全部学习汇总： GreyZhang/g_unix: some basic learning about unix operating system. (github.com)

         这一次分析后带有注释的代码我会在笔记最后做一个完整的附加。

         这一个例程，主要是为了阐述前面讲到的数学运算。但是从这些操作中，很多底层的机理还是难以体会到的，比如说补码的用法。其实这些都是CPU设计中的一些事情了，我们只有在真正关注二进制信息的时候才会有所觉察。

         为了能够完成这个例程的编译链接，我修改了makefile，具体如上。相比上一次笔记中的makefile来说，差异点在行号位置也有所标注。其实，只是换了一个被编译链接的文件信息。

         这部分的设计，跟之前的first程序几乎一样，直接跳过。这也让人能够稍微有点成就感，毕竟前面的积累总归是发挥了作用。

         程序最开始的这部分子功能理解很容易，这时候寄存器涉及到的不多，而且其中的信息都是比较明确的。

         整理到这里，其实思路也还好。但是到了后面，寄存器的内容就有点混乱了。我觉得应该换一个思维模式来解读，那就是子功能段开始的时候先规划需要用几个寄存器，并且先考虑一个“寄存器内容初始化的动作”。

         比如，这一段功能其实是在前面的平方基础上乘以输入值。那么，我需要的一个输入是之前的平方结果，一个是输入值。由此，输入至少先需要2个寄存器（或者一个，另一个直接用存储）。做一下这个初始化，那就可以先寻找平方存放位置。这个其实是在eax之中。另外，需要输入值，可以存放在ebx之中。这跟原始的代码设计不同，但是我估计可以奏效。

         这是按照我自己的想法修改之后的程序，测试了一下的确是有相同的效果。

         按照上面的思路，其实这个地方的ebx换成eax应该也是相同的结果。实际的测试也是如此。这里出现的寄存器副本特别多，主要是因为几个函数在反复使用eax导致的。

         剩余部分的代码，其实也很容易理解。只是这里多了一个值得注意的除法操作，通过这个例子可以知道商和余数的存放位置规律。

增加注释后的代码：

;

; file: math.asm

; This program demonstrates how the integer multiplication and division

; instructions work.

;

; To create executable:

; nasm -f coff math.asm

; gcc -o math math.o driver.c asm_io.o

%include "asm_io.inc"

segment .data

;

; Output strings

;

prompt          db    "Enter a number: ", 0

square_msg      db    "Square of input is ", 0

cube_msg        db    "Cube of input is ", 0

cube25_msg      db    "Cube of input times 25 is ", 0

quot_msg        db    "Quotient of cube/100 is ", 0

rem_msg         db    "Remainder of cube/100 is ", 0

neg_msg         db    "The negation of the remainder is ", 0

segment .bss

input   resd 1

segment .text

        global  asm_main

asm_main:

        enter   0,0               ; setup routine

        pusha

        mov     eax, prompt

        call    print_string

        call    read_int

        mov     [input], eax

; 在此之前的部分与上一个first程序类似

; 对于读取的数值做一个有符号的自乘

        imul    eax               ; edx:eax = eax * eax

        ; 把结果转存到ebx，这样，后面的eax可以用来提供字符串打印功能

        mov     ebx, eax          ; save answer in ebx

        mov     eax, square_msg

        call    print_string

        ; 上面完成了字符串打印功能，把转存到ebx的结果搬运回来，调用函数打印

        mov     eax, ebx

        call    print_int

        call    print_nl

        ; 这一段的功能跟上面类似，只是乘法不再是自乘，而是乘以了一个指定的数值

        mov     ebx, eax

        imul    ebx, [input]      ; ebx *= [input]

        mov     eax, cube_msg

        call    print_string

        mov     eax, ebx

        call    print_int

        call    print_nl

        ;; 这一段的功能与上一段也是类似的，只是这里的乘数不再是指定的数值而是一个固定的数值。

        ;; 与此同时，imul的用法也发生了变化，目标参数有了修改

        imul    ecx, ebx, 25      ; ecx = ebx*25

        mov     eax, cube25_msg

        call    print_string

        ; 这是进行最终结果额度输出，还是进行了一次数值的搬运保证调用的函数奏效

        mov     eax, ecx

        call    print_int

        call    print_nl

        ; 这里的ebx数值来自于56行，也就是ebx乘以输入的数值。进一步，来自于55行的eax；再进

        ; 一步，来自于50行的ebx；再进一步来自46行的eax，也就是输入数值的平方乘以自身，即立方

        mov     eax, ebx

        ; eax转换成4字节，edx:eax

        cdq                       ; initialize edx by sign extension

        mov     ecx, 100          ; can't divide by immediate value

        ; 下面的除法运算的结果，商会在eax中存储，余数会存储在edx中

        idiv    ecx               ; edx:eax / ecx

        ; 计算结果做一个存储

        mov     ecx, eax          ; save quotient into ecx

        mov     eax, quot_msg

        call    print_string

        mov     eax, ecx

        call    print_int

        call    print_nl

        mov     eax, rem_msg

        call    print_string

        mov     eax, edx

        call    print_int

        call    print_nl

        ; 这部分是一个取反操作

        neg     edx               ; negate the remainder

        mov     eax, neg_msg

        call    print_string

        mov     eax, edx

        call    print_int

        call    print_nl

        popa

        mov     eax, 0            ; return back to C

        leave

        ret