汇编语言的艺术之三:基本认识

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摘要:第一节 应用工具一、对程式的认识写作程式不难,但要写出好程式却不容易。这就好像画图一样,人人都能画,而画出来的图却可能有天壤之别。想作一个好画家,首先要有观察及分析的能力,面对着杂乱的事物,先整理出头绪,找到主题。再在画布上勾出轮廓,这叫做……

第二节  工作环境

一、系统空间

IBM PC的记忆区定址,是采用倒装方式 (Big Endian) ,即定址值系由大到小,不同于一般由小而大(Little Endian) 的定址常识。

不论当初如此设计的目的何在,这种与人的习惯相反的观念,给写作组合语言者带来极大的困扰。不仅初学者常莫明其妙,连我个人多年来一直与图形处理为伍,都感到汗颜。每次在处理图形时,一定要将原图画在纸上,对照参详,才能瞭解是怎么回事。

举例说,有个图形值在AX中,要写进 DI 所指记忆区位置中,写完以后,AX要向右移一位再继续写,直到CX=0。

这是一个非常简单,而且经常用到的动作,可是在使用「倒装定址」时,麻烦就来了。

假设AX值为4567H ,DI指向记忆区2000H ,倒装的放法,是先将AL的值放进2000H 的记忆单位中,再将AH放进2001H 的记忆单位里。如果从由小到大的定址观点来看,这就等于是在2000H 中放了一个十六位元的值6745H 。

这倒不打紧,因为再从记忆位址2000H 中放回 AX 时,仍然成为4567H 。问题是在作图时,一旦4567H 变成了6745H ,图形就左右颠倒了。补救的方法,是在放进记忆区之前,先将AH及AL交换,放完以后,再重新交换回来。说来不算大事,可是白白浪费了两个指令的时间及空间。对速度极关紧要的画图显示而言,要画几万个点,所累积的时间就不可小观了。

除此之外,在写程式时,对图形的效应要能掌握,才会有良好的成果,像这样每次转来转去,头都昏了,自然而然就失去了耐性。

现在,80386 CPU 问世了,且不谈效果,读者可以试想,把32位元的 12345678H转换成 78563412H要多少道手续?

这种痛苦的手续,也是美国人不愿意用组合语言的理由之一。在高阶语言中,有编译器代劳,问题好像不大。但对效率的要求而言,就得不偿失了。图形功能是当今及未来电脑的主流之一,由于当初设计者没有远见,导致无穷的后患。

问题尚不止于此,IBM PC/AT 的系统空间,在定址的理论上,可以有 1MB(暂时不必考虑记忆扩充及EMS 等问题),然而真正能提供作为程式执行的空间,却不足 600KB。

我们且看其系统空间的安排:  
  0000H 段 0000H-007FH 计 128字元,为32个基本中断。
  0008H 段 0000H-0380H 计 896字元,供系统管理中断。
  0040H 段 0000H-00FFH 计 256字元,为基本程式资料。
  0054H 段 0000H-9C00H 约 34K字元,DOS 程式占用。
  唯有在 00E1H段-09000H段的前半是使用者可以控制的空间,其后,又被系统占用:  
  09000H段由0A000H附近直到0FFFFH,为DOS 所用。
  0A000H段,为 VGA图形显示区。
  0A800H段,为 EGA图形显示区。
  0B000H段,为文字态缓冲区,萤幕处理器6845自动管理。
  0B800H段,为图形态显示区,萤幕处理器6845自动管理。
  0C000H段,至0D000H段,各机种不定,供 EMS扩展记忆。
  0C800H段,为唯读记忆体,其内为硬盘控制程式。
  0E000H段,1MB 的主机此处为 RAM,否则此段不能使用。
  0F000H段,为唯读记忆区,其内为基本输出/入程式。

由上可知,整个系统的规划不尽理想,尤其受限于8088的CPU 原先错误的设计理念(段暂存器现为定址的16倍,即每进一,相当于地址增加16。在最初,如果不考虑与8080兼容,原可轻易地定为 256或更高倍。)所以,当要扩充记忆容量时,便产生了 EMS这种无可奈何的高科技畸形儿。

二、周边设备

所谓周边设备,率指须透过系统的输出/入汇流埠(I/O Port),及其管理程式所控制的外部各种设置。

在此定义下,键盘就是一种周边设备,除此之外,萤幕显示器、印表机、磁盘机等,均属周边设备。显然,程式师必须瞭解每一种周边设备的性质,否则无法下手。

由于周边设备种类繁多,且各有其使用规格,可以说毫无技巧可言,故本书不拟一一介绍。要之,把各种设备所定义的规格条件,抄录在记事簿中,以便随时查阅。
 
  此外,为求程式能有效地应用于各种不同规格的周边设备上,千万不可在应用程式中统一处理,最好定妥各种介面,作为附属程式,由使用者自行设定。

这样规划的第一个原因,是无人能预知到底未来需要多少种不同的设备,挂一漏万,以后程式增改不易,可能导致功能不足,或程式松散的后果。

第二个原因在,使用者经常使用的设备是固定不变的,将一些永远用不到的程式放在一起,是无谓地浪费空间。

第三个原因为技术虽在进步,程式应用观念则难以改变,主导程式与周边设备之介面程式不应纠结在一起。一个没有渣滓、精心雕琢的程式才有永恒的价值。终有一天,当电脑技术成熟时,原应用程式无需改动,仅将处理周边设备的附属程式换成新的即可。

这就是生命,就是新陈代谢,有了这些认识,才能理解组合语言的精义。

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