拓展：汇编语言的子程序

一个近（near）调用的程序

　　一个简单的包含子程序的汇编程序是：

; 要设置栈段，以便于call和ret指令使用
assume cs:code, ss:stack
stack segment
       db  16 dup (0)
stack ends
code segment
start: mov ax,stack       
       mov ss,ax
       mov sp,16
       mov ax,1000
       call s        ;调用子程序
       mov ax,4c00h
       int 21h 
    s: add ax,ax 　　 ;子程序开始
       ret　　　　　　　;子程序返回
code ends
end start

　　编译、连接后，用debug观察到：

　　从call对应的机器指令中，可以看到这是一种近（near）调用，机器指令EB0500中可以取出要调用的子程序，其偏移地址的位移是0005。
　　进一步，用t命令，可以观察在调用子程序时，栈的变化过程，从而深刻理解子程序的机理。

一个远（far）调用的程序

assume cs:code, ss:stack
stack segment
       db  16 dup (0)
stack ends
code segment
start: mov ax,stack
       mov ss,ax
       mov sp,16
       mov ax,1000
       call far ptr s  ;在这儿变为远调用
       mov ax,4c00h
       int 21h
    s: add ax,ax
       ret
code ends
end start

　　编译、连接，用debug载入后，我们观察：

　　这就是远调用！在机器指令中，直接指定了子程序的CS和IP。
　　继续单步执行，观察在调用过程中栈的变化。这个观察，对我们了解程序设计中的子程序机制非常重要。

提高程序的可读性

　　下面，要将程序变个样。话从何说起呢？我怀念C语言中的{}了。将一段逻辑上相关的代码，放在{}中，看起来就有边有沿的，整齐，带来的好处，可读性提高，更关键的好处，程序的可读性提高。
　　于是有了下面的写法。

assume cs:code, ss:stack
stack segment
       db  16 dup (0)
stack ends
code segment

main proc     ;这是我们的主程序
start: mov ax,stack
       mov ss,ax
       mov sp,16
       mov ax,1000
       call far ptr s  ;依然用s标识调用的入口
       mov ax,4c00h
       int 21h
main endp

subp proc   ;这个作为子程序
    s: add ax,ax
       ret
subp endp

code ends
end start

　　从中看到，一个程序，分为若干个子程序，每个子程序长下面的样子：

名称 proc
  …… ;实现逻辑功能的指令  
  (ret)
名称 endp

　　最为关键的就是，将一段程序，我们认为是逻辑功能独立的子程序，用两个关键字，proc和endp，包围成了一个整体。
　　子程序的名称，其实质也是代码的地址。如果子程序就是从第一条指令开始，按下面的写法也行：

assume cs:code, ss:stack
stack segment
       db  16 dup (0)
stack ends
code segment

main proc
start: mov ax,stack
       mov ss,ax
       mov sp,16
       mov ax,1000
       call far ptr subp 　;子程序的名称也就是子程序第一条指令的地址
       mov ax,4c00h
       int 21h
main endp

subp proc
    s: add ax,ax
       ret
subp endp

code ends
end start

冥冥中，我看到我C中的：

int main()
{
      ...
      subp();
      ...
}
void subp()
{
 　　  ...
}

　　模块化的味道出来了吧？
　　我们更进一步！

汇编程序的多文件组织

　　有人说，汇编只能编小程序。
　　我替我汇说：不服！
　　当编大程序时，分模块做就行了。更关键的，从工程组织的角度，高级语言能够将代码分别写在多个文件中，汇编语言照样能这么干！
　　怕有人郁闷，我悄悄地告诉大家，这一招，高级语言是从汇编语言处学的。其实，编程技术都是相通的，大家不要搞得不像一家人。
　　把上面的程序，分在两个文件中，一个文件中一个子程序：
　　step 1：建立“主程序”文件

;保存为p1.asm，这个文件中包括栈定义，以及“主程序”main
extrn subp:far      ;声明在程序中要用到的subp是一个“外部”名称，要作为个far型的地址值
                    ;这个声明必须有，可以上机试，看不加时有何提示
assume cs:code, ss:stack
stack segment stack
       db  16 dup (0)
stack ends
code segment

main proc
start: mov ax,stack
       mov ss,ax
       mov sp,16
       mov ax,1000
       call far ptr subp
       mov ax,4c00h
       int 21h
main endp

code ends
end start

　　将p1.asm单独编译：

　　强烈建议：将extrn subp:far省略掉，看看会出现什么？
　　step 2：建立“子程序”文件

;保存为p2.asm，这个文件中是“子程序”subp的定义
public subp   　;声明subp将作为公共(public)符号，可以被外部访问
                ;试着将这个声明去掉，它不影响编译，但会影响连接（想想，为什么？）
assume cs:code
code segment
subp proc
  s: add ax,ax
     ret
subp endp
code ends
end

　　　编译p2.asm：
　　step 3：连接
　　上述的两个.asm经过编译后，产生了两个.obj文件，分别是p1.obj和p2.obj。现在要做的工作，就是把这两个目标文件连接成一个可执行文件。
　　用的命令是：

　　连接的结果，产生了可执行文件p1.exe。
　　同学们，知道“连接”是什么意思了吧？再来多个文件，继续”+”好了。大工程，真的不惧。
　　提示：将step 2中的public subp去掉，看看连接中会出现什么问题。进一步思考，在连接中有什么要求
　　step 4：运行程序
　　驾轻就熟的事情，debug就行。
　　
　　“子程序”的代码哪去了？
　　可以发现，现在只是“主程序”的代码，主程序在076B段，而子程序，从子程序调用的指令看，在076D段。
　　继续看：

　　呵呵，这就找到了。

总结

　　本文用一个很简单的例子，介绍了汇编语言引入子程序后，程序的结构，以及多文件组织的形式。程序简单了些，但道理都在里面呢。
　　可以做一个练习，主程序调用子程序玩一玩。
　　
【练习】
　　编制一个子程序，求$y=x^4$，自变量 $x$ 为字节，应变量$y$可以在一个字内存放而不溢出 参考解答
　　（1）版本1：子程序的参数由寄存器dl提供，返回结果在ax中；
　　（2）版本2：子程序不变，主程序中提供如下数据区，在主程序中，循环调用子程序，完成$y=x^4$的求解，并将结果存入在相应的数据区：

data segment
     x db 1,2,3,4,5,6,7,8
     y dw 0,0,0,0,0,0,0,0
data ends

　　（3）版本3：数据区不变，子程序完成全部8个数据的求解任务，主程序只调用一次子程序即可。数据x的起始偏移地址由si提供，存放结果的y的偏移地址，由di提供，在调用前，由主程序为子程序提供si、di值。
　　（4）版本4：将上面的程序按多文件的方式存放。