在 Win32 系统下的组合语言准备工作

导读：
　　有关 Win32 平台上组合语言的资料
　　虽然 DOS 已成过去，但小木偶仍然很怀念那段在 DOS 的时光，尤其是用组合语言去驾驭电脑，在 32 位元作业系统 ( 指 OS/2、Windows 9x/2K/XP、Linux 等作业系统 ) 当道的今天，似乎很少人提及『写程式』这档事，即使有，也只是 C/C++、Delphi 或是 Basic，难道仍然能使用组合语言吗？答案绝对是肯定的。早在 1999 年 7～8 月智冠科技所出版的『游戏设计大师』内有一篇傅新灯先生所写的文章，是我所见过最早在 Win32 作业系统 ( 指 Windows 9x/Me/2K/XP 等作业系统，以後简称为『Win32』) 使用组合语言写程式，此文章有一系列，最先介绍 Win16 写组合语言程式，之後再介绍 Win32，傅先生也有网页，可惜现在已经消失了。2002年初，出现了一个以 OS/2 作业系统为平台的程式设计网站『午後的程式设计』，里面也有提及组合语言程式设计，并且也有范例，可惜也已消失了。现在在繁体中文的网站里，有关在 Win32 组合语言程式设计的网页似乎只剩下零星的记录而已，如 Free Tech 等。
　　但是在简体中文的网站里，有许多网站可供参考，小木偶最常去的是『罗云彬的编程乐园』，里面有许多高手发表程式范例，罗先生本身就是很高段的程式设计师，他也有许多精彩的文章发表，西元 2002 年，他写了一本名为『Windows 环境下 32 位元组合语言程式设计』的书，至今仍是中文世界里，有关 Win32 组合语言的唯一书籍。此书有正体中文与简体中文两种版本，正体版由全华公司代理贩售。
　　在英文的网站里，那就多如牛毛了，最是有名的，应该属於『Iczelion's Win32 Assembly Homepage』这个网站，里面有从初学者到高手必经的教材，有志於此的人当然不可放过，可惜它是个英文网站，对我们来说总有一些隔阂，但也不用气馁，在罗云彬的编程乐园网站里已经有翻译好的文章可供参考，再加上一些正简体转换软体，轻而易举就可变成您熟悉的文字。
　　其实，这里也是一块卧虎藏龙之地，程式高手不乏其人，但想来他们大概是太忙了，无暇为初学者写初级的入门文章。小木偶不自量力，想为 Win32组合语言撰写繁体中文的网页，这个网页将参考上述网页及 Win32 C++ 相关书籍，希望诸位前辈能不吝指教，为组合语言程式设计投注心力，方能使敝网页能更增可读性，或许未来能有人因敝网页受益，进而更上一层楼，写出中文的杀手级软体，则敝人亦与有荣焉。
　　所需工具及软体
　　在 Win32 平台撰写 32 位元的组合语言程式至少要有三种工具：组译器与连结器、除错器、参考资料。
　　组译器与连结器：MASM32 v7.0 或 TASM v5.0
　　在 Win32 平台上撰写组合语言，至少有两种组译器可以选择：一是 Borland 的 TASM 5.0，一是微软的 MASM 6.11 以後的版本。微软的 MASM 并没有附带定义程式库的包含档，也没有其他支援工具，必须到微软所发布的各个工具包去收集，因此早期要使用 MASM 是件很麻烦的事，幸好後来微软把 MASM 6.11d 开放下载 ( 参考 DOS 的组合语言准备工作：注一，但这里只能得到 ML.EXE 与 ML.ERR 两个档案而已，版本是 6.11d )，又有一位前辈，Steve Hutchesson (让我们对他致上崇高的敬意，因为没有他的努力，全世界所有的人要撰写 Win32 组合语言要跨过比现在还困难的门槛)，为 MASM 定义程式库，并且包含了许多文件、工具等必要档案包装成 MASM32 v7.0，使得用组合语言写出 Win32 程式并不再是件难如登天的事，再加上网路上所能找到的资料较多以及小木偶的习惯，因此小木偶将以 MASM 为主介绍在 Win32 平台上撰写组合语言，对於使用 TASM 的人，只好说声抱歉了。
　　MASM32 7.0 可以到 hutch's home page下载取得。下载後，将它解压缩并执行其中的 INSTALL.EXE 就可以了 ( 其实 MASM32V7.ZIP 只有一个档案，INSTALL.EXE )，INSTALL.EXE 会要您选择安装在那一台硬碟机，如下图：
　　
　　
　　然後它自己会进行安装作业，过一阵之後会自动出现 DOS 模式的视窗，待 INSTALL.EXE 自己执行好再关闭这个 DOS 模式视窗即可，如下图：
　　
　　
　　安装到最後，INSTALL.EXE 还会告诉您可以参考您刚才安装磁碟机下的『masm32』子目录内，有个『README.HTM』档的说明，如下左图。最後安装完画面是像下面右图。
　　
　　
　　
　　
　　除错器：Soft-ICE 或 OllyDbg
　　安装好组译器以及安排好环境後，还要有除错器以找出错误。最有名的除错器是 NuMega 公司出品的 Soft-ICE。这套除错器功能强大，可以到笨冬瓜的网页去抓取。
　　安装 Soft-ICE 的过程很简单，过程中会要您输入序号 ( 已包含在压缩档内 )、安装路径、选择显示卡 ( 如下图 )、滑鼠种类，并不困难就不赘述了。
　　
　　
　　安装到最後，Soft-ICE 还会自动在 C:/AUTOEXEC.BAT 上加入一行 C:/PROGRA~1/NUMEGA/SOFTIC~1/WINICE.EXE，表示每次启动 Win 9x 都会自动载入 Soft-ICE。重新启动 Win9x 後，Soft-ICE 自行载入，您可以按 Ctrl-D 把 Soft-ICE 视窗叫出来，您会发现，所有在桌面上的程式全都停止了，连滑鼠都动弹不得 ( 注一)，这是正常的，因为 Soft-ICE 已经控制了所有执行权。再按一次 Ctrl-D，Soft-ICE 又把控制权还给 Win 9x，Soft-ICE 视窗消失，Win 9x 恢复正常。
　　但是 Soft-ICE 预设的字形太小，视窗也不太大，您可以稍稍修改。修改方法是编辑『C:/Program Files/NuMega/SoftICE95/』子目录内的 winice.dat 档案，这个档案是一个纯文字档，可以用任何的文字编辑软体，如小作家、PE2 编辑，找到该档案内有一行 INIT=" 的字样，把引号内的文字依自己需求稍加修改，再存档，重新启动 Win 9x 後就会依您修改的方式显示了。底下是 INIT 字串所代表的意义：
　　LINES：LINES 後面所接的是十进位数，这个数字表示 Soft-ICE 视窗总共显示的行数。
　　WC：WC 後面也是接一个十进位数，它表示程式码视窗的行数。Soft-ICE 的视窗分成暂存器视窗、资料区视窗窗、程式码视窗及交谈视窗。
　　WD：设定资料视窗大小。
　　SET FONT：SET FONT 後面接设定字形，用阿拉伯数字 1、2、3 表示字形种类。
　　SET CODE：可以接 ON 或 OFF 两种选项，分别表示於程式码视窗显示或不显示机械码。
　　X：离开 Soft-ICE 视窗，作用相当於在 Soft-ICE 视窗里按下 Ctrl-D 键。假如最後没有 X 的话，启动 Win 9x 後，Soft-ICE 视窗会自动跳出来。
　　每个 Soft-ICE 命令之後用『;』连接，在小木偶的电脑里是
　　INIT="LINES 43; SET FONT 2; WC 20; WD 8; SET CODE ON; X;"
　　此外，winice.dat 还有一个地方要修改，那就是 PHYSMB，这个字串表示您电脑的记忆体有多大，单位是 MB。现在的电脑大部份是 128MB 或 256MB，您就依据您电脑上装了多少 RAM 填上即可。然後重新启动，修改後的设定才能生效。
　　Soft－ICE 虽然功能强大，但是与有些机器的相容性差，在 Windows XP 系统上似乎也有点儿问题，小木偶一直无法解决，如果有前辈知道还请来信告知，在此先谢谢了。为了解决在 Windows XP 下除错或其他相容性的问题，小木偶另外推荐一个可以在 Windows 9x/Me/XP 里除错，并且也算是很有名的除错器，OllyDebug，它是 Oleh Yuschuk 所撰写的共享软体，可以到 Ollydbg网站中下载。下载完成後只需要解压缩到一个子目录里，不须安装就可以使用了，您只要在命令模式下切换到 OllyDebug 所解压缩的子目录下，执行 OLLYDBG.EXE 即可。更方便的方法是在桌面上建立 OllyDebug 的捷径。
　　参考资料：Win32 程式设计师参考手册、MSDN
　　回想以前在 DOS 下撰写组合语言，常用 DOS/BIOS 服务程式来做低阶功能，省去许多麻烦。同样的，在 Win32 系统也提供了许多的服务程式供程式呼叫，这些系统提供的服务程式，称为 Win32 API (Application Programming Interface)，可以到 Iczelion's Win32 Assembly Homepage 下载网页下载 win32api.zip。
　　解压缩後，可以得到一个 Windows 的 HLP 格式档，它不仅包含了 Win32 API，还包含了一些在 Win 32 环境底下撰写程式的资料，所以它的标题栏是『Win32 Programmer's Reference』。当我们撰写 Win32 程式时，它是一份重要的参考文献，其地位相当於 Ralf Brown's 中断列表一样。
　　设定组译环境
　　完成安装 MASM32 之後，必须设定组译环境。MASM32 组译时，并不像 Borland C++ Builder 或是 Visual C++ 一样整合开发环境，MASM32 必须进入命令提示列下以文字输入命令组译，就像以前的 DOS 时代执行指令一样。组译及连结时要用到许多包含档与程式库，所以为了组译方便，应该事先设定好这些环境。
　　假如您使用 Windows 95/98/Me，可以在 AUTOEXEC.BAT 档里加入以下四行 ( AUTOEXEC.BAT 是一进入 MS-DOS 模式就会自动执行的批次档，所以只要您加入了下面这四行以後，只要一进入 MS-DOS 模式，系统就会自动将组译环境设好。如果您 Win 9x 的 C:/ 没有 AUTOEXEC.BAT 那麽就得自行开启文书处理程式，建立新的 AUTOEXEC.BAT；如果您已经有 AUTOEXEC.BAT，那就加上以下四行 )：
　　SET INCLUDE=X:/masm32/INCLUDE
　　SET LIB=X:/masm32/LIB
　　SET PATH=X:/masm32/BIN;%path%
　　SET ML=/coff /link /SUBSYSTEM:WINDOWS
　　这四行，上面的 X: 是表示您安装 MASM32 v7.0 的磁碟机名，要注意的是 ML 的参数是大小写有别，所以必须依照上面的大小写，否则会产生错误。前两行是告诉电脑到那里去找包含档以及程式库，第三行是告诉电脑到那里去找组译器 ( ML.EXE ) 以及连结器 ( LINK.EXE )，您可以找一找刚刚您安装的磁碟机的 /masm32/BIN 子目录里应该有这两个可执行档 ( ML.EXE 和 LINK.EXE )。
　　在 MASM 6.0 以後的编译程式不再是 MASM.EXE 了，而改为 ML.EXE，它会在组译完成後自动呼叫 LINK.EXE 执行连结，这样就不须使用者於 DOS 提示号後再执行 LINK.EXE。这是一项不错的设计，可惜在 DOS 的执行档格式与 Win32 的不同，所以必须在 LINK 之後下 /SUBSYSTEM:WINDOWS 指定 LINK.EXE 要制作成 Win32 可执行档格式。因此 ML.EXE 得把「制作成 Win32 可执行档的参数」传递给 LINK.EXE，就是使用 /link 这个参数，/link 之後所接的『/SUBSYSTEM:WINDOWS』就是 LINK.EXE 的其中一个参数，它表示产生 Win32 的可执行档。而 /coff 是使 ML.EXE 建立 COFF 格式的目的档，我想您现在只要知道，在 Win32 的可执行档必须由 COFF 格式目的档制作出来就可以了。
　　假如您在 Windows XP ( NT 我没试过，不过猜想应该和 XP 一样 ) 组译，也和上述一样，最好也先制作或修改一个批次档以自动设好组译环境，例如在 C: 的根目录下的 AUTOEXEC.BAT 档，其内容应包含
　　SET INCLUDE=X:/masm32/INCLUDE;%INCLUDE%
　　SET LIB=X:/masm32/LIB;%LIB%
　　SET PATH=X:/masm32/BIN;%PATH%
　　SET ML=/coff /link /SUBSYSTEM:WINDOWS
　　这四行，其中的意义与上面相同，您注意到前三行都有一对『%』包含着环境变数，这是为了不改变他们。存档之後，将滑鼠移到『开始』→『所有程式』→『附属应用程式』→『命令提示字元』上，按下滑鼠右键後会蹦现一个选单，选择其中的『内容』之後再选择『捷径』标签，出现下图：
　　
　　
　　，然後修改『目标』，在後面加上『 /KC:/AUTOEXEC.BAT』( 即上图中蓝色标示的文字 )。这样一旦您执行『命令提示字元』，就会把适当的环境设定好。
　　Win32 程式设计简介
　　Win 32 程式是在保护模式下执行的，这表示您不能像在 DOS 作业系统一样，可以任意存取任意位址的资料 ( DOS 系统及其大部分的应用程式都是在真实模式下执行的 )，在 Win 32 作业系统里的程式那些可以被读取而不能写入，那些不能读取也不能写入，那些能读取也能写入都由作业系统指定，所有程式都要遵守，否则 Windows 就给你一个蓝色画面终止程式执行。
　　Section
　　在 Win 32 作业系统里，记忆体的定址方式不再用『段暂存器：偏移位址』来表示了，因为在 Win32 作业系统里改用 32 位元的暂存器来定址，32 位元可以定址 4GB ( 也就是 4,294,967,296 个位元组 )。在 4GB 这麽大的记忆空间，Windows 作业系统是把它看成由 00 到 4GB 连续的空间，而应用程式要存取某一位址之资料，作业系统能将之转换成实际记忆体所在位址，这种记忆体模式称为平坦模式 ( flat mode )，而 Win 32 所能用的模式也只有这一种。当然为了管理记忆体 ( 实现刚才所说的那一块区域只可读不可写，那一块能读能写 )，Windows 作业系统还是把记忆体分成许多『段』(section)，此处的段与 DOS 的段 ( segment ) 不同，此处的段可以超过 64KB，而且不需要为它指定段暂存器，系统会自动分辨。当一个段的结束就是另一个段的开始。
　　Win 32 作业系统的段 (section) 只有两种，一是程式码段，另一种是资料段。程式码段是用『.code』来定义的，在程式码段的程式码是不可改写的，这点和 DOS 不同，如果有程式想改写自己的程式码，将会得到错误讯息。资料段还可再分为三种：
　　.data：这是定义已经有初始值的变数所在的资料区段。
　　.data?：这是定义尚未有初始值的变数所在的资料区段。
　　.const：这是定义常数资料段。这个区段内的资料无法再被更改。
　　视窗各部名称
　　以小作家为例，一个视窗的模样长得像下图：
　　最上面是标题栏，标题栏上有图示 (icon )、最大化按钮、最小化按钮、关闭按钮，当然也有些视窗没有按钮。标题栏下面是选单 (menu )，上面有许多选项。再下面是工具栏，它是由许多按钮组成的。再下面是工作区 ( client area，也有人翻成客户区 )，是使用者输入或文件显示的主要区域。最下面是状态列，显示工作时的情况。
　　保存暂存器
　　在 Win32 作业系统里，还有一条很重要的规则必须遵守，那就是：Windows 在内部频繁使用 ESI，EDI，EBP，EBX 暂存器，而不去检查这些暂存器的值是否被更改，所以当您要使用这些暂存器时，必须先保存它们，待用完後再恢复，否则会引起当机。
　　资料型态与变数命名
　　在 DOS 时代写组合语言的资料型态很简单，常用的就只有位元组 ( byte )、字组 ( word )、双字组 ( double word )、十个位元组 ( ten bytes ) 等不到十种，都在资料段定义，定义方式分别是 DB、DW、DD、DT 等。但是在 Win 32 环境下的资料型态似乎很复杂，除了刚刚所提到的，还有 HINSTANCE、HWND、LPSTR……等数十种，其实这些资料型态只不过是为了可读性的关系，当看到没看过的资料型态不用紧张，只要知道『喔，有这种资料型态』就好了，至於它所代表的长度也可以不必太担心也不太重要，但假如您想知道的话，可以开启您所安装的 MASM32 资料夹里的 INCLUDE 子目录，其中有个档案，WINDOWS.INC，其内容应该有。例如其中有两行
　　HINSTANCE TYPEDEF DWORD
　　HWND TYPEDEF DWORD
　　您就可以知道 HINSTANCE 和 HWND 的长度均为一个双字组 ( Double Word ) 的大小。而其意义您也可以很容易由字面上解读出来，例如 HINSTANCE 应该把它看成 handle of instance，instance 是执行实例的意思，至於其意义在第二章说明。handle 是代码的意思，代码在 Win 32 环境底下是很常见的东西。在 Win 32 环境下，可能有许多程式同时执行，每个程式都有一个独一无二的编号，此编号就称为代码，执行实例的编号就称执行实例代码。第二行的 HWND 就是 handle of windows，表示视窗代码之意，Win 32 环境的桌面上，也有许多视窗，每一视窗也有一个独一无二的编号，称为视窗代码。也就是说，HINSTANCE 表示这是一个执行实例代码的资料型态，HWND 表示这是一个视窗代码的资料型态，这两种资料型态其实都是双字组。
　　除了资料型态采用这种有系统的表示方法外，在 Win32 环境里的程式写作中，变数与常数名称也常常采用一种有系统的命名方式，称为匈牙利命名法 ( Hungarian convention )，这套方法是以前微软的工程师 Charles Simonyi 发明的，这个命名方法把变数名称分成三部份，字首、资料型态与修饰语。字首是用来表示变数的使用方法，资料型态在组合语言中并不重要，只要在意长度即可，真正表示变数名称是最後面的修饰语，如何把修饰语取得短但又不失其意是不太容易的。常用的字首与资料型态如下表：
　　字首 意　义 　 资料型态 意　义
　　c 计数器 b Boolean
　　h 代码 by 位元组(byte)
　　p 指标 c 字元(character)
　　lp 长指标 n integer
　　g 全域变数 s string
　　sz 以零结尾的字串
　　u 无号数
　　dw 双字组(DWORD)
　　举个例子来说，你看到 lpText，就可以连想到此变数表示 Text 之指标，即表示 Text 字串之位址。
　　常数
　　在 Win32 环境下撰写组合语言，常常为了可读性，所以用常数名称来代替数值。例如您在删除档案时，系统常会弹出一个视窗问您是否真的删除，视窗上有两个按钮『是』和『否』，在撰写程式时，常用常数名，MB_YESNO，表示，而不用数值表示。这些常数和数值之间的关系也都记录在 WINDOWS.INC 里。
　　事件驱动与讯息驱动
　　不管在 DOS 或 Win32 系统的执行的程式，都会接收到使用者是否按下键、是否移动滑鼠或者按下滑鼠上的按钮等等动作，这些动作称之为事件。在 DOS 环境下的程式，必须由程式不断的检查这些事件，而程式必须针对这些事件作出处理来。
　　而 Win 32 是多工系统，每次使用者触发这些事件时，由系统判断使用者做出这些事件时是在那一个程式或那一个视窗里，然後再由系统把该事件发生时的一些资料变成一个结构体，称为讯息传递给该程式或视窗，通知该程式有事情必须处理了。所以我们撰写的程式必须有一个接收来自系统讯息的回圈，也必须有一段程式来处理这些事件。这就是所谓的事件驱动或讯息驱动。
　　不管是 Win32 也好或是 DOS 程式也好，相同的地方是都必须针对使用者的动作事先设计好如何处理。不同的地方是 Win32 的程式是被动地通知要处理的讯息，而 DOS 程式则是主动地检查讯息。两者在观念上不太相同，是刚踏入 Win32 程式设计者难以接受的。
　　好了，底下我们就进入第一章先看看一个简单的程式，但是实际真正牵涉到讯息的 Win32 程式是在第二章。

本文转自
http://home.educities.edu.tw/wanker742126/win32asm/w32asm_ch00.html