第三章 汇编语言基础
本章聚焦 Microsoft MASM 汇编程序的基础组成，目标是：
- 常数、变量的定义方式；
- 数字和字符常量的格式；
- 汇编程序的编写、运行流程；
- 利用 Visual Studio 调试器分析程序，调试的重要性。
汇编语言以 “硬件透明性” 著称：
- 优势：程序员能直接观察 CPU 寄存器、标志位等硬件状态，对程序运行细节完全掌控；
- 代价：需手动处理 数据表示细节（如进制、类型）和 指令格式（如语法、操作数规则），开发层次更贴近硬件。
基本语言元素
第一个汇编程序
汇编程序：AddTwo 解析：
程序功能：计算 5+6，结果存入寄存器：
1: main PROC
2: mov eax,5 ; 将数字5送入eax寄存器
3: add eax,6 ; eax寄存器加6
4:
5: INVOKE ExitProcess,0 ; 程序结束
6: main ENDP| 行号 | 代码 | 功能解释 |
|---|---|---|
| 1 | main PROC | 定义名为 main 的过程（程序入口） |
| 2 | mov eax, 5 | 将数字 5 送入 eax 寄存器 |
| 3 | add eax, 6 | eax 寄存器的值加 6（结果为 11） |
| 5 | INVOKE ExitProcess, 0 | 调用系统函数退出程序（参数 0 表示正常退出） |
| 6 | main ENDP | 结束 main 过程 |
- 寄存器
eax：- x86 架构的通用寄存器，常用于算术运算（此处作为“累加器”存储中间结果）。
- 指令语法：
mov是数据传送指令（目的操作数, 源操作数）；add是加法指令（目的操作数 += 源操作数）；INVOKE是 MASM 伪指令，用于调用系统函数（需提前引入相关库，本章后续会补充）。
- 程序缺陷：
当前代码 无法直接运行，因为缺少 环境声明（如引入 Windows 系统头文件、定义程序入口点等）。
程序结构：数据段与代码段分离
汇编程序通过 “段标记” 区分 数据存储区 和 指令执行区：
.data段：专门存放变量（如sum），属于静态数据区；.code段：专门存放可执行指令（如mov、add），属于代码执行区。
数据段：变量 sum 的定义
1: .data ; 标记数据段开始（存放变量、常量）
2: sum DWORD 0 ; 定义变量 sum：
; - 名称：sum
; - 类型：DWORD（32 位，4 字节，相当于 C 的 unsigned int 或 int）
; - 初始值：0
3:DWORD的意义：
汇编中是 “大小关键字”，仅规定变量占 32 位内存，不限制存储内容（可以是整数、地址、二进制数据等），与 C/C++ 的int不同（后者隐含类型检查）。
类似关键字还有：BYTE（8 位）、WORD（16 位）、QWORD（64 位）等。
代码段：指令执行流程
4: .code ; 标记代码段开始（存放可执行指令）
5: main PROC ; 定义过程 main（程序入口，类似 C 的 main 函数）
6: mov eax,5 ; ① 将 5 送入 eax 寄存器
7: add eax,6 ; ② eax = 5 + 6 = 11
8: mov sum,eax ; ③ 将 eax 的值（11）存入变量 sum
9:
10: INVOKE ExitProcess,0 ; ④ 调用系统函数退出程序（参数 0 表示正常退出）
11: main ENDP ; 结束过程 main汇编与高级语言的核心差异
类型的“弱约束”：
汇编的DWORD只规定内存大小，不检查数据含义（比如可以存整数11，也可以存地址0x0000000B），完全由程序员控制。
而 C 的int隐含“整数”的语义，编译器会做类型检查。直接操作硬件：
指令mov eax,5直接操作 CPU 寄存器eax，mov sum,eax直接操作内存变量，体现了汇编 “硬件级可控” 的特点。
程序的进化：从“寄存器存结果”到“变量存结果”
- 前序例子中，加法结果仅存于
eax寄存器（程序退出后数据丢失）； - 本例子通过 定义变量
sum并执行mov sum,eax，将结果永久存入内存（数据区），更贴近实际程序的“数据持久化”需求。
综上，这段代码体现了汇编语言 “底层可控、类型弱约束” 的核心特性。
整数变量
整数常量（整数字面量）由三部分构成：
[{+ | -}] digits [ radix ]{+ | -}：可选符号（+或-，二选一，大括号表示必选其一）；digits：数字序列（必填，如123、FF等）；[radix]：可选基数字符（标记进制，方括号表示可选）。
语法符号说明（Microsoft 约定）
- 方括号
[]：内部内容可选（可写可不写）； - 大括号
{}+|：内部是互斥选项，必须选其中一个（如{+ | -}表示选+或-）； - 斜体
digits：需替换为具体值（如实际数字12、AB等）。
基数字符与对应进制
MASM 通过 后缀字符 标记整数的进制，常用规则如下（表格梳理）：
| 基数字符 | 对应进制 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|---|
h | 十六进制 | 1Ah、0A3h | 字母开头需加前置 0（见下文） |
q / o | 八进制 | 42q、42o | q 避免与数字 0 混淆 |
d | 十进制 | 26、26d | 可省略（默认十进制） |
b | 二进制 | 11010011b | 必须显式添加 b |
备注：表格中 r（编码实数）、t（十进制备用）、y（二进制备用）较少使用，优先记常用符号。
示例
| 常量 | 基数字符 | 进制 | 十进制值计算 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
26 | 无 | 十进制 | 26 | 默认十进制 |
26d | d | 十进制 | 26 | 显式标记十进制 |
11010011b | b | 二进制 | 1*2⁷+1*2⁶+0+1*2⁴+0+0+1*2¹+1=211 | 必须加 b，否则当十进制 |
42q | q | 八进制 | 4*8 + 2 = 34 | q 代表八进制 |
42o | o | 八进制 | 4*8 + 2 = 34 | o 也代表八进制 |
1Ah | h | 十六进制 | 1*16 + 10 = 26 | A 是十六进制数字（10） |
0A3h | h | 十六进制 | 0*16² + 10*16 + 3 = 163 | 以字母 A 开头，需加前置 0（否则汇编器会误判为标识符） |
- 十六进制的特殊处理：
若十六进制数 以字母开头（如Ah、B3h），必须加 前置0（如0Ah、0B3h），否则汇编器会将其视为标识符（如变量名），导致语法错误。
整数常量表达式
整型常量表达式是 仅包含整数常量和算术运算符 的表达式，在汇编阶段（编译时）计算，结果必须是 32 位整数（范围：0 ~ FFFFFFFFh，即无符号 0~2³²⁻¹，或有符号 -2³¹~2³¹⁻¹，取决于上下文）。
算术运算符与优先级
MASM 规定运算符优先级 从高到低 如下（优先级数字越小，执行越早）：
| 优先级 | 运算符 | 名称 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | () | 圆括号 | 强制改变运算顺序 | (4+2)*6 先算括号 |
| 2 | +（一元）、-（一元） | 一元加、减 | 对单个操作数取符号 | -5（把 5 变为 -5） |
| 3 | *、/、MOD | 乘、整数除、取模 | 除法截断小数，模取余数 | 16/5=3，25 MOD 3=1 |
| 4 | +（二元）、-（二元） | 加、减 | 对两个操作数运算 | 5-3 |
示例
表达式的执行顺序 由优先级决定，优先级相同则 从左到右 计算：
4 + 5 * 2：- 优先级：
*（3）>+（4）→ 先算5*2=10，再算4+10=14。
- 优先级：
12 - 1 MOD 5：- 优先级：
MOD（3）>-（4）→ 先算1 MOD 5=1，再算12-1=11。
- 优先级：
-5 + 2：- 优先级：
-（一元，2）>+（4）→ 先算-5（一元减），再算-5+2=-3。
- 优先级：
(4 + 2) * 6：- 括号强制优先级 → 先算
4+2=6，再算6*6=36。
- 括号强制优先级 → 先算
四、有效表达式的值计算（细节拆解）
下表中表达式的计算需结合 整数运算规则（除法截断、模取余）：
| 表达式 | 计算步骤 | 结果 |
|---|---|---|
16/5 | 整数除法：16÷5=3.2 → 截断小数，得 3 | 3 |
-(3+4)*(6-1) | ① 括号：3+4=7，6-1=5；② 一元减：-7；③ 乘法：-7*5=-35 | -35 |
-3 + 4*6 - 1 | ① 乘法：4*6=24；② 从左到右加减：-3+24=21，21-1=20 | 20 |
25 mod 3 | 整数取模：25÷3 商 8 余 1 → 得 1 | 1 |
五、实用建议：用括号明确顺序
汇编器严格遵循优先级，但 人类容易记错规则。因此：
尽量用圆括号包裹运算子表达式，明确执行顺序（如
(a + b) * c比a + b * c更直观），减少调试成本。
掌握整型常量表达式的核心是 理解优先级对运算顺序的影响，以及 汇编时计算（编译期确定值） 的特性。这决定了表达式只能用常量（不能用变量），且结果在编译阶段就被替换，是汇编优化的基础。
Tuntun Yuchiha