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組合語言基礎：子程序設計完整指南與參數傳遞三大模式

編輯：組合語言

子程序核心價值

在組合語言中，子程序（或稱過程）相當於高階語言的函式/程序。將重複使用的指令序列封裝為獨立模組，帶來四大效益：

模組化/結構化：支援自頂向下設計，簡化主程式邏輯。
可讀性/維護性：功能集中，易於除錯與修改。
程式碼體積縮減：避免重複指令，節省記憶體。
復用性：一次開發，多專案調用，縮短開發週期。

子程序定義與屬性

定義語法

PROC_NAME PROC [NEAR | FAR]
    ; 子程序本體指令
PROC_NAME ENDP

三大屬性

NEAR vs FAR 調用機制差異

屬性	說明
段屬性	子程序所在邏輯段的段基址（CS）
偏移屬性	子程序在段內的起始位移（IP）
類型/距離屬性	`NEAR`（段內調用，僅壓 IP）或 `FAR`（跨段調用，壓 CS:IP）

類型	調用指令	返回指令	堆疊變化	適用場景
NEAR	CALL PROC_NAME	RET	壓入 IP (2 bytes)，彈出 IP	主程式與子程序在同一邏輯段
FAR	CALL PROC_NAME	RET	壓入 CS:IP (4 bytes)，彈出 CS:IP	跨段調用，或同段但聲明 FAR

子程序設計五大基本要求

通用性：參數化設計，避免硬編碼固定資料/位址。
暫存器保護：子程序使用的暫存器需在入口保存、出口恢復（PUSH/POP）。
堆疊正確使用：平衡 PUSH/POP，確保 SP 指針正確，避免堆疊溢位/下溢。
參數傳遞協定：明確定義輸入/輸出參數位置（暫存器/堆疊/記憶體），文件化介面。
文件化：註解說明功能、輸入/輸出參數、副作用、破壞暫存器、範例調用。

參數傳遞三大經典模式

模式一：暫存器傳遞

特點：速度最快、無堆疊開銷、參數數量受限於可用暫存器（AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP）。

範例：二進制轉 ASCII 字串（8/16 位元）

; 入口參數：
;   DX = 待轉換數值（高位在前）
;   AX = 位元數（8 或 16）
;   DI = ASCII 輸出緩衝區首址
; 出口：緩衝區填入 ASCII 字元

BINASC PROC
    MOV CX, AX          ; 迴圈計數器 = 位元數
LOP:
    ROL DX, 1           ; 最高位循環移至最低位
    MOV AL, DL
    AND AL, 1           ; 只保留最低位
    ADD AL, '0'         ; 轉為 '0' 或 '1'
    MOV [DI], AL        ; 存入緩衝區
    INC DI              ; 指標前移
    LOOP LOP
    RET
BINASC ENDP

; 主程式調用
MOV DH, BIN1            ; 8-bit 數值
MOV AX, 8
LEA DI, ASCBUF
CALL BINASC

MOV DX, BIN2            ; 16-bit 數值
MOV AX, 16
LEA DI, ASCBUF+8
CALL BINASC

模式二：堆疊傳遞

特點：參數數量無暫存器限制、支援遞迴、符合高階語言呼叫慣例（CDECL/STDCALL）。

關鍵技巧：使用 BP（基址指針）建立堆疊幀，固定偏移存取參數，不受 PUSH/POP 影響。

範例：同功能改用堆疊傳遞

; 主程式：壓入參數（右至左順序，符合 CDECL）
PUSH AX          ; 位元數
PUSH DX          ; 待轉數值
LEA DI, ASCBUF
PUSH DI          ; 輸出緩衝區首址
CALL BINASC_STACK
ADD SP, 6        ; 清理堆疊 (CDECL: 呼叫端清理)

BINASC_STACK PROC
    PUSH BP
    MOV BP, SP           ; 建立堆疊幀
    PUSH AX              ; 保存暫存器
    PUSH CX
    PUSH DX
    PUSH DI

    MOV DI, [BP+10]      ; 取參數：緩衝區首址 (BP+2+2+2+4=10)
    MOV CX, [BP+12]      ; 位元數
    MOV DX, [BP+14]      ; 待轉數值

LOP:
    ROL DX, 1
    MOV AL, DL
    AND AL, 1
    ADD AL, '0'
    MOV [DI], AL
    INC DI
    LOOP LOP

    POP DI               ; 恢復暫存器
    POP DX
    POP CX
    POP AX
    POP BP
    RET 6                ; 返回並彈出 6 bytes 參數 (STDCALL 慣例)
BINASC_STACK ENDP

堆疊幀佈局圖解

高位址
+------------------+
| 返回地址 (IP)    |  ← BP+2 (NEAR) 或 BP+2/BP+4 (FAR)
+------------------+
| 參數3: DI (緩衝區) |  ← BP+10
+------------------+
| 參數2: CX (位元數) |  ← BP+12
+------------------+
| 參數1: DX (數值)   |  ← BP+14
+------------------+
| 舊 BP            |  ← BP (PUSH BP 後 SP 位置)
+------------------+
| 暫存器保存區     |
|  ...             |
低位址

模式三：位址表傳遞

特點：參數極多時優雅、主程式建立參數位址陣列，子程序透過基址間接存取。

流程

主程式在資料段建立 PARA_TABLE DW PARAM1, PARAM2, PARAM3, ...
將表首址放入暫存器（如 SI 或 BX）傳遞給子程序。
子程序用 MOV AX, [SI]、MOV BX, [SI+2] 等間接定址取得參數位址，再存取資料。

適用場景

系統呼叫、中斷服務、參數超過 10 個以上的複雜子程序。
需雙向傳遞大量參數（輸入+輸出）。

實戰範例：完整程式架構

DATA SEGMENT
    BIN1 DB 35H
    BIN2 DW 0AB48H
    ASCBUF DB 20H DUP(?)
    PARA_TABLE DW 3 DUP(?)  ; 位址表範例
DATA ENDS

STACK SEGMENT PARA STACK
    DW 100 DUP(0)
STACK ENDS

CODE SEGMENT
    ASSUME CS:CODE, DS:DATA, SS:STACK
START:
    MOV AX, DATA
    MOV DS, AX
    ; ... 初始化 ...
    ; 調用子程序
    MOV AX, 4C00H
    INT 21H

; 子程序定義區
BINASC PROC
    ; ...
BINASC ENDP

BINASC_STACK PROC
    ; ...
BINASC_STACK ENDP
CODE ENDS
END START

常見錯誤與除錯技巧

錯誤	現象	解決
忘記保存/恢復暫存器	返回主程式後暫存器值錯亂，邏輯失效	入口 PUSH 所有將使用的暫存器，出口逆序 POP
堆疊不平衡	RET 後 SP 錯誤，程式崩潰	檢查 PUSH/POP 次數、RET n 參數、呼叫端 ADD SP
NEAR/FAR 不匹配	跨段調用 NEAR 導致 CS 錯誤	跨段必須 FAR，同段可 NEAR/FAR 皆可
參數順序錯誤	子程序取到錯誤值	統一協定（右至左壓棧），文件化介面
修改呼叫端不該改的資料	副作用難追蹤	明確標註輸入/輸出/輸入輸出參數，遵守 const 慣例