1

《汇编语言》- 读书笔记 - 各章检测点归档 - 检测点 10.1

10.2 call 指令

CPU 执行 call 指令时，进行两步操作:

  1. 将当前的 IP 或 CS和IP 压入栈中;
  2. 转移。(与 jmp 唯一的不同在于没有短转移 : jmp short 标号 )
命令说明修改的
寄存器		例子（假设有标号叫 label）
call 标号按位移跳转，实现段内转移。位移范围在：-32768 ~ 32767。
将当前IP压栈后，转到标号处执行指令。相当于：
1. push IP
2.jmp near ptr 标号
IPcall label
call far ptr 标号按目标地址，实现段间转移。相当于：
1. push CS
2. push IP
3.jmp far ptr 标号
CS:IPcall far ptr label
call 16位寄存器转移地址在寄存器中，相当于：
1. push IP
2.jmp 16位寄存器
IPcall ax
call word ptr [内存]转移地址在内存中，实现段内转移。相当于：
1. push IP
2.jmp word ptr 内存单元地址
IPcall word ptr ds:[0]
call dword ptr [内存]转移地址在内存中，实现段间转移。相当于：
1. push CS
2. push IP
3.jmp dword ptr 内存单元地址
IPcall dword ptr ds:[0]

10.3 依据位移进行转移的 call 指令

检测点 10.2

《汇编语言》- 读书笔记 - 各章检测点归档 - 检测点 10.2

10.4 转移的目的地址在指令中的 call 指令

检测点 10.3

《汇编语言》- 读书笔记 - 各章检测点归档 - 检测点 10.3

10.5 转移地址在寄存器中的 call 指令

## 检测点 10.4
《汇编语言》- 读书笔记 - 各章检测点归档 - 检测点 10.4

10.6 转移地址在内存中的 call 指令

检测点 10.5

《汇编语言》- 读书笔记 - 各章检测点归档 - 检测点 10.5

10.7 call 和 ret 的配合使用

问题 10.1

下面程序返回前，bx 中的值是多少?

assume cs:code 
code segment
start:	mov ax,1
		mov cx,3
		call s
		mov bx,ax		;(bx)=?
		mov ax,4c00h
		int 21h
s:		add ax,ax
		loop s
		ret
code ends
end start
  1. call s 会将当前 IP 存入栈中，跳到 s 处执行。
  2. s 标号这里是一个 loop 循环 cx 初始为 3 所以会循环 3 次。
    2.1. 第一次 add ax, ax, ax = 1+1 = 2;
    2.2. 第二次 add ax, ax, ax = 2+2 = 4;
    2.3. 第三次 add ax, ax, ax = 4+4 = 8;
  3. loop 循环结束后 ret 返回 call s 处，继续执行它下面的指令。此时 ax = 8。
    s到ret这段实现的是计算2的 n 次方，n 由 cx 提供。
  4. 所以 mov bx, ax 的结果是 bx = 8。
  5. 下一句 mov ax,4c00h 退出程序，最终程序返回前 bx 中的值是 8。

通过对问题 10.1的探讨，引出：利用 call 和 ret 来实现子程序的机制。
子程序的框架如下：

标号：
	指令
	ret

具有子程序的源程序的框架如下：
在这里插入图片描述

10.8 mul 指令

mul 是乘法指令。两个相乘的数，要么都是8位，要么都是 16 位。

  1. 乘数：可以是8或16位。
    1.1. 但两个乘数必须都是 8位，或都是16位。（不能一8位，一个16位）
    1.2. 如果是8位乘法：一个乘数默认在 AL 中，另一个在8位寄存器或内存【字节】单元中。
    1.3. 如果是16位乘法：一个乘数默认在 AX 中，另一个在16位寄存器或内存【字】单元中。

  2. 结果：
    2.1. 8位乘法：结果在AX。
    2.2. 16位乘法：结果高16位在DX，低16位在AX。

乘法位数乘数A乘数B结果例子
8位乘法ALah | bl | bh | cl
| ch | dl | dh | [字节单元]		AXmul bl
mul byte ptr ds:[0]
16位乘法AXbx | cx | dx | [字单元]DX AXmul bx
mul word ptr [bx+si+8]

例1. 计算 100*10

assume cs:code 
code segment
start:	
	mov al,100
	mov bl,10
	mul bl
code ends
end start

在这里插入图片描述

parseInt('03E8', 16); // 1000

例2. 计算 100*10000

assume cs:code 
code segment
start:	
	mov ax,100
	mov bx,10000
	mul bx
code ends
end start

在这里插入图片描述

parseInt('F4240', 16); // 1000_000

10.9 模块化程序设计

  1. 模块化设计在汇编语言中至关重要，通过拆解复杂问题为相互关联的子问题。
  2. call 和 ret 指令支持模块化编程，分别用于调用和返回子程序。
  3. 子程序利用这两指令实现功能独立与逻辑分离，便于解决复杂问题。

总之，call 和 ret 提供了实现子程序的基础，以解决复杂的编程问题。什么提高代码可读性、可维护性和复用性，布啦布啦布啦。。。

10.10 参数和结果传递的问题

  1. 在设计函数经常要考虑的就是怎么传参、怎么返回值。
    1.2. 优先使用寄存器，比较方便。寄存器不够用，就使用内存。
  2. 注释要写清楚。起码以后自己要能看懂（不要高估和曾经那个自己之间的默契）

编程，计算 data 段中第一组数据的3次方，结果保存在后面一组 dword 单元中。

assume cs:code 
data segment
	dw 1,2,3,4,5,6,7,8
	dd 0,0,0,0,0,0,0,0
data ends

code segment
start:	mov ax,data		; 设置数据段
		mov ds,ax
		mov si,0		;ds:si 指向第一组 word 单元
		mov di,16		;ds:di 指向第二组 dword 单元
		
		mov cx,8		; 设置循环次数 8
	s:	mov bx,[si]		; 主程序，读取数据到 bx ("用 bx 传参")
		call cube
		mov [di],ax		; 先存低16位 "主程序拿到子程序放在 ax 中的返回值"
		mov [di].2,dx	; 再存高16位 "主程序拿到子程序放在 dx 中的返回值"
		add si,2		;ds:si 指向下一个 word 单元
		add di,4		;ds:di 指向下一个 dword 单元
		loop s
		
		mov ax,4c00h
		int 21h
						; cube 子程序：计算 n 的 3 次方
 cube:	mov ax,bx		; 子程序从("bx 读取传参")
		mul bx
		mul bx
		ret				; 子程序返回 "(返回值)"在 "ax,dx" 中
code ends
end start

在这里插入图片描述

计算 3 次方的数12345678
内存中结果
低位在前，高位在后
(高16位都是0忽略)		01 0008 001B 0040 007D 00D8 0057 0100 02
调整一下顺序00010008001B0040007D00D8015702 00
转成10进制182764125216343512

10.11 批量数据的传递

数据大了就需要用内存来传参和返回了。
寄存器用来传递内存地址。

assume cs:code 
data segment
	db 'conversation'
data ends

code segment
start:	mov ax,data		; 设置数据段
		mov ds,ax
		mov si,0		; ds:si 指向字符串(批量数据)所在空间的首地址
		mov cx,12		; cx存放字符串的长度
		
		call capital	; 调用子程序
		mov ax,4c00h
		int 21h
		
		; 子程序：转大写
capital:and byte ptr [si],11011111b ; 转为大写字符
		inc si
		loop capital				; 循环处理字符
		ret
code ends
end start

在这里插入图片描述

10.12 寄存器冲突的问题

本节用一个子程序 举例，在主程序和子程序使用了同样的寄存器，那么将产生冲突。

问题举例：

  1. 首先：主程序在 CX 中保存了循环次数。
  2. 然后：子程序中的循环计数也用到了CX。
  3. 结果：当从子程序返回主程序时，主程序的循环计数已经丢失。程序无法按预期执行。

解决思路：

  1. 在子程序具体业务代码开始前，把会用到的寄存器保存到栈中。
  2. 在子程序返回前出栈还原寄存器。
  3. 注意入栈与出栈时的顺序。（后入的先出）

子程序的标准框架

最终得出编写子程序的标准框架如下：

子程序开始:	子程序中使用的寄存器入栈
			子程序内容
			子程序中使用的寄存器出栈
			返回(ret、retf)

改进后的子程序 capital

capital:
		push cx
		push si
 change:
		mov cl,[si]
		mov ch,0
		jcxz ok
		and byte ptr [si],11011111b
		inc si
		jmp short change
	 ok:
		pop si
		pop cx
		ret

关于大小写的相关知识，详见：第7章 7.4 大小写转换的问题

实验 10 编写子程序

《汇编语言》- 读书笔记 - 实验 10 编写子程序

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