这个试验是综合研究阶段最后一个试验,也是学习汇编语言的最后一点内容,至此,我已经将课设1、2,综合研究1-5均写入博客,大家可以参考,如果有疑问,欢迎交流!
一.实验过程
1.编写a.c文件,查看汇编代码

容易分析,a.c中调用函数是通过栈来传递参数的,调用前将参数从右往左依次入栈。
参数在函数中是局部变量,这种方式和创建局部变量的方式类似,可以认为是在子程序调用前为子程序创建局部变量
所不同的是子程序里局部变量通过保存和恢复sp寄存器来释放局部变量空间,参数的局部变量必须通过调用完成后多次调用pop操作来释放栈空间
2.编写b.c文件
通过上文的分析,c程序在调用函数前,首先对所有参数依次入栈,在调用后依次出栈。
在函数内部,如果知道了有多少个参数,可以根据bp+偏移量来找到参数所在的位置,完成参数的接收

然而,此程序为不定数量参数,可以看到,在这个程序中,函数声明成了void showchar(int,int,…),参数1传入了一个字符的数量,参数2传入显示的颜色,参数3开始传入要显示的字符。函数通过参数1来控制显示字符的循环次数,通过这种方式来接收多个参数
3.printf函数接收参数的原理
编写一个c.c文件,编译,连接,查看汇编代码

看到编译器将字符e(65h),d(64h),c(63h),b(62h),a(61h)入栈后,又将0194h入栈后调用的printf子程序,

由上边的分析,0194h肯定是和printf的格式控制部分相关的一个数据,我们猜想可能是指向这样一个字符串的地址,下面验证这个猜想
在debug下用g 215命令执行到偏移地址为215h的位置,也就是printf调用前。用d ds:0194命令查看0194h处的内存,如图

我们发现,编译器确实把第一个参数放到了数据段中,并且把偏移地址入栈传入printf函数中,那么,printf函数是如何知道有多少个参数的呢?为了看的更清楚,修改上面的程序

可以看到,第二次调用时,入栈的地址为01A3h

在debug下用g 227命令执行到偏移地址为227h的位置,也就是第二个printf调用前。用d ds:01a3命令查看01a3h处的内存,如图

比较两次printf的调用,我们发现,
0194h指向的字符串的十六进制为:25 63 2c 25 63 2c 25 63 2c 25 63 2c 25 63 00
对应的字符串是:%c,%c,%c,%c,%c
01A3h指向的字符串的十六进制为:25 64 2c 25 64 00
对应的字符串是:%d,%d
通过以上分析,发现字符串后边都有一个0作为结尾。
printf可能是根据传入的%的个数来确定打印的字符数,读入一个%就会读取后面一个字符来确定打印的方式,当读出一个0时打印结束
为了验证这个猜想,我们在debug模式下修改这个字符串,再看调用的结果
a、执行到printf函数调用之前,查看0194h处的内存
b、我们把第二个%c后的‘,’对应的16进制值2c修改为0(也就是我们刚才猜想的字符串结束的标志)。再次运行看是否只打印出两个字符。
c、用debug的e命令修改0199h处的值为0,如图

这个字节的内存值已经修改成了0,用debug的g命令将程序运行完毕,屏幕上只打印出了两个字符(a,b)

这说明printf函数确实是通过字符串的%个数来传递打印的字符数的
4.实现一个简易的print函数
void print(int color,int row, int col, char * str, ...);
void main()
{
print(3,14,30,"%c,%c,%c,%c",'a','b','c','d');
print(4,15,30,"%d,%d",7,8);
}
/*参数列表:颜色,行,列,打印格式,附加参数1,附加参数2...*/
void print(int color,int row, int col, char * str, ...)
{
int strnum = 0; /*字符串位置计数器*/
int stacknum = 0; /*栈字符位置计数器*/
char ch = str[strnum++]; /*要处理的下一个字符*/
int scrnum = 80*2*row + col*2; /*显存位置*/
int quotient = 0; /*保存每次除法的商*/
int pushnum = 0; /*除法时入栈次数计数器*/
while (ch) /*如果下一个字符为0,则跳出循环*/
{
if (ch == '%')
{
/*如果ch是%,那么先读出下一个字符*/
ch = str[strnum++];
/*判断下一个字符是c还是d,并分别处理*/
switch (ch)
{
/*如果是c,按照字符型输出栈中相应数据*/
case 'c':
*(char far *)(0xb8000000 + (scrnum++)) = *(int *)(_BP + 12 + (stacknum++));
*(char far *)(0xb8000000 + (scrnum++)) = color;
break;
/*如果是d,按照十进制整形输出栈中相应的数据*/
case 'd':
pushnum = 0;
quotient = *(int *)(_BP + 12 + (stacknum++));
if (quotient == 0)
{
*(char far *)(0xb8000000 + (scrnum++)) = '0';
*(char far *)(0xb8000000 + (scrnum++)) = color;
}
while(quotient)
{
_CX = quotient%10;
_SP -= 2; /*模拟入栈过程*/
*(int *)(_SP) = _CX;
pushnum++;
quotient /= 10;
}
while(pushnum--)
{
_CX = *(int *)(_SP); /*模拟出栈过程*/
_SP += 2;
*(char far *)(0xb8000000 + (scrnum++)) = _CL + 48;
*(char far *)(0xb8000000 + (scrnum++)) = color;
}
break;
}
stacknum++;
}
else /*如果当前ch值不是%,那么直接将ch写入到显存*/
{
*(char far *)(0xb8000000 + (scrnum++)) = ch;
*(char far *)(0xb8000000 + (scrnum++)) = color;
}
/*读取下一个字符*/
ch = str[strnum++];
}
}

二.总结思考
思考:b.exe汇编代码中出现的cwd指令

CWD是汇编语言中的字扩展指令,它的功能是将一个字型变量扩展为双字型变量。高位在DX,低位在AX。
三.研究体会
通过这个试验的学习,我们明白了,函数如何接收参数,printf函数是如何确定参数个数的,如何传递参数并显示的,理解了这些,printf函数的编写就相对容易些了。
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本文详细解析了C语言中函数参数的栈传递机制,重点分析了printf函数如何确定参数个数及打印方式,同时展示了如何自定义一个简易的print函数。
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