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第3章 使用MASM
3。1 Win32汇编源程序的结构（1）
经过第2章的准备工作，相信大家都已经建好了Win32汇编的工作环境，并已经可以编译程序了，现在让我们来编译所带光盘的Chapter03HelloWorld目录下的Hello World程序。这是一个相当小的程序，就和DOS时代下经典的Hello World程序一样，并没有涉及系统中很多的东西，甚至连Windows系统中基本的消息驱动机制也没有看到，它只是简单地弹出一个消息框，在上面显示了一句“Hello，World！”，并在文字的下面显示了一个“确定”按钮，就停在那里了，当用户按下“确定”按钮，程序就退出了，同时消息框消失。这个程序运行的结果如图3。1所示。
但这样一个小程序从结构来看，却“麻雀虽小，五脏俱全”，用它来举例说明Win32汇编源程序的框架是最合适不过的了，本章将从这个程序出发，探讨MASM在Win32汇编中的用法，由于篇幅所限，内容只涉及MASM在Win32编程中常用的部分。
3。1 Win32汇编源程序的结构
任何种类的语言，总是有基本的源程序结构规范，在讨论C语言的书中，大家都会记得这个非常经典的Hello World程序：
#include
main（）
｛
printf（〃Hello； worldn〃）；
｝
像这样一个程序，就说明了C语言中最基本的格式，main（）中的括号和下面的花括号说明了一个函数的定义方法，printf语句说明了一个函数的调用方法，调用函数语句后面的分号也是基本的格式。C是一种高级语言，在C源程序中，不必为堆栈段、数据段和代码段的定义而担心，编译器会把程序中的字符串和语句代码分别放到它们该去的地方，程序开始执行的时候也会自己找到main（）函数。而汇编是低级语言，必须为所有的东西找到它们该去的地方，所以在DOS的汇编中，Hello World又长成了这样一副模样：
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
； 堆栈段
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
stack segment stack
db 100 dup （？）
stack ends
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
； 数据段
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
data segment
szHello db 'Hello； world'；0dh；0ah；''
data ends
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
； 代码段
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
code segment
assume cs：code；ds：data；ss：stack
start：
mov ax；data
mov ds；ax
mov ah；9
mov dx；offset szHello
int 21h
mov ah；4ch
int 21h
code ends
end start
在这个源程序中，stack段为堆栈找了个家，hello world字符串则跑到数据段中去了，代码则放在代码段中，程序的开始语句必须由最后一句end start来说明应该从start这个标号开始执行，整个程序在使用过DOS汇编的程序员眼里是非常的熟悉。
到了Win32汇编的时候，程序的基本结构还是如此，先来看一看这个看起来很新鲜的Win32的Hello world程序：
。386
。model flat；stdcall
option casemap：none
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
； Include 文件定义
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
include windows。inc
include user32。inc
includelib user32。lib
include kernel32。inc
includelib kernel32。lib
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
； 数据段
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
。data
szCaption db 'A MessageBox ！'；0
szText db 'Hello； World ！'；0
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
； 代码段
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
de
start：
invoke MessageBox；NULL；offset szText；offset szCaption；MB_OK
invoke ExitProcess；NULL
；》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
end start
怎么样，看来和上面的C以及DOS汇编又不同了吧！但从include，。data和de等语句“顾名思义”也能看出一点苗头来，include应该就是包含别的文件，。data想必是数据段，de应该就是代码段了吧！接下来通过这个例了程序逐段介绍Win32汇编程序的结构。
3。1。1 模式定义
程序的第一部分是模式和源程序格式的定义语句：
。386
。model flat；stdcall
option casemap：none
这些指令定义了程序使用的指令集、工作模式和格式。
1。 指定使用的指令集
。386语句是汇编语言的伪指令，它在低版本的宏汇编中就已经存在，类似的指令还有：。8086，。186，。286，。386/。386p，。486/。486p和 。586/。586p等，用于告诉编译器在本程序中使用的指令集。在DOS的汇编中默认使用的是8086指令集，那时候如果在源程序中写入80386所特有的指令或使用32位的寄存器就会报错，为了在DOS环境下进行保护模式编程或仅为了使用32位寄存器，常在DOS的汇编中使用 。386来定义。Win32环境工作在80386及以上的处理器中，所以这一句 。386是必不可少的。
后面带p的伪指令则表示程序中可以使用特权指令，如：
mov cr0；eax
这一类指令必须在特权级0上运行，如果只指定 。386，那么使用普通的指令是可以的，编译时到这一句就会报错，如果我们要写的程序是VxD等驱动程序，中间要用到特权指令，那么必须定义 。386p，在应用程序级别的Win32编程中，程序都是运行在优先级3上，不会用到特权指令，只需定义 。386就够了。80486和Pentium处理器指令是80386处理器指令的超集，同样道理，如果程序中要用80486处理器或Pentium处理器的指令，则必须定义 。486或 。586。另外，Intel公司的80x86系列处理器从Pentium MMX开始增加了MMX指令集，为了使用MMX指令，除了定义 。586之外，还要加上一句 。mmx伪指令：
。586
。mmx
来源：电子工业出版社 作者：罗云彬 上一页 回书目 下一页
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第3章 使用MASM
3。1 Win32汇编源程序的结构（2）
2。 。model语句
。model语句在低版本的宏汇编中已经存在，用来定义程序工作的模式，它的使用方法是：
。model 内存模式＇，语言模式＇＇，其他模式＇
内存模式的定义影响最后生成的可执行文件，可执行文件的规模从小到大，可以有很多种类型，在DOS的可执行程序中，有只用到64 KB的 文件，也有大大小小的 。exe文件。到了Win32环境下，又有了可以用4 GB内存的PE格式可执行文件，编写不同类型的可执行文件要用 。model语句定义不同的参数，具体如表3。1所示。
表3。1 内存模式
模 式
内 存 使 用 方 式
tiny
small
medium
pact
large
huge
flat
用来建立 文件，所有的代码、数据和堆栈都在同一个64 KB段内
建立代码和数据分别用一个64 KB段的 。exe文件
代码段可以有多个64 KB段，数据段只有一个64 KB段
代码段只有一个64 KB段，数据段可以有多个64 KB段
代码段和数据段都可以有多个64 KB段
同large，并且数据段中的一个数组也可以超过64 KB
Win32程序使用的模式，代码和数据段使用同一个4 GB段
在前面章节中已经提到过：Windows程序运行在保护模式下，系统把每一个Win32应用程序都放到分开的虚拟地址空间中去运行，也就是说，每一个应用程序都拥有其相互独立的4 GB 地址空间，对Win32程序来说，只有一种内存模式，即flat（平坦）模式，意思是内存是很“平坦”地从0延伸到 4 GB，再没有64 KB段大小限制。对比一下DOS的Hello World和Win32的Hello World开始部分的不同，DOS程序中有这样两句：
mov ax；data
mov ds；ax
意思是把数据段寄存器DS指向data数据段，data数据段在前面已经用 data segment 语句定义，只要DS不重新设置，那么从此以后指令中涉及的数据默认将从data数据段中取得，所以下面的语句是从data数据段取出szHello字符串的地址后再显示：
mov ah；9
mov dx；offset szHello
int 21h
纵观Win32汇编的源程序，没有一处可以找到ds或es等段寄存器的使用，因为所有的4 GB空间用32位的寄存器全部都能访问到了，不必在头脑中随时记着当前使用的是哪个数据段，这就是“平坦”内存模式带来的好处。
如果定义了 。model flat，MASM自动为各种段寄存器做了如下定义：
ASSUME cs：FLAT； ds：FLAT； ss：FLAT； es：FLAT； fs：ERROR； gs：ERROR
也就是说，CS，DS，ES和SS段全部使用平坦模式，FS和GS寄存器默认不使用，这时若在源程序中使用FS或GS，在编译时会报错。如果有必要使用它们，只需在使用前用下面的语句声明一下就可以了：
assume fs：nothing； gs：nothing 或者 assume fs：flat； gs：flat
在Win32汇编中，。model语句中还应该指定语言模式，即子程序的调用方式，例子中用的是stdcall，它指出了调用子程序或Win32 API时参数传递的次序和堆栈平衡的方法，相对于stdcall，不同的语言类型还有C，SysCall，BASIC，FORTRAN和PASCAL，虽然各种高级语言在调用子程序时都是使用堆栈来传递参数，但它们的处理方法各有不同。要和别的语言配合，就必须指定相应的语言种类。Windows的API调用使用的是stdcall格式，所以在Win32汇编中没有选择，必须在 。model中加上stdcall参数。关于参数传递的具体细节，在3。4。2节中有详细的描述。
3。 option语句
用option语句定义的选项有很多，如option language定义和option segment定义等，在Win32汇编程序中，需要的只是定义option casemap：none，这个语句定义了程序中的变量和子程序名是否对大小写敏感，由于Win32 API中的API名称是区分大小写的，所以必须指定这个选项，否则在调用API的时候会有问题。
3。1。2 段的定义
1。 段的概念
把上面的Win32的Hello World源程序中的语句归纳精简一下，再列在下面：
。386
。model flat；stdcall
option casemap：none
。data
de
end 开始标号
上一节讲到的选项、模式等定义并不会在编译好的可执行程序中产生什么东西，它们只是“说明”，而真正的数据和代码是定义在各个段中的，如上面的 。data段和 de段，考虑到不同的数据类型，还可以有其他种类的数据段，下面是包含全部段的源程序结构：
。386
。model flat；stdcall
option casemap：none
。stack ＇堆栈段的大小＇
。data
。data？
nst
de
end 开始标号
。stack，。data，。data？，nst和 de是分段伪指令，Win32中实际上只有代码和数据之分，。data，。data？和 nst是数据段，de是代码段，和DOS汇编不同，Win32汇编不必考虑堆栈，系统会为程序分配一个向下扩展的、足够大的段作为堆栈段，所以 。stack段定义常常被忽略。
前面不是说过Win32环境下不用段了吗？是的，这些“段”实际上并不是DOS汇编中那种意义的段，而是内存的“分段”。上一个段的结束就是下一个段的开始，所有的“分段”合起来，包括系统使用的地址空间，就组成了整个可以寻址的4 GB空间。Win32环境的内存管理使用了80386处理器的分页机制，每个页（4 KB大小）可以自由指定属性，所以上一个4 KB可能是代码，属性是可执行但不可写，下一个4 KB就有可能是既可读也可写但不可执行的数据，再下面呢？有可能是可读不可写也不可执行的数据。Win32汇编源程序中“分段”的概念实际上是把不同类型的数据或代码归类，再放到不同属性的内存页（也就是不同的“分段”）中，这中间不涉及使用不同的段选择器。虽然使用和DOS汇编同样的 de和 。data语句来定义，意思可是完全不同了！为了简单起见，在本书中还是简称“段”，读者应该注意到其中不同的含义。
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第3章 使用MASM
3。1 Win32汇编源程序的结构（3）
2。 数据段
。data，。data？和 nst定义的是数据段，分别对应不同方式的数据定义，在最后生成的可执行文件中也分别放在不同的节区（Section）中。程序中的数据定义一般可以归纳为3类：
第一类是可读可写的已定义变量。这些数据在源程序中已经被定义了初始值，而且在程序的执行中有可能被更改，如一些标志等，这些数据必须定义在 。data段中，。data段是已初始化数据段，其中定义的数据是可读可写的，在程序装入完成的时候，这些值就已经在内存中了，。data段存放在可执行文件的_DATA节区内。
第二类是可读可写的未定义变量。这些变量一般是当做缓冲区或者在程序执行后才开始使用的，这些数据可以定义在 。data段中，也可以定义在 。data？段中，但一般把它放到 。data？段中。虽然定义在这两种段中都可以正常使用，但定义在 。data？段中不会增大 。exe文件的大小。举例说明，如果要用到一个100 KB的缓冲区，可以在数据段中定义：
szBuffer db 100 * 1024 dup （？）
如果放在 。data段中，编译器认为这些数据在程序装入时就必须有效，所以它在生成可执行文件的时候保留了所有的100 KB的内容，即使它们是全零！如果程序其他部分的大小是50 KB，那么最后的 。exe文件就会是150 KB大小，如果缓冲区定义为1 MB，那么 。exe文件会增大到1 050 KB。。data？段则不同，其中的内容编译器会认为程序在开始执行后才会用到，所以在生成可执行文件的时候只保留了大小信息，不会为它浪费磁盘空间。和上面同样的情况下，即使缓冲区定义为1 MB，可执行文件同样只有50 KB！总之，。data？段是未初始化数据段，其中的数据也是可读可写的，但在可执行文件中不占空间，。data？段在可执行文件中存放在_BSS节区中。
第三类数据是一些常量。如一些要显示的字符串信息，它们在程序装入的时候也已经有效，但在整个执行过程中不需要修改，这些数据可以放在 nst段中，nst段是常量段，它是可读不可写的。一般为了方便起见，在小程序中常常把常量一起定义到 。data段中，而不另外定义一个 nst段。在程序中如果不小心写了对 nst段中的数据做写操作的指令，会引起保护错误，Windows会显示一个如图3。2所示的提示