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1、子程序及模块化程序设计第1页，本讲稿共29页8.1子程序设计方法子程序设计方法 子程序子程序:在许多应用程序中，常常需要多在许多应用程序中，常常需要多次使用某功能的指令序列。这时，为了减次使用某功能的指令序列。这时，为了减少重复编写程序，节省内存空间，把这一少重复编写程序，节省内存空间，把这一功能的指令序列组成一个相对独立的程序功能的指令序列组成一个相对独立的程序段。在程序运行时，如果需要使用这个给段。在程序运行时，如果需要使用这个给定的功能，就转移到这个独立的程序段，定的功能，就转移到这个独立的程序段，待这个独立的程序段指令序列执行完后，待这个独立的程序段指令序列执行完后，又返回到原来位置继
2、续运行程序。我们把又返回到原来位置继续运行程序。我们把这个相对独立的程序段就叫子程序或过程。这个相对独立的程序段就叫子程序或过程。第2页，本讲稿共29页 调用程序调用程序:编制程序时，按需要转向子程序，编制程序时，按需要转向子程序，称为子程序调用，或称为过程调用。调用称为子程序调用，或称为过程调用。调用子程序的程序称为调用程序或主程序。主、子程序的程序称为调用程序或主程序。主、子程序是相对而言的。但子程序一定是受子程序是相对而言的。但子程序一定是受调用程序或主程序调用的。调用程序或主程序调用的。第3页，本讲稿共29页n n8.1.1 8.1.1 子程序定义子程序定义子程序定义子程序定义 格式：
3、格式：格式：格式：过程名过程名过程名过程名 PROC NEAR/FARPROC NEAR/FAR 过程名过程名过程名过程名 ENDPENDP其中其中其中其中PROCPROC表示过程定义开始，表示过程定义开始，表示过程定义开始，表示过程定义开始，ENDPENDP表示过程定义结束。表示过程定义结束。表示过程定义结束。表示过程定义结束。一般过程名同标号一样，具有三种属性，即段属性、偏移地一般过程名同标号一样，具有三种属性，即段属性、偏移地一般过程名同标号一样，具有三种属性，即段属性、偏移地一般过程名同标号一样，具有三种属性，即段属性、偏移地址属性以及类型属性。而类型属性可指定为址属性以及类型属性。而
4、类型属性可指定为址属性以及类型属性。而类型属性可指定为址属性以及类型属性。而类型属性可指定为NEARNEAR或或或或FARFAR两两两两种类型。具有种类型。具有种类型。具有种类型。具有NEARNEAR属性的子程序与调用程序应在同一个属性的子程序与调用程序应在同一个属性的子程序与调用程序应在同一个属性的子程序与调用程序应在同一个逻辑段中，而具有逻辑段中，而具有逻辑段中，而具有逻辑段中，而具有FARFAR属性的子程序和调用程序不在同一个属性的子程序和调用程序不在同一个属性的子程序和调用程序不在同一个属性的子程序和调用程序不在同一个逻辑段内。若为逻辑段内。若为逻辑段内。若为逻辑段内。若为NEARNE
5、AR类型属性时可以省略类型属性时可以省略类型属性时可以省略类型属性时可以省略“NEARNEAR”。第4页，本讲稿共29页n n8.1.2 子程序的调用与返回子程序的调用与返回 1段内调用段内调用 子程序调用可以在段内调用，也可以在段间子程序调用可以在段内调用，也可以在段间调用。如果是段内调用，则在过程定义时，调用。如果是段内调用，则在过程定义时，必须定义为必须定义为NEAR类型。这时，过程定义类型。这时，过程定义可放在代码段中，置于主程序体之前或之可放在代码段中，置于主程序体之前或之后。后。第5页，本讲稿共29页n n2 2段间调用段间调用段间调用段间调用 子程序如果段间调用时，必须定义为子程
6、序如果段间调用时，必须定义为子程序如果段间调用时，必须定义为子程序如果段间调用时，必须定义为FARFAR类型。类型。类型。类型。段间调用通常用于不同模块之间的调用。段间调用通常用于不同模块之间的调用。段间调用通常用于不同模块之间的调用。段间调用通常用于不同模块之间的调用。编写不同模块的段间调用程序，应该注意以下几个个问编写不同模块的段间调用程序，应该注意以下几个个问编写不同模块的段间调用程序，应该注意以下几个个问编写不同模块的段间调用程序，应该注意以下几个个问题：题：题：题：（1 1）主程序模块和子程序模块分别汇编，然后用连接程序）主程序模块和子程序模块分别汇编，然后用连接程序）主程序模块和子
7、程序模块分别汇编，然后用连接程序）主程序模块和子程序模块分别汇编，然后用连接程序将它们连接在一起。将它们连接在一起。将它们连接在一起。将它们连接在一起。（2 2）在主程序模块中，主程序所调用的外部过程名必须）在主程序模块中，主程序所调用的外部过程名必须）在主程序模块中，主程序所调用的外部过程名必须）在主程序模块中，主程序所调用的外部过程名必须用用用用EXTRNEXTRN伪指令说明。伪指令说明。伪指令说明。伪指令说明。（3 3）在过程模块中，提供给外段调用的过程名必须用）在过程模块中，提供给外段调用的过程名必须用）在过程模块中，提供给外段调用的过程名必须用）在过程模块中，提供给外段调用的过程名必
8、须用PUBLICPUBLIC伪指令说明。伪指令说明。伪指令说明。伪指令说明。（4 4）模块间其它公用符号名及外部符号名的定义不）模块间其它公用符号名及外部符号名的定义不）模块间其它公用符号名及外部符号名的定义不）模块间其它公用符号名及外部符号名的定义不可缺少。可缺少。可缺少。可缺少。第6页，本讲稿共29页n n8.1.3 现场保护与恢复现场保护与恢复 要保护的寄存器：要保护的寄存器：应该是在子程序中将被使用，返回调用程序后应该是在子程序中将被使用，返回调用程序后仍然需要使用其原有内容的那些寄存器。即保仍然需要使用其原有内容的那些寄存器。即保护调用程序和子程序两者在使用上发生冲突的护调用程序和子
9、程序两者在使用上发生冲突的那些寄存器。但在编程时，一时很难弄清哪些那些寄存器。但在编程时，一时很难弄清哪些是有冲突的寄存器，一种较为简单的方法是把是有冲突的寄存器，一种较为简单的方法是把所有的寄存器均加以保护。所有的寄存器均加以保护。第7页，本讲稿共29页n n8.1.4 主程序与子程序的参数传递主程序与子程序的参数传递 主程序在调用子程序前，必须把需要子程序处主程序在调用子程序前，必须把需要子程序处理的原始数据传递给子程序，即为子程序准备理的原始数据传递给子程序，即为子程序准备入口参数。子程序根据入口参数进行一系列处入口参数。子程序根据入口参数进行一系列处理之后得到处理结果，该结果必须送给调
10、用它理之后得到处理结果，该结果必须送给调用它的主程序，即提供出口参数以便主程序使用。的主程序，即提供出口参数以便主程序使用。这种主程序为子程序准备入口参数，子程序为这种主程序为子程序准备入口参数，子程序为主程序提供出口参数的过程称为参数传递。主程序提供出口参数的过程称为参数传递。第8页，本讲稿共29页n n主程序与子程序之间传递参数的方式是事先约主程序与子程序之间传递参数的方式是事先约定好的。每一个子程序设计之前，必须确定其定好的。每一个子程序设计之前，必须确定其入口参数到哪里去取，处理后的结果送往何处。入口参数到哪里去取，处理后的结果送往何处。一旦子程序按此约定设计出来，无论在何处对一旦子程
11、序按此约定设计出来，无论在何处对它进行调用都必须满足子程序的要求，否则，它进行调用都必须满足子程序的要求，否则，子程序将无法正常运行，或者得不到正确的结子程序将无法正常运行，或者得不到正确的结果。果。n n传递参数的多少反映程序模块间的耦合程度。传递参数的多少反映程序模块间的耦合程度。根据实际情况，子程序可以只有入口参数或只根据实际情况，子程序可以只有入口参数或只有出口参数，也可以入口参数和出口参数同时有出口参数，也可以入口参数和出口参数同时存在。常用的参数传递方式有三种：寄存器传存在。常用的参数传递方式有三种：寄存器传递、存储单元传递和堆栈法传递。递、存储单元传递和堆栈法传递。第9页，本讲稿
12、共29页n n1利用寄存器传递参数利用寄存器传递参数n n 用寄存器传递参数就是将子程序的入口用寄存器传递参数就是将子程序的入口参数和出口参数都放在约定的寄存器中。参数和出口参数都放在约定的寄存器中。此法的优点是信息传递快，编程也较方便，此法的优点是信息传递快，编程也较方便，并且节省内存单元。但由于寄存器个数有并且节省内存单元。但由于寄存器个数有限，而且在处理过程中要经常使用寄存器，限，而且在处理过程中要经常使用寄存器，如果要传递的参数很多，将导致无空闲寄如果要传递的参数很多，将导致无空闲寄存器供编程用，所以此法只适用于要传递存器供编程用，所以此法只适用于要传递的参数较少的情况。的参数较少的情
13、况。第10页，本讲稿共29页n n2利用存储器传递参数利用存储器传递参数n n 用存储单元传递参数就是将入口参数和用存储单元传递参数就是将入口参数和出口参数都放到事先约定好的存储单元之出口参数都放到事先约定好的存储单元之中。此法的优点是参数传递的数量不受限中。此法的优点是参数传递的数量不受限制，每个参数都有独立的存储单元，编写制，每个参数都有独立的存储单元，编写程序时不易出错。缺点是要占用一定数量程序时不易出错。缺点是要占用一定数量的存储单元。的存储单元。第11页，本讲稿共29页n n3 3利用堆栈传递参数利用堆栈传递参数利用堆栈传递参数利用堆栈传递参数n n该方法是利用堆栈作为主程序和子程序
14、之间传递参数的该方法是利用堆栈作为主程序和子程序之间传递参数的该方法是利用堆栈作为主程序和子程序之间传递参数的该方法是利用堆栈作为主程序和子程序之间传递参数的工具。优点是参数不占用寄存器，也无需另开辟存储单工具。优点是参数不占用寄存器，也无需另开辟存储单工具。优点是参数不占用寄存器，也无需另开辟存储单工具。优点是参数不占用寄存器，也无需另开辟存储单元，将参数存放在公用的堆栈区，处理完之后堆栈恢复元，将参数存放在公用的堆栈区，处理完之后堆栈恢复元，将参数存放在公用的堆栈区，处理完之后堆栈恢复元，将参数存放在公用的堆栈区，处理完之后堆栈恢复原状，不影响其他程序段使用堆栈。缺点是由于参数和原状，不影
15、响其他程序段使用堆栈。缺点是由于参数和原状，不影响其他程序段使用堆栈。缺点是由于参数和原状，不影响其他程序段使用堆栈。缺点是由于参数和子程序的返回地址混杂在一起，访问参数时必须准确地子程序的返回地址混杂在一起，访问参数时必须准确地子程序的返回地址混杂在一起，访问参数时必须准确地子程序的返回地址混杂在一起，访问参数时必须准确地计算它们在堆栈内的位置。如果操作不慎，在执行计算它们在堆栈内的位置。如果操作不慎，在执行计算它们在堆栈内的位置。如果操作不慎，在执行计算它们在堆栈内的位置。如果操作不慎，在执行RETRET指令时，栈顶存放的可能不是返回地址，从而导致指令时，栈顶存放的可能不是返回地址，从而导
16、致指令时，栈顶存放的可能不是返回地址，从而导致指令时，栈顶存放的可能不是返回地址，从而导致运行混乱。由此可见，使用该方法编制程序比较复杂。运行混乱。由此可见，使用该方法编制程序比较复杂。运行混乱。由此可见，使用该方法编制程序比较复杂。运行混乱。由此可见，使用该方法编制程序比较复杂。第12页，本讲稿共29页8.2子程序设计举例子程序设计举例n n见教材见教材第13页，本讲稿共29页8.3子程序的嵌套与递归 n n1.子程序的嵌套子程序的嵌套 主程序可以调用子程序，子程序还可以再去主程序可以调用子程序，子程序还可以再去调用另一个子程序，这种情况称为子程序调用另一个子程序，这种情况称为子程序的嵌套。
17、子程序嵌套的层数没有限制，只的嵌套。子程序嵌套的层数没有限制，只要堆栈空间允许即可。要堆栈空间允许即可。嵌套子程序的设计与调用方法与前面介绍的嵌套子程序的设计与调用方法与前面介绍的子程序设计与调用方法一致。子程序设计与调用方法一致。第14页，本讲稿共29页要特别注意以下几点：要特别注意以下几点：n n调用指令调用指令CALL与返回指令与返回指令RET必须成对使用。必须成对使用。n n用寄存器传递参数或作为工作单元时，要及时用寄存器传递参数或作为工作单元时，要及时保存和恢复寄存器内容。保存和恢复寄存器内容。n n若程序中用到堆栈，要注意堆栈的正确操作方若程序中用到堆栈，要注意堆栈的正确操作方法。
18、法。第15页，本讲稿共29页n n2.子程序的递归调用子程序的递归调用n n子程序的递归调用是指一个子程序直接或子程序的递归调用是指一个子程序直接或间接地调用自己。递归子程序一般对应于间接地调用自己。递归子程序一般对应于数学上对函数的递归定义，它往往能设计数学上对函数的递归定义，它往往能设计出效率较高的程序，完成相当复杂的计算，出效率较高的程序，完成相当复杂的计算，递归调用要注意必须有结束递归调用的判递归调用要注意必须有结束递归调用的判断语句。这里以阶层函数为例，说明递归断语句。这里以阶层函数为例，说明递归子程序的设计方法。子程序的设计方法。第16页，本讲稿共29页8.4模块化程序设计模块化程
19、序设计 模块化程序设计在编程中有重要的作用。当模块化程序设计在编程中有重要的作用。当多人要合作编写一个较大的软件时，要把多人要合作编写一个较大的软件时，要把软件划分为多个模块，再定义各模块之间软件划分为多个模块，再定义各模块之间的接口，然后各自完成自己的模块，最后的接口，然后各自完成自己的模块，最后还要把各模块链接在一起组成软件。还要把各模块链接在一起组成软件。第17页，本讲稿共29页n n8.4.1 基本思想和主要步骤基本思想和主要步骤 模块化程序设计的本质思想是自顶向下、模块化程序设计的本质思想是自顶向下、逐步求精。在完成一个大的任务时，将大逐步求精。在完成一个大的任务时，将大任务划分为多
20、个功能模块，必要时还要将任务划分为多个功能模块，必要时还要将这些模块划分为更小的功能模块。这些模块划分为更小的功能模块。第18页，本讲稿共29页n n 模块化程序设计的步骤：模块化程序设计的步骤：模块化程序设计的步骤：模块化程序设计的步骤：（）根据整个程序应达到的功能，将其划分为不同层次（）根据整个程序应达到的功能，将其划分为不同层次（）根据整个程序应达到的功能，将其划分为不同层次（）根据整个程序应达到的功能，将其划分为不同层次的功能模块，并画出层次图。的功能模块，并画出层次图。的功能模块，并画出层次图。的功能模块，并画出层次图。（）确定每个功能模块的任务，确定如何在功能模块中（）确定每个功能
21、模块的任务，确定如何在功能模块中（）确定每个功能模块的任务，确定如何在功能模块中（）确定每个功能模块的任务，确定如何在功能模块中建立段，以及确定各个定位方式、组合方式和建立段，以及确定各个定位方式、组合方式和建立段，以及确定各个定位方式、组合方式和建立段，以及确定各个定位方式、组合方式和“类别类别类别类别”，以便与其他的段适当组合。以便与其他的段适当组合。以便与其他的段适当组合。以便与其他的段适当组合。（）确定每个功能模块与其他相关功能模块之间如何通信。（）确定每个功能模块与其他相关功能模块之间如何通信。（）确定每个功能模块与其他相关功能模块之间如何通信。（）确定每个功能模块与其他相关功能模块
22、之间如何通信。（）编制各个程序模块，包括给出程序模块的说明；将各（）编制各个程序模块，包括给出程序模块的说明；将各（）编制各个程序模块，包括给出程序模块的说明；将各（）编制各个程序模块，包括给出程序模块的说明；将各个程序模块分别做汇编，生成各自的模块和可执行模块并调个程序模块分别做汇编，生成各自的模块和可执行模块并调个程序模块分别做汇编，生成各自的模块和可执行模块并调个程序模块分别做汇编，生成各自的模块和可执行模块并调试。试。试。试。（）使用连接程序将各个目标模块连接起来形成一个可执（）使用连接程序将各个目标模块连接起来形成一个可执（）使用连接程序将各个目标模块连接起来形成一个可执（）使用连接
23、程序将各个目标模块连接起来形成一个可执行模块并做整体调试。行模块并做整体调试。行模块并做整体调试。行模块并做整体调试。第19页，本讲稿共29页n n8.4.2 模块间通信的基本方法模块间通信的基本方法n n在多个模块间的协同工作中，一个模块在多个模块间的协同工作中，一个模块可能要引用另一模块中定义的符号常量、可能要引用另一模块中定义的符号常量、变量、标号及过程名等标识符。在定义了变量、标号及过程名等标识符。在定义了可为其他模块引用的标识符的模块中使用可为其他模块引用的标识符的模块中使用PUBLIC伪指令；在需引用其他模块所定伪指令；在需引用其他模块所定义的标识符的模块中使用义的标识符的模块中使
24、用EXTRN伪指令。伪指令。第20页，本讲稿共29页n n1.PUBLIC伪指令伪指令PUBLIC 标识符，标识符标识符，标识符；说明公共标识符说明公共标识符 表示这些标识符是本模块定义、可被外部模表示这些标识符是本模块定义、可被外部模块引用的公共标识符，可以是变量名、标块引用的公共标识符，可以是变量名、标号、过程名以及由号、过程名以及由EQU（或（或=）定义的符）定义的符号名。号名。第21页，本讲稿共29页n n2.EXTRN伪指令伪指令 EXTRN 标识符：类型，标识符：类型，标识符：类型，标识符：类型；说明；说明外部标识符外部标识符 表示这些标识符是外部模块定义、本模块要引用表示这些标识
25、符是外部模块定义、本模块要引用的外部标识符，主要类型包括：的外部标识符，主要类型包括：NEAR和和FAR（用于过程）。（用于过程）。BYTE、WORD、DWORD等（用于变量）。等（用于变量）。下面我们通过实例来说明模块间通信的方式。下面我们通过实例来说明模块间通信的方式。第22页，本讲稿共29页n n8.4.3子程序库建立和使用的方法子程序库建立和使用的方法n n库文件对学过库文件对学过C/C+语言程序设计的读者语言程序设计的读者来说应该是不会陌生的，该语言的程序设来说应该是不会陌生的，该语言的程序设计环境提供了大量的库文件，也就是说，计环境提供了大量的库文件，也就是说，提供了大量的标准函数
26、或过程。提供了大量的标准函数或过程。第23页，本讲稿共29页 假设现有目标文件假设现有目标文件sub1.obj、sub2.obj和和sub3.obj，要用它们建立库文件，要用它们建立库文件mylib.lib。可用下列方法来建立该库文件：可用下列方法来建立该库文件：方法方法1：所有目标文件都准备好了，可一次性把：所有目标文件都准备好了，可一次性把它们加入到库文件中它们加入到库文件中 lib mylib+sub1+sub2+sub3 方法方法2：随着目标文件的逐个生成，而依次把它：随着目标文件的逐个生成，而依次把它们加入到库文件中们加入到库文件中 lib mylib+sub1lib mylib+s
27、ub2lib mylib+sub3第24页，本讲稿共29页 假如源文件假如源文件假如源文件假如源文件sub3.asmsub3.asm已修改，并也生成了新的目标文已修改，并也生成了新的目标文已修改，并也生成了新的目标文已修改，并也生成了新的目标文件件件件sub3.objsub3.obj，这时，就需要把库文件，这时，就需要把库文件，这时，就需要把库文件，这时，就需要把库文件mylib.libmylib.lib中的中的中的中的sub3.objsub3.obj替换成新的目标文件。于是，可用下面命令来实替换成新的目标文件。于是，可用下面命令来实替换成新的目标文件。于是，可用下面命令来实替换成新的目标文件
28、。于是，可用下面命令来实现替换：现替换：现替换：现替换：liblib mylib mylib -+sub3-+sub3 当提示输入目标库文件名当提示输入目标库文件名当提示输入目标库文件名当提示输入目标库文件名(Output library)(Output library)时，可按时，可按时，可按时，可按“回车回车回车回车”用默认的原库文件名。用默认的原库文件名。用默认的原库文件名。用默认的原库文件名。如果想查看库文件如果想查看库文件如果想查看库文件如果想查看库文件mylib.libmylib.lib中各文件的大小和存放的先后中各文件的大小和存放的先后中各文件的大小和存放的先后中各文件的大小和存
29、放的先后次序，可用下列命令：次序，可用下列命令：次序，可用下列命令：次序，可用下列命令：liblib mylib,list mylib,list;把库文件把库文件把库文件把库文件mylib.libmylib.lib中的文件结中的文件结中的文件结中的文件结构生成到文件构生成到文件构生成到文件构生成到文件listlist中中中中type type listlist第25页，本讲稿共29页n n8.4.4 汇编语言与高级语言的接口汇编语言与高级语言的接口 C/C+语言是一个被广泛使用的程序设计语言是一个被广泛使用的程序设计语言，它不仅具有良好的高级语言特征，语言，它不仅具有良好的高级语言特征，而且还
30、具有一些低级语言的特点，如：寄而且还具有一些低级语言的特点，如：寄存器变量、位操作等。所以，存器变量、位操作等。所以，C语言的程序语言的程序与汇编语言程序之间能很平滑地衔接。另与汇编语言程序之间能很平滑地衔接。另外，目前主要的外，目前主要的C语言程序开发环境，也都语言程序开发环境，也都提供了很好的混合编程手段。提供了很好的混合编程手段。第26页，本讲稿共29页n n在C语言中，嵌入汇编语言的语法如下(*)：n nasm n n注意：这里的分号;不是汇编语言中起注释作用的分号，而是作为语句的分隔符。第27页，本讲稿共29页n n若若C语言源程序中嵌入一条汇编语句，则可按语言源程序中嵌入一条汇编语句，则可按下列方式来做：下列方式来做：asm mov ax,data 若要嵌入一组汇编语句，则需要用括号若要嵌入一组汇编语句，则需要用括号和和把它们括起来。把它们括起来。asm movax,data1 xchgax,data2 movdata1,ax/实现整实现整型变量型变量data1和和data2之值的交换之值的交换 第28页，本讲稿共29页第29页，本讲稿共29页