使用 DEBUG 撰寫組合語言程式雖然方便，可以及時更正錯誤。但是像第三章的 PRINTSTR.COM 或是 KEYIN.COM 無法事先確定資料位址、或是遇到往前的跳躍指令等情形，無法事先確定位址，就顯得麻煩了。這一章，小木偶要介紹最常見的方式來撰寫組合語言，也能改善這種缺點，並且可以撰寫較大、較複雜的程式。
製作組合語言程式的第一步，通常是規劃程式需要有哪些功能，然後再開始撰寫原始程式 ( source file 或原始碼 )。撰寫原始碼，必須使用文書處理軟體，例如 UltraEdit32，編寫一行一行的原始碼。編寫好後，要存成副檔名為「ASM」的純文字檔。接下來是經由組譯器組譯 ( 對其他程式語言而言，稱為編譯 )。
原始碼經過組譯後，如果語法沒錯，就能成功產生目的檔 ( 副檔名為「OBJ」)。然後是用連結器 ( LINK.EXE ) 把製作出來的目的檔與程式庫連結起來，如果能成功產生可執行檔 ( 副檔名是 EXE 或 COM )，最後還要執行看看，是否達到當初規劃的功能，如果能成功執行，才算大功告成。
假如在組譯過程，或連結過程，甚至最後執行時，有任何錯誤發生，都要重新檢視原始碼，看看錯誤為何產生，要在文書處理器中修正錯誤，這一步驟稱為「除錯」。更正所有錯誤後，又要再一次組譯、連結、執行，直到沒有錯誤發生，且程式達到預期效果，才算是完成。整個過程如下圖：
MASM 5.x 及其以前的版本，必須用組譯器後，再以人工方式執行連結器，就如同上圖所表示的那樣；MASM 5.x 及其以前的版本，組譯器名稱是 MASM.EXE，連結器名稱是 LINK.EXE。到了 MASM 6.x 版時，組譯器名稱為 ML.EXE，連結器名稱仍是 LINK.EXE，但是 ML.EXE 在組譯成功後，會自動執行 LINK.EXE，同時也能將參數傳給連結器，因此使用較為方便。也就是說，MASM 6.x 後，組譯與連結已經可已簡化成一個步驟了。
在除錯過程，大部分語法上的錯誤，組譯器或連結器會有提示，只需要按提示修改即可。但是執行上的錯誤，例如無法達到預期效果，甚至產生錯誤的結果，這些邏輯上的錯誤，不易糾出來。這時候必須用除錯程式，例如 DEBUG 或 SYMDEB 載入程式，甚至要一步一步追蹤，才能查出來。
底下小木偶就來比較，使用 ML.EXE 組譯原始程式與使用 DEBUG 組譯，要改變的地方有哪些。小木偶就用第二章我們所熟悉的 ASCII2.EXE 當成範例說明。
用 ML.EXE 組譯與 DEBUG 組譯不同之處在於，要先編寫一個稱為原始程式 ( source file 或原始碼 ) 的純文字檔，其副檔名是 ASM，因此其檔名可命名為 ASCII2.ASM。可以用任何一種文書處理軟器，例如 UltraEdit 32 或記事本，編寫原始程式。底下是 ASCII2.ASM 的內容：
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
13 14 |
.MODEL TINY ;使用 TINY 記憶體模式
;***************************************************************************************************
.CODE ;程式碼區段開始
ORG 100h ;程式碼在 100h 處開始
;---------------------------------------------------------------------------------------------------
start: mov cx,100h ;執行256次迴圈
mov ah,2 ;使用 AH＝2/INT 21h DOS 服務程式
mov dl,0 ;第一個字元是編號 0 的 ASCII 字元
next: int 21h ;呼叫 DOS 服務程式
inc dl ;使 ASCII 編號增加一
loop next ;使 CX 減一，若不為零跳到迴圈開始處繼續執行
int 20h ;程式結束
;***************************************************************************************************
END start ;原始程式結束
|
用文書處理軟體編寫好後，存入「E:\HomePage\SOURCE\DOS\ASCII\ASCII2.ASM」。要注意的是，一定要儲存在「E:\HomePage\SOURCE\」子目錄內或是這個子目錄內的「孫」目錄，這是因為要配合「Virtual PC」內的「MS-DOS 6.20」虛擬機器，這台虛擬機器與實體電腦上的硬碟共同分享「E:\HomePage\SOURCE\」子目錄。( 見附錄一分享檔案 )
至於小木偶把檔案儲存在「孫」目錄「DOS\ASCII\」裏，是因為小木偶在製作這個網頁還會牽涉到 Win32 及 Win64 組合語言，所以分成這些目錄，方便整理。而 DOS 子目錄也會分成許多章節，因此才會這樣設定。
接下來開啟「Microsoft Virtual PC」，選擇「MS-DOS 6.20」虛擬機器執行，進入 DOS 後，輸入下列指令，以便組譯、連結及執行：
C:\>e: [Enter] →切換到 E: E:\>cd \dos\ascii2 [Enter] →切換到 ASCII2.ASM 所在的目錄 E:\DOS\ASCII>ml ascii2.asm [Enter] →組譯並連結 Microsoft (R) Macro Assembler Version 6.11 Copyright (C) Microsoft Corp 1981-1993. All rights reserved. Assembling: ascii2.asm Microsoft (R) Segmented Executable Linker Version 5.31.009 Jul 13 1992 →ML.EXE 自動執行 LINK.EXE Copyright (C) Microsoft Corp 1984-1992. All rights reserved. Object Modules [.obj]: ascii2.obj/t Run File [ascii2.com]: "ascii2.com" List File [nul.map]: NUL Libraries [.lib]: Definitions File [nul.def]: E:\DOS\ASCII>
執行 ASCII2.COM 檔如下圖：
乍看之下，發現使用 ML.EXE 組譯，原始碼前面、後面多了許多行，似乎很不方便，但是這些多出來的部分，不論程式碼多或少，都幾乎不變。底下就不同的部分，詳細說明。
假指令「.MODEL」用來設定記憶體模式 ( memory model )、語言類型 ( language type )、堆疊性質 ( stack option )。通常「.MODEL」放在原始程式一開始的地方，一定要放在定義任何區段之前，而且只能出現一次，其語法是：
.MODEL 記憶體模式【,語言類型】【,堆疊性質】
先來說記憶體模式，在 DOS 真實模式下，記憶體模式有六種，保護模式只有一種，如下表：
| 記憶體模式 | 區段分布 |
| TINY | 資料區段、程式碼區段都在同一區段內，這是建立 COM 可執行檔的記憶體模式 |
| SMALL | 資料區段、程式碼區段各在不同的兩個區段 |
| COMPACT | 只有一個程式碼區段，但是有好幾個不同區段的資料區段 |
| MEDIUM | 只有一個資料區段，但是有好幾個不同區段的程式碼區段 |
| LARGE | 程式碼區段和資料段都有好幾個 |
| HUGE | 程式碼區段和資料段都有好幾個，並且有必要的話，其變數長度可以超過 64KB |
| FLAT | 撰寫 32 位元的 Windows 作業系統使用的記憶體模式 |
使用 TINY 記憶體模式時，會產生 COM 可執行檔，這是因為 ML.EXE 會自動把「/TINY」( 與 /T 參數相同 ) 參數傳給 LINK.EXE，以致於讓 LINK.EXE 產生 COM 檔。COM 可執行檔的 COM 是 command 的意思。LINK.EXE 可以下達許多參數，每一種參數的意義不同，可以輸入「LINK /?」看看有哪些參數。
SMALL、COMPACT、MEDIUM、LARGE、HUGE 這五種記憶體模式產生 EXE 可執行檔，這種可執行檔較為複雜，可參閱第十一章。
語言類型，有 C、BASIC、FORTRAN、PASCAL、SYSCALL 與 STDCALL 六種，這些語言類型和呼叫時參數的安排有關，也就是說，語言類型是用來設定呼叫協定 ( calling convention ) ，這裏僅列出表格不說明，等到第十章副程式（二）時再說明。
| 語言類型 | STDCALL | SYSCALL | C | BASIC | FORTRAN | PASCAL |
| 由哪個參數開始推入堆疊 | 右 | 右 | 右 | 左 | 左 | 左 |
| 誰負責清除堆疊 | 副程式 | 主程式 | 主程式 | 副程式 | 副程式 | 副程式 |
| 是否允許不定參數 | 是 ( 見底下 ) | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 |
仔細檢查上面語言類型的表格，你就會發現，事實上 BASIC、FORTRAN、PASCAL 這三種語言類型其實是一模一樣。STDCALL 的堆疊清除平時是由副程式完成，但使用 VARARG 時是由主程式清除的。
堆疊性質只有兩種選項：①NEARSTACK：堆疊區段與資料區段在同一區段，如果省略「堆疊性質」，預設值為 NEARSTACK；②FARSTACK：堆疊區段與資料區段在不同區段，且堆疊區段不在區段群組 ( DGROUP ) 內。
在組合語言原始程式裏，程式碼會放在程式碼區段中，資料會放在資料區段裏。程式碼區段由 .CODE 處開始，此區段開始之處，也是上一個區段的結束之處。同樣的，資料區段由 .DATA 處開始，此區段開始處也是上個區段結束之處。它們的語法如下：
.CODE 【區段名稱】 .DATA
.CODE 與 .DATA 這兩條假指令分別定義了程式碼區段與資料區段由此開始。事實上，定義區段有簡易與完整兩種方法，這裏採用簡易的方法定義程式碼與資料區段，第十一章再說明完整的區段應如何定義。
每個區段都有名稱，使用簡易方式定義區段時，區段名稱採用內定名稱。在 TINY、SMALL、COMPACT、FLAT 記憶體模式時，程式碼區段的內定名稱是「_TEXT」；如果是 MEDIUM、LARGE、HUGE 模式時，內定的名稱是「程式名稱_TEXT」。資料區段的內定名稱都是「_DATA」。「.CODE」或「.DATA」都必須在「.MODEL」之後。
對於 TINY 模式而言，程式碼區與資料區段都在同一區段，因此定義程式碼區段之後，不需要定義資料區段。那可不可以只定義資料區段呢？這是不行的，原因是你得告訴電腦該執行什麼指令才行。
在組合語言原始程式裏，「;」可以在一行裏的任何位置，凡是在「;」之後到一行結尾的文字都會被組譯器忽略，可以作為註解之用。註解是讓人知道，這一行或這幾行程式的作用，讓人能夠了解程式運作，進而修改或除錯。程式設計的人應儘量留下註解，以便日後修改。即使在你編寫程式的當下，很清楚程式的大小細節，但過了幾週、幾個月就容易淡忘，因此不可不留下註解。
在原始碼裏面，寫下的註解最好說明演算法、所用的原理、變數所代表的意義……或是當時的想法等等，越詳細越好；不要寫一些無意義的註解，例如下面的註解是沒有意義的。
;*************************************** ;這是註解
有時註解太長，必須使用好幾行文字時，可以用 COMMENT 來當成註解，COMMENT 的語法是：
COMMENT 分隔字元 註解文字 分隔字元
分隔字元可以是任意字元，但是不可以出現在註解文字中，假如這樣的話，組譯器會認為註解結束了，而發生錯誤。註解放在兩個分隔字元之間，可以有許多行，且前面不需要加上「;」。
ASCII2.ASM 的第每一行的後面都有「;」，這是註解。甚至還有第 2、5、13 行，整行都是註解，這三行是為了分開區段與副程式。
接著說明第四行的「ORG 100h」。ORG 的語法是
ORG 位址
上面的的位址是用來指定在 ORG 之後的指令在此位址開始。
當 DOS 載入 COM 可執行檔執行時，DOS 會保留區段前的 256 個位元組，作為 COM 執行檔與系統交換資料所用，這塊區域稱為「程式前置區」( program segment prefix，簡稱 PSP )。因此程式必須從第 256 位元組以後，因此用「ORG 100h」讓程式從 100h 開始。
在 DEBUG 裏面，數字系統只能使用十六進位。但用 ML.EXE 組譯時，數字系統可以用十進位、二進位、八進位和十六進位，預設是十進位。如果某個數值要使用其他進位系統，必須在數值後面標示，二進位標示「b」、八進位標示「o」、十六進位標示「h」，十進位標示「d」，這些 b、o、h、d 也可以用大寫。「100h」就表示十六進位的 100，換算成十進位就是 256D。
十六進位的數值包含 A∼F，如果十六進位的數值是以 A∼F 起頭，必須在最前面加上「0」，否則 ML.EXE 會認為是變數名稱。例如十進位的 160 等於十六進位的 A0，但是不可寫成「A0H」，必須寫成「0A0H」，否則組譯器會把 A0 當成變數名稱。例如底下的程式：
MOV AX,A0H →錯誤 MOV AX,0A0H →正確
在 ASCII2.ASM 的第六、第九行一開始的「start:」與「next:」都是定義某個標記，也有書籍翻譯成標籤。標記是以「:」結尾。事實上，經過組譯後，標記是某個位址，和第二章用 DEBUG 組譯的 ASCII2.COM 相互比較，就很清楚了。
在 DEBUG 裏以位址表示，較難理解；但在原始程式中，以文字表示，就很好理解了。除此之外，用 ML.EXE 組譯原始程式，ML.EXE 會自行計算標記所代表的位址，不須人工計算，非常方便。
標記的第一個字必須以英文字母、底線、@、?、$ 等為開頭，其後還可以用阿拉伯數字，當然英文、底線、@ 仍然可以使用。對 ML.EXE 6.11 版來說，最多只能接受 247 個字元的標記，已經非常足夠了。另外標記不能和假指令或是 x86/x87 指令集一樣。
ASCII2.ASM 最後一行的 END 假指令，END 的語法是：
END 標記
END 是告訴組譯器，原始碼到此結束。END 後面接著的標記是程式的進入點，這個標記應該要在程式碼區段中的某處，此處是程式第一個執行的 x86 指令。如果在 END 之後還有文字，都會被組譯器忽略，所以註解也可以放在 END 之後。
從上面看來，組合語言原始程式都有個類似的模板，或者說有類似的架構。如果是編寫 COM 可執行檔，模板如下：
.MODEL TINY ;使用 TINY 記憶體模式 ;*************************************************************************************************** .CODE ;程式碼區段開始 ORG 100h ;程式碼在 100h 處開始 ;--------------------------------------------------------------------------------------------------- start: jmp begin ;資料位於此處 ;資料位於此處 begin: ;程式碼位於此處 ;程式碼位於此處 int 20h ;*************************************************************************************************** END start
第三章時，介紹了一個 PRINTSTR.COM 程式，現在小木偶將它寫成 PRINTSTR.ASM 原始碼，用 ML.EXE 組譯並連結，原始碼如下：
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
13 |
.MODEL TINY ;使用 TINY 記憶體模式
;***************************************************************************************************
.CODE ;程式碼區段開始
ORG 100h ;程式碼在 100h 處開始
;---------------------------------------------------------------------------------------------------
start: jmp begin
string DB "I love assembly language.$"
begin: mov ah,9
mov dx,OFFSET string
int 21h
int 20h
;***************************************************************************************************
END start |
把上面的檔案存成「E:\HomePage\SOURCE\DOS\PRINTSTR\PRINTSTR.ASM」後，啟動「Virtual PC」內的「MS-DOS 6.20」虛擬機器。然後切換到「E:\DOS\PRINTSTR」子目錄：
C:\>e: [Enter] →切換到 E: E:\>cd \dos\printstr [Enter] →切換到 PRINTSTR.ASM 所在的目錄 E:\DOS\PRINTSTR>ml printstr.asm [Enter] →組譯並連結 Microsoft (R) Macro Assembler Version 6.11 Copyright (C) Microsoft Corp 1981-1993. All rights reserved. Assembling: ascii2.asm Microsoft (R) Segmented Executable Linker Version 5.31.009 Jul 13 1992 Copyright (C) Microsoft Corp 1984-1992. All rights reserved. Object Modules [.obj]: printstr.obj/t Run File [ascii2.com]: "printstr.com" List File [nul.map]: NUL Libraries [.lib]: Definitions File [nul.def]: E:\DOS\PRINTSTR>printstr [Enter] →執行 PRINTSTR I love assembly language. E:\DOS\PRINTSTR>
OFFSET 的語法是
OFFSET 運算元
在 PRINTSTR.ASM 的第九行指令是「mov dx,OFFSET string」其中的 OFFSET 是什麼意思呢？對照第三章在 DEBUG 的 PRINTSTR.COM 得知，這一行是要把字串的位址，填入到 DX 裏，在 DEBUG 裏直接填寫字串的位址即可，但是要填入的數值是多少，得把程式寫好才能知道字串位址，如果要用手算，非常麻煩。
假如要用 ML.EXE 組譯，就得使用「OFFSET」運算子。OFFSET 就是讓組譯器，把 OFFSET 後面接著的運算元偏移位址計算出來，再做其他用途，例如「mov dx,OFFSET string」就是讓 ML.EXE 去計算 string 的位址，然後把位址存入 DX 暫存器。要強調的是，是 string 的位址，並不是 string 的內容。
如右圖所示，string 在位址 0102 處，因此「OFFSET string」其實就是代表 0102，「mov dx,OFFSET string」其實就是「mov dx,0102」，執行完此指令後，DX 就等於 0102 了。
那假如把第九行寫「mov dx,string」可不可以呢？答案是不可以的，會造成組譯上的錯誤。因為定義 string 是以位元組定義，而 DX 的長度是字組，長度不同於是產生錯誤。假如把第七行改成「string DW "I love assembly language.$"」是否可行？答案是不行，因為後面的字串太長太大，無法存入 DX 裏。假如把第七行寫成「string DW "I "」是否可行？答案是可正常組譯不會出錯，但是執行後結果不對，這是因為此指令是把十六進位的 4920H 存入 DX 裏 ( I 的 ASCII 碼為 49H，空白的 ASCII 碼是 20H )。
還有一個運算子與 OFFSET 類似，那就是 SEG，這個指令是計算運算元的區段位址。其語法是
SEG 運算元
本章所要講述的觀念就此結束，底下來回顧本章內容。
以文書處理軟體編寫原始碼，並將原始碼存成副檔名為 ASM 的純文字檔。然後開啟 Microsoft Virtual PC 中的 MS-DOS 6.20 虛擬機器，切換到原始碼的子目錄，輸入「ML 原始碼.ASM」組譯並連結。如有錯誤，回到文書處理軟體檢查原始碼。如果沒有錯誤，並正常執行，那就成功了。
「.MODEL」用來設定記憶體模式、呼叫協定、堆疊性質。對於 COM 程式而言，應該在程式的一開始，設定「.MODEL TINY」。這樣，在組譯完成後，ML.EXE 會自動把「/TINY」參數傳給 LINK.EXE，使 LINK.EXE 製造出 COM 可執行檔。
.CODE 與 .DATA 分別是用來定義程式碼區段與資料區段的開始，同時也是上個區段的結束。
這兩個假指令是用來作為註解用的。在「;」之後的是註解，會被組譯器忽略，作為註解用。而 COMMENT 的語法是
COMMENT 分隔字元 註解 分隔字元
在分隔字元之間的文字，都是註解，而且可以有許多行。
ORG 的語法是
ORG 位址
ORG 指定其後的指令由上面的位址開始。
標記是某個位址，以「:」結束，以標記代替位址，方便不少。
END 的語法是
END 標記
END 代表原始碼到此結束，其後所接著的標記代表程式進入點。
OFFSET 與 SEG 的語法分別是
OFFSET 運算元 SEG 運算元
這兩個假指令都是用來取得其後所接著的運算元位址，OFFSET 取得的是運算元的偏移位址，SEG 取得的是運算元的區段位址。
要製作 COM 檔的原始程式模板如下：
.MODEL TINY ;********************************************************************* .CODE ORG 100h ;--------------------------------------------------------------------- start: jmp begin ;資料位於此處 begin: ;程式碼位於此處 ;程式碼位於此處 int 20h ;********************************************************************* END start