3.10 栈段

• 我们可以根据需要，将一组内存单元定义为一个段
• 我们可以将长度为n（n<=64k）的一组地址连续。起始地址为16的倍数的内存单元，当做栈来使用，从而定义了一个栈段
• 将内存当做栈栈，仅仅是我们再编程时的一种安排。CPU并不会由于这种安排，就在执行push、pop等栈操作指令时就自动的将我们定义的栈段当做栈空间来访问

• 如果我们将10000~1FFFF这段空间当做栈段。初始状态是空的，此时ss=1000，sp=？

  • 栈最底部的内存单元为1000:FFFE
  • 任意时刻，ss：sp执行栈顶，当栈中只有一个元素的时候，ss=1000， sp=FFFEH
  • 栈为空的，就相当于与栈中唯一的元素出栈， 出栈后，sp=sp+2

  FFFE + 2 = 10000 因为进位存不下的问题，又用到了前面相加的知识，所以当这段栈为空的时候：SS=1000H，SP=0

• 一个栈段的最大内容为多少?

  • 栈顶的变化范围是0~FFFF, 为64k，从栈空的时候sp=0， 一直压栈，直到栈满时， sp=0， 如果再次压栈， 栈顶将环绕，覆盖原来栈中的内容
• 栈的存在主要是来临时存放东西，当一个函数被调用时还会返回，保存函数的返回地址，防止数据丢失，不管任何函数调用都是一样， 就递归来说是最典型的例子

• 我们可以将一段内存定义为一个段，用一个段地址指示daunt， 用偏移地址访问段内单元， 这里完全是我们自己安排的：

  1. 用一个段存放数据，将它定义为”数据段“

     • 对于数据段，将它的段地址存放在ds中， 用mov、add、sub等访问内存但由于的指令时，CPU就将我们定义的数据段中的内容当做数据段来访问

  2. 用一个段存放代码，将它定义为”代码段“

     • 对于代码段，将他的段地址存放在cs中，将段中第一条指令的偏移放在ip中， 这样CPU就将执行我们定义的代码段

  3. 用一个段当做栈， 将它定义为”栈段“

     • 对于栈段， 将它的段地址存放在ss中， 将栈顶单元的偏移地址放在sp中， 这样CPU在需要进行 栈操作的时候， 比如执行push， pop指令等， 就 将我们定义的 栈当做栈空间来使用

• 一段内存，可以时代码 的存储空间， 又是数据的存储空间，还可以是栈空间， 也可以什么都不是

• 关键在于CS、IP、SS、SP、DS的指向

mov ax, 1000
mov ds, ax
mov bx, 2000
mov ss, bx
mov sp, 10
push [0]
push [2]
push [4]
push [6]
push [8]
push [a]
push [c]
push [e]

mov ax, 2000
mov ds, ax
mov ax, 1000
mov ss, ax
mov sp, 10
pop [e]
pop [c]
pop [a]
pop [8]
pop [6]
pop [4]
pop [2]
pop [0]

4.1 一个源程序从写入到执行的过程

• 一个汇编语言程序从写入到最终执行简要过程：

  1. 编写

     • sublimtext、nodepad++、ultraEdit，用汇编语言写汇编源程序

  2. 编译和链接

     • 使用汇编语言程序（MASM.EXE）对源程序文件进行编译，产生目标文件（.obj）
     • 再用链接程序（LINK.EXE）对目标文件进行链接， 生成可在操作系统中直接运行的可执行文件

     • 可执行文件

       • 程序（从源程序中编译指令翻译过来的机器码）
       • 数据 （源程序中定义的数据）
       • 相关 描述的信息（比如：程序大小、占用内存空间）

  3. 执行

     • 操作系统依照可执行卫建中的信息， 将执行文件中的机器码和数据加载到内存， 并进行相关的初始化， （比如：设置CS:IP）指向第一条执行的命令， 然后由CPU执行程序

4.2 源程序

  assume cs:codesg # 假设代码段名称为codesg
  codesg segment  # 段的名字为codesg
  start: mov ax, 0123
         mvo bx, 0456
         add ax, bx
         add ax, ax
       
       
         mov ax, 4c00
         init 21h
  codesg ends
  end

• sement和ends是成对出现的：

  • 功能：定义以一个段， segment说明一个段的开始， ends表示结束
  • 语法：段的名字 segment, 段的名字 ends
  • 一个段必须有一个名称表示
• 一个汇编程序由多个段组成， 这些段被用来存放代码、数据、或栈空间使用
• 一个有意义的汇编程序至少要有一个段、用来存放代码

• end：

  • 是一个汇编程序的结束符， 编译器在编译汇编程序过程中， 如果遇到了end，就表示结束对源程序的编译
  • 如果程序写完了。要在结尾处加上end， 否则编译器无法知道程序在何处结束
  • end是结束， ends是段的结束

• assume：

  • 含义为“假设” 编译器会将codesg处理为一个地址，默认为cs代码段地址
  • 它假设某一段寄存器和程序中的 某一个segment 。。。ends 定义的段相关联
  • 通过assume说明这种关联，在需要的情况下，编译程序可以将段寄存器和某一个具体的段相联系

• 汇编源程序：

  • 伪指令（编译器处理）（上面的几个都属于伪指令）
  • 汇编指令（编译为机器码）
  • 源程序最终由计算机执行， 处理的指令和数据

• 标号：

  • 一个标号指代了一个地址
  • codesg：放在segment的前面，作为一个段的名称，这个名称最终被编译、链接程序 处理为一个段的地址

• 程序的返回：

  •  mov ax, 4c00
    int 21  # int：中断标志 第21号中断

-   一个程序结束后，将 CPU的控制权交还给使他得以运行的程序（执行它的程序，如：dos窗口）， 我们成这个过程为：**程序返回**

-   **应该在程序的末尾添加返回的程序段**：

-   

-   这两条指令所实现的功能就是程序返回

4.3 编辑源程序

4.4 编译和 链接

• 编译和链接的作用是什么？

  • 链接的作用有以下几个

    1. 当源程序很大时。可以将它分为多个源程序文件编译，每个源程序编译成为目标文件后，在用链接程序将他们链接到一起， 生成一个可执行文件
    2. 程序中调用了某些库文件中的子程序，需要将这个库文件和改程序生成的目标文件链接到一起， 生成一个可执行文件
    3. 一个源程序编译后，得到了有机器码的目标文件， 目标文件中的有些内容还不能直接用来生成可执行文件， 链接程序将此内容出来了为最终的可执行信息， 所以，在只有一个源程序文件， 而又不需要调用 某些库中子程序的情况下， 也必须用链接程序对目标文件处理， 生成可执行文件

4.5 可执行文件中的程序装入内存并运行的原理

• 操作系统的外壳：

  • 操作系统是由于多个功能模块组成的庞大、复杂的软件系统， 任何通用的操作系统，都要提供一个称为shell（外壳）的程序，用户使用这个程序来操作计算机系统工作

• 为了观察程序的运行过程，我们可以使用dug

  • debug将程序加载到内存， 设置cs：ip的指向， 三debug不会放弃对CPU的控制， 这样就可以使用debug的相关命令来单步执行程序， 查看每条命令执行的结果

4.6 程序执行过程的跟踪

​

• 用debug打开程序跟踪

  • 可以看到debug将程序从可执行卫建加载入内存后， cx中存放的是程序的长度， 2.exe 程序的机器码共有15个字节
• 现在程序从2.exe中装入内存， 接下来我们查看一样他的内容，查看哪里的内容？
• 程序被装入内存的什么地方
• 我们如何得知？

• 在dos系统中 .exe文件中的程序加载过程如下：

• 总结

  1. 程序加载后，ds中存放着程序所在内存区的段地址， 这个内存区的偏移地址为0， 则程序所在的内存区地址为 ds:0
  2. 这个内存区的前256个字节中存放的是psp， dos用来和程序进行通信
  3. 所以256字节处往后的空间存放的是程序
  4. 所以我们从ds中可以得到psp的段地址 sa， psp的偏移地址为0，则物理地址为 sa*16+0
  5. 因为psp占256字节， 所以程序的物理地址是：sa16+0+256=sa16+1616=（sa+16）16+0
  6. 可用段地址和偏移地址表示为：SA+10:0
• 用T命令单步执行程序中的每一条指令， 并观察每条指令的执行结果
• 到了int21  我们要用p命令执行