Сам себе Iczelion - Assembler - Ответ 4014091

В этом Уроке мы создадим полнофункциональную Windows программу, которое выводит сообщение — "Win32 assembly is great!".

Скачайте пример

здесь

.

ТЕОРИЯ, МАТЬ СКЛЕРОЗА

Windows предоставляет огромное количество ресурсов Windows-программам через Windows API (Application Programming Interface). Windows API — это большая коллекция очень полезных функций, располагающихся непосредственно в операционной системе и готовых для использования программами. Эти функции находятся в нескольких динамически подгружаемых библиотеках (DLLs), таких как kernel32.dll, user32.dll и gdi32.dll. Kernel32.dll содержит API-функции, взаимодействующие с памятью и управляющие процессами. User32.dll контролирует пользовательский интерфейс. Gdi32.dll ответственен за графические операции. Кроме этих трех "основных", существуют также другие dll, которые вы можете использовать, при условии, что вы обладаете достаточным количеством информации о нужных API-функциях. Windows программы динамически подсоединяется к этим библиотекам, то есть код API-функций не включается в исполняемый файл. Информация находится в библиотеках импорта. Вы должны слинковать ваши программы с правильными библиотеками импорта, иначе они не смогут найти эти функции. Когда Windows программа загружается в память, Windows читает информацию, сохраненную в программе. Эта информация включает имена функций, которые программа использует и DLL-ей, в которых эти функции располагаются. Когда Windows находит подобную информацию в программе, она вызывает библиотеки и исправляет в программе вызовы этих функций, так что контроль всегда будет передаваться по правильному адресу.

Существует две категории API функций: одни работают с ANSI-строками, а другие с Unicode-строками. Имена API-функций использующих ANSI-строки заканчиваются на "A", например,

MessageBoxA

. В конце имен функций для Unicode находится "W".

Windows 95/98

от природы поддерживают ANSI, а Windows NT и производные от нее

2k/XP/Vista

поддерживают

Unicode

. Обычно мы имеем дело с ANSI строками (массивы символов, оканчивающиеся

NULL

-ом. размер ANSI-символа — 1 байт. В то время как ANSI достаточна для европейских языков, она не поддерживает некоторые восточные языки, в которых есть несколько тысяч уникальных символов. Вот в этих случаях в дело вступает UniCode. размер символа UNICODE — 2 байта, и поэтому может поддерживать 65536 различных символов. Hо по большей части, вы будете использовать

include

-файл, который может определить и выбрать подходящую для вашей платформы функцию. Просто обращайтесь к именам API-функций без постфикса.

ПРАКТИКА, МАТЬ ШИЗОФРЕНИИ

Я приведу голый скелет программы ниже. Позже мы разберем его.

Кликните здесь для просмотра всего текста

AssemblerВыделить код

1
2
3
4
5
6

.386
.model flat, stdcall
.data
.code
start:
end start

Выполнение начинается с первой инструкции, следующей за меткой, установленной после конца директив. В вышеприведенном каркасе выполнение начинается непосредственно после метки '

start

'. Будут последовательно выполняться инструкция за инструкцией, пока не встретится операция передачи управления, такая как:

jmр

,

jne

,

je

,

ret

и так далее. Эти инструкции перенаправляют поток выполнения другим инструкциям. Когда программа выходит в Windows, ей следует вызвать API-функцию

ExitProcess

.

Строка выше называется прототипом функции. Прототип функции указывает ассемблеру/линкеру атрибуты функции, чтобы он сделал проверку типов данных и количество атрибутов передаваемых функции. Формат прототипа функции следующий:

AssemblerВыделить код

| | |
| --- | --- |
| 1 | ИмяФункции PROTO [ИмяПараметра]:ТипДанных,[ИмяПараметра]:ТипДанных,... |

Короче говоря, за именем функции следует ключевое слово

PROTO

, а затем список переменных с типом данных, разделенных запятыми. В приведенном выше примере с

ExitProcess

, эта функция была определена как принимающая только один параметр типа

DWORD

. Прототипы функций очень полезны, когда вы используете высокоуровневый синтаксический вызов —

invoke

. Вы можете считать об

invoke

как обычный вызов с проверкой типов данных. Например, если вы напишите:

Линкер уведомит вас, что вы забыли положит в стек двойное слово. Я рекомендую вам использовать

invoke

вместо простого вызова. Синтаксис

invoke

следующий:

Выражение может быть именем функции или указателем на функцию. Параметры функции разделены запятыми.

Большинство прототипов для API-функций содержатся в include-файлах. Если вы используете hutch'евский MASM32, они будут находится в директории

MASM32/INCLUDE

. Файлы подключения имеют расширение

.inc

и прототипы функций

DLL

находятся в

.inc

файле с таким же именем, как и у этой

DLL

.

Hапример,

ExitProcess

экспортируется из

kernel32.lib

, так что прототип

ExitProcess

находится в

kernel32.inc

.

Вы также можете создать прототипы для ваших собственных функций. Во всех моих экземплярах я использую hutch'евский windows.inc, который вы можете скачать с

http://win32asm.cjb.net

Возвращаясь к

ExitProcess

: параметр

uExitCode

- это значение, которое программа вернет Windows после окончания программы. Вы можете вызвать функцию

ExitProcess

так:

Поместив эту строку непосредственно после стартовой метки, вы получите Win32-программу, немедленно выходящую в Windows, но тем не менее полнофункциональную.

Кликните здесь для просмотра всего текста

AssemblerВыделить код

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

.386
.model flat, stdcall
option casemap:none
include masm32includewindows.inc
include masm32includekernel32.inc
includelib masm32libkernel32.lib
.data
.code
start:      invoke ExitProcess, 0
end start

oрtion casemaр:none

говорит MASM сделать метки "чувствительными" к регистрам, то есть

ExitProcess

и

exitprocess

— это различные имена. Отметьте новую директиву —

include

. После нее следует имя файла, который вы хотите вставить в то место, где эта директива располагается. В примере выше, когда MASM обрабатывает линию include \masm32\include\windows.inc, он открывает

windows.inc

, находящийся в директории

\MASM32\INCLUDE

, и далее анализирует содержимое

windows.inc

так, как будто вы "вклеили" подключаемый файл. Хатчевский

windows.inc

содержит в себе определения констант и структур, которые вам могут понадобиться для программирования под Win32. Этот файл не содержит в себе прототипов функций.

Windows.inc

ни в коем случае не является исчерпывающим и всеобъемлющим. Hutch и я пытаемся заполнить его как можно большим количеством констант и структур, но есть еще довольно, что следовало бы включить. Он постоянно обновляется. Заходите на хатчевскую и мою странички за свежими апдейтами. Из

windows.inc

, ваша программа будет брать определения констант и структур. Что касается прототипов функций, вы должны подключить другие include-файлы. Они находятся в директории

\masm32\include

.

В вышеприведенном примере, мы вызываем функцию, экспортированную из

kernel32.dll

, для чего мы должны подключить прототипы функций из

kernel32.dll

. Этот файл -

kernel32.inc

. Если вы открываете его текстовым редактором, вы увидите, что он состоит из прототипов функций из соответствующей

dll

. Если вы не подключите

kernel32.inc

, вы все еще можете вызвать

ExitProcess

, но уже с помощью ассемблерной команды

call

. Вы не сможете вызвать эту функцию с помощью

invoke

. Дело вот в чем: для того, чтобы вызвать функцию через

invoke

, вы должны поместить в исходном коде ее прототип. В примере выше, если вы не подключите

kernel32.inc

, вы можете определить прототип для

ExitProcess

где-нибудь до вызова этой функции и это будет работать. Файлы подключения нужны для того, что избавить вас от лишней работы и вам не пришлось набирать все прототипы самим.

Теперь мы встречаем новую директиву —

includelib

. Она работает не так, как

include

. Это всего лишь способ сказать ассемблеру какие библиотеки использует ваша программа должна прилинковать. Хотя вы вовсе не обязаны использовать именно этот метод. Вы можете указать имена библиотек импорта к командной строке при запуске линкера, но поверьте мне, это весьма скучно и утомительно, да и командная строка может вместить максимум 128 символов.

Теперь возьмите весь исходный текст примера этого Урока, сохраните его как

msgbox.asm

и ассемблируйте его так:

ml /c /coff /Cp msgbox.asm

/c

говорит MASM'у создать .obj файл в формате COFF. MASM использует вариант

COFF

(Common Object File Format), использующийся под Unix, как его собственный объектный и исполняемый формат файлов.

/Cр

говорит MASM'у сохранять регистр имен, заданных пользователем. Если вы используете hutch'евский MASM32 пакет, вы можете вставить

"option casemaр:none"

в начале вашего исходника, сразу после директивы

.model

, чтобы добиться того же эффекта.

После успешной компиляции msgbox.asm, вы получите msgbox.obj. Это объектный файл, от которого один шаг до екзешника. Obj содержит инструкции/данные в двоичной форме. Отсутствуют только необходимая корректировка адресов, которая проводится линкером.

Теперь сделайте следующее:

link /SUBSYSTEM:WINDOWS  /LIBPATH:c:\masm32\lib  msgbox.obj

/SUBSYSTEM:WINDOWS

информирует линкер о том, какого вида является будущий исполняемый модуль.

/LIBPATH:<путь к библиотекам импорта>

говорит линкеру, где находятся библиотеки импорта. Если вы используете MASM32, они будут в MASM32\lib.

Линкер читает объектный файл и корректирует его, используя адреса, взятые из библиотек импорта. После окончания линковки вы получите файл msgbox.exe. Запустите его. Вы увидите, что она ничего не делает.

Да, мы не поместили в код ничего не интересного. Hо тем не менее полноценная Windows программа. И посмотрите на размер! Hа моем PC — 1.536 байт.

Теперь мы готовы создать окно с сообщением. Прототип функции, которая нам для этого необходима следующая:

AssemblerВыделить код

| | |
| --- | --- |
| 1 | MessageBox PROTO hwnd:DWORD, lpText:DWORD, lpCaption:DWORD, uType:DWORD |

hwnd

— это хэндл родительского окна. Вы можете считать хэндл числом, представляющим окно, к которому вы обращаетесь. Его значение для вас не важно. Вы только должны знать, что оно представляет окно. Когда вы захотите сделать что-нибудь с окном, вы должны обратиться к нему, используя его хэндл.

lрText

— это указатель на текст, который вы хотите отобразить в клиентской части окна сообщения. Указатель ― это адрес чего-либо. Указатель на текстовую строку = адрес этой строки.

lpCaption

— это указатель на заголовок окна сообщения.

uType

— устанавливает иконку, число и вид кнопок окна.

Давайте изменим msgbox.asm для отображения сообщения.

Кликните здесь для просмотра всего текста

AssemblerВыделить код

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

.386
.model flat,stdcall
option casemap:none
include masm32includewindows.inc
include masm32includekernel32.inc
includelib masm32libkernel32.lib
include masm32includeuser32.inc
includelib masm32libuser32.lib
.data
MsgBoxCaption  db "Iczelion Tutorial #2",0
MsgBoxText     db "Win32 Assembly is Great!",0
.code
start: invoke MessageBox, NULL, addr MsgBoxText, addr MsgBoxCaption, MB_OK
invoke ExitProcess, NULL
end start

Скомпилируйте и запустите. Вы увидите окошко с сообщением "Win32 Assembly is great!".

Давайте снова взглянем на исходник.

Мы определили две оканчивающиеся NULL'ом строки в секции .data. Помните, что каждая ANSI строка в Windows должна оканчиваться

NULL

'ом (0 в шестнадцатеричной системе). Мы используем две константы,

NULL

и

MB_OK

. Эти константы прописаны в

windows.inc

, так что вы можете обратиться к ним, указав их имя, а не значение. Это улучшает читабельность кода.

Оператор

addr

используется для передачи адреса метки (и не только) функции. Он действителен только в контексте директивы invoke. Вы не можете использовать его, чтобы присвоить адрес метки регистру или переменной, например. В данном примере вы можете использовать

offset

вместо

addr

. Тем не менее, есть некоторые различия между ними.

1.

addr

не может быть использован с метками, которые определены впереди, а

offset

может. Например, если метка определена где-то дальше в коде, чем строка с

invoke

,

addr

не будет работать.

Кликните здесь для просмотра всего текста

AssemblerВыделить код

1
2
3
4

invoke MessageBox,NULL, addr MsgBoxText,addr MsgBoxCaption,MB_OK
......
MsgBoxCaption  db "Iczelion Tutorial #2",0
MsgBoxText       db "Win32 Assembly is Great!",0

MASM доложит об ошибке. Если вы используете

offset

вместо

addr

, MASM без проблем скомпилирует указанный отрывок кода.

2.

Addr

поддерживает локальные переменные, в то время как

offset

нет.

Локальная переменная

— это всего лишь зарезервированное место в стеке. Вы только знаете его адрес во время выполнения программы.

Offset

интерпретируется во время компиляции ассемблером, поэтому неудивительно, что он не поддерживает локальные переменные.

Addr

же работает с ними, потому что ассемблер сначала проверяет ― глобальная переменная или локальная. Если она глобальная, он помещает адрес этой переменной в объектный файл. В этом случае оператор работает как

offset

. Если это локальная переменная, компилятор генерирует следующую последовательность инструкций, перед тем как будет вызвана функция:

Учитывая, что

lea

может определить адрес метки в "рантайме", все работает прекрасно.

____________________________________________
© Iczelion, пер. Aquila.