Programowanie w języku asembler w systemie Windows
Dominik Szałkowski
Zakład Informatyki UMCS
[e-mail]
http://hektor.umcs.lublin.pl/Üdominisz
17 lutego 2006
1
D. Szałkowski, Programowanie w języku asembler w systemie Windows 2
Spis treści
1 Wstęp 3
2 Asembler 3
2.1 Kompilacja w wierszu poleceń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2 Kompilacja przy pomocy QuickEditora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3 Opcje asemblera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.4 Opcje linkera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 Program uruchomieniowy 5
3.1 WyglÄ…d programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2 Obsługa programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
4 Szablon programu 5
5 Funkcje systemowe Windows 6
5.1 Standardowe wywołanie funkcji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
5.2 Wywołanie za pomocą dyrektywy invoke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
5.3 Przykład . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
5.4 Operacje na plikach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
6 Literatura 8
7 Zrzuty ekranu 9
D. Szałkowski, Programowanie w języku asembler w systemie Windows 3
1 Wstęp
Najnowszą wersję tego dokumentu, przykładowe programy oraz inne pomoce można znalez
ć na stronie
http://hektor.umcs.lublin.pl/~dominisz/
Na [e-mail]ę przysyłać uwagi na temat tego dokumentu (zna-
lezione błędy, nieścisłości, braki).
2 Asembler
Na stroniehttp://www.masm32.comdostępna jest pełna, darmowa wersja Microsoft Asemblera.
2.1 Kompilacja w wierszu poleceń
Utworzenie programu wykonywalnego z pliku asemblerowego przebiega dwuetapowo. Pierwszym krokiem
jest kompilacja a drugim Å‚Ä…czenie (linkowanie) z bibliotekami (rys. 1).
c:\masm32\bin\ml /c /coff /Cp /Zi nazwa_pliku.asm
c:\masm32\bin\link /SUBSYSTEM:WINDOWS nazwa_pliku.obj
2.2 Kompilacja przy pomocy QuickEditora
Edytor tekstu QuickEditor jest wstępnie skonfigurowany tak, że wykorzystuje Microsoft Asembler. Kom-
pilacja i Å‚Ä…czenie wykonywana jest po wybraniu odpowiedniej opcji z menu (Project Assemble&Link)
(patrz rys. 2, 3, 4). Z poziomu Quick Editora możemy także uruchomić program wybierając Project
Run program (rys. 5).
2.3 Opcje asemblera
Microsoft (R) Macro Assembler Version 6.14.8444
Copyright (C) Microsoft Corp 1981-1997. All rights reserved.
ML [ /options ] filelist [ /link linkoptions ]
/AT Enable tiny model (.COM file) /nologo Suppress copyright message
/Bl Use alternate linker /Sa Maximize source listing
/c Assemble without linking /Sc Generate timings in listing
/Cp Preserve case of user identifiers /Sf Generate first pass listing
/Cu Map all identifiers to upper case /Sl Set line width
/Cx Preserve case in publics, externs /Sn Suppress symbol-table listing
/coff generate COFF format object file /Sp Set page length
/D[=text] Define text macro /Ss Set subtitle
/EP Output preprocessed listing to stdout /St Set title
/F Set stack size (bytes) /Sx List false conditionals
/Fe Name executable /Ta Assemble non-.ASM file
/Fl[file] Generate listing /w Same as /W0 /WX
/Fm[file] Generate map /WX Treat warnings as errors
/Fo Name object file /W Set warning level
/FPi Generate 80x87 emulator encoding /X Ignore INCLUDE environment path
/Fr[file] Generate limited browser info /Zd Add line number debug info
/FR[file] Generate full browser info /Zf Make all symbols public
/G Use Pascal, C, or Stdcall calls /Zi Add symbolic debug info
/H Set max external name length /Zm Enable MASM 5.10 compatibility
D. Szałkowski, Programowanie w języku asembler w systemie Windows 4
/I Add include path /Zp[n] Set structure alignment
/link /Zs Perform syntax check only
2.4 Opcje linkera
Microsoft (R) Incremental Linker Version 5.12.8078
Copyright (C) Microsoft Corp 1992-1998. All rights reserved.
usage: LINK [options] [files] [@commandfile]
options:
/ALIGN:#
/BASE:{address|@filename,key}
/COMMENT:comment
/DEBUG
/DEBUGTYPE:{CV|COFF}
/DEF:filename
/DEFAULTLIB:library
/DLL
/DRIVER[:{UPONLY|WDM}]
/ENTRY:symbol
/EXETYPE:DYNAMIC
/EXPORT:symbol
/FIXED[:NO]
/FORCE[:{MULTIPLE|UNRESOLVED}]
/GPSIZE:#
/HEAP:reserve[,commit]
/IMPLIB:filename
/INCLUDE:symbol
/INCREMENTAL:{YES|NO}
/LARGEADDRESSAWARE[:NO]
/LIBPATH:dir
/MACHINE:{ALPHA|ARM|IX86|MIPS|MIPS16|MIPSR41XX|PPC|SH3|SH4}
/MAP[:filename]
/MAPINFO:{EXPORTS|FIXUPS|LINES}
/MERGE:from=to
/NODEFAULTLIB[:library]
/NOENTRY
/NOLOGO
/OPT:{ICF[,iterations]|NOICF|NOREF|NOWIN98|REF|WIN98}
/ORDER:@filename
/OUT:filename
/PDB:{filename|NONE}
/PDBTYPE:{CON[SOLIDATE]|SEPT[YPES]}
/PROFILE
/RELEASE
/SECTION:name,[E][R][W][S][D][K][L][P][X]
/STACK:reserve[,commit]
/STUB:filename
/SUBSYSTEM:{NATIVE|WINDOWS|CONSOLE|WINDOWSCE|POSIX}[,#[.##]]
/SWAPRUN:{CD|NET}
/VERBOSE[:LIB]
D. Szałkowski, Programowanie w języku asembler w systemie Windows 5
/VERSION:#[.#]
/VXD
/WARN[:warninglevel]
/WINDOWSCE:{CONVERT|EMULATION}
/WS:AGGRESSIVE
3 Program uruchomieniowy
Na stroniehttp://www.ollydbg.dedostępny jest program uruchomieniowy (inaczej debugger) Ollydbg.
Program ten umożliwia krokowe uruchamianie programów, oglądanie instrukcji znajdujących się w seg-
mencie kodu, oglÄ…danie zmiennych znajdujÄ…cych siÄ™ w segmencie danych.
3.1 WyglÄ…d programu
Okno programu podzielone jest na cztery części (rys. 6). W lewej górnej części przedstawione są instruk-
cje znajdujące się w segmencie kodu. Poniżej widać zmienne zdefiniowane w segmencie danych (można
zmienić sposób wyświetlania segmentu danych (rys. 7)). W prawym górnym rogu znajduje się okienko
przedstawiające stan procesora (wartości rejestrów i znaczników, na czerwono zaznaczone są rejestry, któ-
re zmieniły swoją wartość po wykonaniu ostatniej instrukcji). Poniżej znajduje się okno przedstawiające
stos.
3.2 Obsługa programu
Po wczytaniu programu (File Open) możemy go uruchomić wybierając z menu Debug opcję Run
(rys. 8). Spowoduje to wykonanie całego programu i powrót do programu uruchomieniowego. Jeżeli
chcemy wykonywać kolejno pojedyńcze instrukcje programu musimy wybrać opcję Debug Step Into
lub Debug Step Over (od poprzedniej opcji różni się tym, że podczas wykonywania nie przechodzimy
do procedur). Przed ponownym uruchomieniem program musimy zrestartować wybierając Debug
Restart.
Uwaga: jeżeli w debuggerze wczytany mamy program to nie powiedzie się jego ponowna kompilacja.
Najpierw należy program zamknąć wybierając Debug Close lub zamykając program uruchomieniowy.
4 Szablon programu
Poniżej znajduje się szablon programu asemblerowego. Zmienne definiujemy w segmencie danych (po
dyrektywie.data, instrukcje wpisujemy w segmencie kodu (dyrektywa.code) po etykieciestart.
;tryb 32-bitowy
.386
;płaski model pamięci, konwencja wywoływania procedur
.model flat, stdcall
;zwracamy uwagę na wielkość liter
option casemap:none
;stałe i typy do programowania w systemie windows, zawsze na początku
include C:\masm32\include\windows.inc
;różne funkcje interfejsu użytkownika
include C:\masm32\include\user32.inc
;funkcje jÄ…dra systemu operacyjnego
include C:\masm32\include\kernel32.inc
;funkcje zwiÄ…zane z grafikÄ…
include C:\masm32\include\gdi32.inc
D. Szałkowski, Programowanie w języku asembler w systemie Windows 6
;dołączamy biblioteki
includelib C:\masm32\lib\user32.lib
includelib C:\masm32\lib\kernel32.lib
includelib C:\masm32\lib\gdi32.lib
; PoczÄ…tek segmentu danych
.data
; Koniec segmentu danych
; Poczatek segmentu kodu
.code
;od tej etykiety rozpocznie siÄ™ wykonywanie programu
start:
;powrót do systemu operacyjnego za pomocą funkcji systemowej
invoke ExitProcess,0
;dyrektywa end mówi asemblerowi, od której etykiety zacząć
end start
; Koniec segmentu kodu
5 Funkcje systemowe Windows
Opis funkcji systemowych Windows można znalez
ć w  Win32 Programmer s Reference (jest to najczę-
ściej plik o nazwiewin32.hlp).
5.1 Standardowe wywołanie funkcji
Standardowe wywołanie funkcji polega na odłożeniu parametrów funkcji na stosie (w odwrotnej kolejno-
ści) i wywołaniu jej za pomocą instrukcjicall. Wartość funkcji jest zwracana w rejestrzeeax.
5.2 Wywołanie za pomocą dyrektywy invoke
Innym sposobem wywołania funkcji systemowej jest wykorzystanie dyrektywyinvoke. Parametry po-
dajemy w normalnej kolejności, wartość funkcji zwracana jest w rejestrzeeax. Dodatkowo sprawdzana
jest poprawność parametrów. Aby wykorzystać tę dyrektywę do programu musimy dodać pliki z opisami
funkcji systemowych, deklaracjami stałych, itp.
include c:\masm32\include\windows.inc
include c:\masm32\include\kernel32.inc
include c:\masm32\include\user32.inc
5.3 Przykład
Wykorzystamy funkcjęMessageBoxdo wyświetlenia okienka z komunikatem. Nagłówek tej funkcji (zgod-
nie z  Win32 Programmer s Reference ) jest następujący:
int MessageBox(
HWND hWnd,// handle of owner window
LPCTSTR lpText,// address of text in message box
LPCTSTR lpCaption,// address of title of message box
UINT uType // style of message box
);
D. Szałkowski, Programowanie w języku asembler w systemie Windows 7
ParametrylpTextilpCaptionczyli tekst do wyświetlenia oraz tytuł okna to adresy łańcuchów za-
kończonych zerem (tzw. null-terminated string). Parametr UINT uType określa wygląd okna i może
przyjmować jedną z następujących wartości lub ich kombinację:MBOK,MBOKCANCEL,MBYES,MBYESNO,
MBICONEXCLAMATION,MBICONSTOP,MBICONWARNING(istnieją także inne stałe). Kod z
ródłowy programu
będzie wyglądał następująco:
; -----------------------------
; poczÄ…tek pliku messagebox.asm
; -----------------------------
.386
.model flat,stdcall
option casemap:none
include c:\masm32\include\windows.inc
include c:\masm32\include\kernel32.inc
includelib c:\masm32\lib\kernel32.lib
include c:\masm32\include\user32.inc
includelib c:\masm32\lib\user32.lib
.data
TytulOkna db "Okienko MessageBox",0
TrescKomunikatu db "Komunikat w okienku MessageBox",0
.code
start:
; wywołujemy za pomocą invoke
invoke MessageBox, NULL, offset TrescKomunikatu, offset TytulOkna, MB_OK
; wywołujemy standardowo
push MB_OK
push offset TytulOkna
push offset TrescKomunikatu
push NULL
call MessageBox
invoke ExitProcess, NULL
; lub alternatywnie
; push 0
; call ExitProcess
end start
; ---------------------------
; koniec pliku messagebox.asm
; ---------------------------
5.4 Operacje na plikach
Do wykonywania operacji na plikach służą funkcje systemoweCreateFile(otwieranie istniejącego pliku
i tworzenie nowego pliku),CloseHandle(zamykanie otwartego pliku),ReadFile(odczytanie danych z
pliku),WriteFile(zapisanie danych do pliku).
D. Szałkowski, Programowanie w języku asembler w systemie Windows 8
invoke CreateFile, ; identyfikator funkcji systemowej
offset nazwa_pliku, ; adres nazwy pliku, zakończona 0
GENERIC_READ, ; otwieramy do odczytu
0, NULL,
OPEN_EXISTING, ; otwieramy istniejÄ…cy plik
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL
mov uchwyt_pliku, eax ; kopiujemy uchwyt pliku
invoke CreateFile, ; identyfikator funkcji systemowej
offset nazwa_pliku, ; adres nazwy pliku, zakończona 0
GENERIC_WRITE, ; otwieramy do zapisu
0, NULL,
CREATE_NEW, ; tworzymy nowy plik
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL
mov uchwyt_pliku, eax ; kopiujemy uchwyt pliku
invoke CloseHandle, ; identyfikator funkcji systemowej
uchwyt_pliku ; uchwyt pliku do zamknięcia
invoke ReadFile, ; identyfikator funkcji systemowej
uchwyt_pliku, ; uchwyt pliku, z którego czytamy
offset bufor, ; adres, pod który odczytujemy
ile_odczytac, ; liczba bajtów do odczytania
offset ile_odczytano, ; liczba faktycznie odczytanych bajtów
NULL
invoke WriteFile, ; identyfikator funkcji systemowej
uchwyt_pliku, ; uchwyt pliku, do którego zapisujemy
offset bufor, ; adres, spod którego zapisujemy
ile_zapisac, ; liczba bajtów do zapisania
offset ile_zapisano, ; liczba faktycznie zapisanych bajtów
NULL
6 Literatura
" M. Kotowski  Pod zegarem , Wydawnictwo Lupus, Warszawa 1993
" G. Michałek  Co i jak w assemblerze czyli poradnik dla średnio zaawansowanych , Intersoftland,
Warszawa 1992
" G. Michałek  Co i jak w assemblerze, część druga , Intersoftland, Warszawa 1992
" L. Bułhak, R. Goczyński, M. Tuszyński  DOS od środka , Komputerowa Oficyna Wydawnicza
 Help , Warszawa 1990
" H. Małysiak, B. Pochopień, E. Wróbel  Procesory arytmetyczne , WNT, Warszawa 1993
" L. J. Scanlon  Assembler 8086/8088/80286 , Intersoftland, Warszawa 1992
" S. M. Money  Mikroprocesory , WKA
, Warszawa 1996
" R. Goczyński, M. Tuszyński  Mikroprocesory 80286, 80386 i i486 , Komputerowa Oficyna Wydaw-
nicza  Help , Warszawa 1991
D. Szałkowski, Programowanie w języku asembler w systemie Windows 9
Rysunek 1: Kompilacja w wierszu poleceń
" S. Kruk  Asembler w Windows , Komputerowa Oficyna Wydawnicza  Help , Michałowice 2005
7 Zrzuty ekranu
D. Szałkowski, Programowanie w języku asembler w systemie Windows 10
Rysunek 2: Kompilacja w QuickEditorze
Rysunek 3: Kompilacja przebiegła pomyślnie
D. Szałkowski, Programowanie w języku asembler w systemie Windows 11
Rysunek 4: Błędy podczas kompilacji
Rysunek 5: Uruchomienie programu
D. Szałkowski, Programowanie w języku asembler w systemie Windows 12
Rysunek 6: Program uruchomieniowy
Rysunek 7: Zmiana sposobu wyświetlania segmentu danych
D. Szałkowski, Programowanie w języku asembler w systemie Windows 13
Rysunek 8: Krokowe uruchamianie programu