实验8汇编实验.doc

实验八 编写子程序（4学时）
在本次实验中，我们将编写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，这个实验室必须独立完成的，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
显示字符串是下现实工作中经常要用到的功能，应该编写一个通用的字程序来实现这个功能。我们应该提供灵活的调用接口，使调用者可以决定显示的位置（行、列）、内容和颜色。
该子程序描述如下：
名称：show_str
功能：在指定位置用指定颜色显示一个用0结束的字符串。
参数：(dh)=行号（取值范围0~24），（dl）=列号（取值范围0～79），（cl）=颜色，ds:si指向字符串的首地址。
返回：无
应用举例：在屏幕的8行3列，用绿色显示data段中的字符串。
assume cs: code
data segment
db ‘Wele to masm!’, 0
data ends

code segment
start: mov dh, 8
mov dl, 3
mov cl, 2
mov ax, data
mov ds, ax
mov si, 0
call show_str

mov ax, 4c00h
int 21h
show_str: :
:
:
code ends
end start
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果，为编程提供了方便。在实验中，注意体会这种设计思想。

data segment
db "Wele to masm!"
data ends
stack segment
db "Wele to masm!"
stack ends

code segment
start:
mov dh, 8
mov dl, 3
mov cl, 2
mov ax, data
mov ds, ax
mov si, 0
mov ax,0B800h
mov es,ax
mov ax, stack
mov ss, ax
mov sp,10h
call show_str

mov ax, 4c00h
int 21h
show_str:

push dx
push cx
mov al,160
dec dh
mul dh
mov bx,ax
add dx,si
add dl,dl
add bl,dl
mov cl,[si]
mov ch,0
jcxz ok
mov es:[bx],cl
pop cx
mov es:[bx+1],cl
inc si
pop dx
jmp short show_str
ok:
pop cx
pop dx
ret
code ends
end start

2、 解决除法溢出的问题
前面讲过，div指令可以做除法。当进行8位除法的时候，用al存储商，ah存储余数；进行16位除法时，用ax存储商，dx存储余数。可是，现在有一个问题，如果结果的商大于al或ax所能存储的最大值，那么将如何？
比如，下面的程序段：
mov bh, 1
mov ax, 1000
div bh
进行的是8位除法，商为1000，而1000在al中放不下。
又比如，下面的程序段：
mov ax, 1000H
mov dx, 1
mov bx, 1
div bx
进行的是16位除法，商为11000H，而11000H在ax中放不下。
我们在用div指令做除法的时候，和可能发生上面的情况：结果的商过大，超出了寄存器所能存储的范围。当CPU执行div等除法指令时，如果发生这样的情况，将引发CPU的一个内部错误，这个错误被称为：除法溢出。我们可以通过特殊的程序来处理这个错误，但在这里我们不讨论这个错误的处理，这是后面课程中要涉及的内容。下面我们仅仅来看一下除法发生时的一些现象，如同8.1所示。

图8.1 除法溢出时发生的现象
图中展示了在Windows 2000中使用Debug执行相关程序段的结果，div指令引发了CPU的除法溢出，系统对其进行了相关的处理。
至此，我们已经清楚了问题所在；用div指令做除法的时候可能产生除法溢出。由于有这样的问题，在进行除法运算时要注意除数和被除数的值，比如1000000/10就不能用div指令来计算。那么怎么办呢？我们用下面的子程序divdw解决。
该子程序的描述如下：
名称：divdw
功能：进行不会产生溢出的除法运算，被除数为dword型，除数为word型，结果为dword型。
参数: (ax)=dword型数据的低16位；(dx)=dword型数据的高16位；(cx)=除数
返回：(ax)=商的低16位；(dx)=商的高16位；(cx)=余数
应用举例：计算1000000/10(F424H/0AH)
mov ax, 4240H
mov dx, 000FH
mov cx, 0AH
call divdw
结果：(ax)=86A0H,(dx)=0001H, (cx)=0.
提示:
给出一个公式：
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
公式：X/N=int(H/N)*65536+[rem(H/N)*65536+L]/N
这个公式将可能产生溢出的除法运算：X/N，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，有兴趣的同学可参见王爽所著《汇编语言》的附注5.

代码：
assume cs: code
data segment
db "Wele to masm!",0
data ends
stack segment
db "Wele to masm!"
stack ends
code segment
start:

mov ax, 4240H
mov dx, 000FH
mov cx, 0AH
call divdw
mov ax, 4c00h
int 21h

divdw:

push ax
mov ax,dx
mov dx,0
div cx
mov bx,ax
pop ax
div cx
mov cx,dx
mov dx,bx
ret

code ends
end start

3、 数值显示
编程实现将data段中的数据以十进制的形式显示出来。
data segment
dw 123, 12666, 1, 8, 3, 38
data ends
这些数据在内存中都是二进制信息，标记了数值的大小。要把它们显示到屏幕上，成为我们能够读懂的信息，需要进行信息的转化。比如，数值12666，在机器中存储为二进制信息：0011000101111010B（317AH），计算机可以理解它。而要在显示器上读到可以理解的数值12666，我们看到的应该是一串字符：“12666”。由于显卡遵循的是ASCII编码，为了让我们能在显示器上看到这串字符，它在机器中应以ASCII码的形式存储为：31H, 32H, 36H, 36H, 36H（字符“0”～“9”对应的ASCII码为30H～39H）.
通过上面的分析可以看到，在概念世界中，有一个抽象的数据12666，它表示了一个数值的大小。在现实世界中它可以有多种表示形式，可以在电子机器中以高低电平（二进制）的形式存储，也可以在纸上、黑板上、屏幕上以人类的语言“12666”来书写。现在，我们面临的问题的就是，要将同一抽象的数据从一种表示形式转化为另一种表示形式。
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；
（2） 显示十进制形式的字符串。
第二步我们在本次实验的第一个子程序中已经实现，在这里只要调用一下show_str即可。我们来讨论第一步，因为将二进制信息转变为十进制形式的字符串也是经常要用到的功能，我们应该为它编写一个通用的子程序。
该子程序的描述如下：
名称： dtoc
功能： 将word型数据转变为表示十进制数的字符串，字符串以0为结尾符。
参数： (ax)=word型数据，ds:si指向字符串的首地址。
返回： 无
应用举例： 编程实现将数据12666以十进制形式在屏幕的8行3列用绿色显示出来。在显示时我们调用本次实验中的第一个子程序show_str。
assume cs: code
data segment
db 10 dup (0)
data ends
code segment
start: mov ax, 12666
mov bx, data
mov ds, bx
mov si, 0
call dtoc

mov dh, 8
mov dl, 3
mov cl, 2
call show_str
:
:
:
code ends
end start
提示： 下面我们对这个问题进行一下简单的分析。
（1） 要得到字符串“12666”，就是要得到一列表示该字符串的ASCII码：31H, 32H, 36H, 36H, 36H。
十进制数码字符对应的ASCII码=十进制数码值+30H。
要得到表示十进制数的字符串，先求十进制数每位的值。
例：对于12666，先求得每位的值：1，2，6，6，6。再将这些数分别加上30H，便得到了表示12666的ASCII码串: 31H, 32H, 36H, 36H, 36H。
（2） 那么，怎样得到每位的值呢？采用除基取余法：
余数
10 | 1 2 6 6 6 6
10 | 1 2 6 6 6
10 | 1 2 6 6
10 | 1 2 2
10 | 1 1
0
可见，用基数10除12666，共除5次，记下每次的余数，就得到了每位的值。
（3） 综合上面的分析，可得到处理过程如下：
用12666除以10，循环5次，记下每次的余数；将每次的余数分别加上30H，便得到了表示十进制数的ASCII码串。如下：
余数 +30H ASCII码串 字符串
10 | 1 2 6 6 6 6 36H ‘6’
10 | 1 2 6 6 6 36H ‘6’
10 | 1 2 6 6 36H ‘6’
10 | 1 2 2 32H ‘2’
10 | 1 1 31H ‘1’
0
（4） 对（3）的质疑。
在已知数据是12666的情况下，知道进行5次循环。可在实际问题中，数据的值是多少程序员并不知道，也就是说，程序员不能事先确定循环次数。
那么，如何确定数据各位的值已经全部求出来了呢？我们可以看出，只要是除到商为0，各位的值就已经全部求出。可以使用jcxz指令来实现相关的功能。

代码：
assume cs: code
data segment
db 10 dup (0)
data ends
code segment
start:
mov ax, 12666
mov bx, data
mov ds, bx
mov bx,0B800h
mov es,bx

mov si, 0
call dtoc

mov dh, 8
mov dl, 3
mov cl, 2
call show_str
mov ax, 4c00h
int 21h

dtoc:
mov bx,10
mov dx,0
div bx
mov cx,ax

mov [si],dx
add byte ptr [si],30h
inc si
jcxz ok1
jmp short dtoc

ok1: ret

show_str:
push dx
push cx
mov al,160
dec dh
mul dh
mov bx,ax
add dx,si
add dl,dl
add bl,dl
mov cx,si
jcxz ok
mov cl,[si]
mov es:[bx],cl
pop cx
mov es:[bx+1],cl
dec si
pop dx
jmp short show_str
ok:
pop cx
pop dx
ret

code ends
end start