汇编语言 - 数字处理

在汇编语言中处理数字涉及到进制转换、ASCII 转换和算术运算的结合。本章详细讲解如何在程序中输入和输出各种进制的数字。

数字的表示方式

计算机内部所有数字都以二进制存储，但程序中可以用不同进制表示：

进制	基数	NASM 写法	数字范围（32位）
二进制	2	`0b10101010` 或 `10101010b`	0 和 1
八进制	8	`0o52` 或 `52o`	0-7
十进制	10	`42`	0-9
十六进制	16	`0x2A` 或 `2Ah`	0-9, A-F

ASCII 与数字的关系

在屏幕上输入和输出的都是 ASCII 字符，而非二进制数值。

理解字符与数值的转换是汇编数字处理的核心：

字符	ASCII 值	对应的数值
'0'	0x30（48）	0
'1'	0x31（49）	1
'9'	0x39（57）	9
'A'	0x41（65）	10（十六进制）
'F'	0x46（70）	15（十六进制）
'a'	0x61（97）	10（十六进制）

字符转数字：数值 = ASCII码 - '0'（即 ASCII码 - 0x30）

数字转字符：ASCII码 = 数值 + '0'（即 数值 + 0x30）

输入数字（字符串转数值）

用户输入的是字符序列，需要转换为二进制数值才能用于计算：

实例

; 文件路径：string_to_int.asm
; 将十进制数字字符串转换为整数值

section .data
input_str db '12345', 0 ; 输入字符串 "12345"
input_len dd 5 ; 字符串长度

section .bss
result_val resd 1 ; 存放转换后的数值

section .text
global _start

_start:
; 转换算法：result = 0
; result = result * 10 + (当前字符 - '0')
mov esi, input_str ; esi 指向输入字符串
mov ecx, [input_len] ; ecx = 循环次数
mov eax, 0 ; eax = 累加结果

convert_loop:
mov ebx, 10
mul ebx ; eax = eax * 10
; mul ebx: edx:eax = eax * ebx

mov bl, [esi] ; 读取当前字符
sub bl, '0' ; 转为数值：字符 - '0'
movzx ebx, bl ; 零扩展 ebx（bl -> ebx）
add eax, ebx ; eax = eax + 当前位数值

inc esi ; 移动到下一个字符
loop convert_loop
; eax 现在 = 12345

mov [result_val], eax ; 保存结果

mov eax, 1
mov ebx, 0
int 0x80

算法解析：以 "12345" 为例：
第1轮：result = 0×10 + 1 = 1
第2轮：result = 1×10 + 2 = 12
第3轮：result = 12×10 + 3 = 123
...最终得到 12345。

输出数字（数值转字符串）

将二进制数值转为可显示的十进制字符串：

实例

; 文件路径：int_to_string.asm
; 将整数值转换为十进制字符串输出

section .data
number dd 12345 ; 要输出的数字
newline db 0xA

section .bss
output_buf resb 12 ; 输出缓冲区（最大 32 位整数是 10 位 + 符号 + null）

section .text
global _start

_start:
mov eax, [number] ; 加载数字
mov edi, output_buf + 11 ; edi 指向缓冲区末尾
mov byte [edi], 0 ; null 终止符（方便调试）
dec edi

mov ebx, 10 ; 除数 = 10
mov ecx, 0 ; 位数计数器

convert_digit:
mov edx, 0 ; 清零 edx（div 需要 edx:eax）
div ebx ; eax = eax/10, edx = eax%10
add dl, '0' ; 余数转字符
mov [edi], dl ; 存入缓冲区（从后往前）
dec edi ; 缓冲区指针前移
inc ecx ; 位数 +1
cmp eax, 0 ; 商是否为 0？
jne convert_digit ; 否，继续循环

; 现在 edi+1 指向第一个有效数字字符
inc edi ; 修正指针，指向字符串开头

; 计算有效字符长度
; output_buf + 11 - edi 即有效长度

; 输出数字
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, edi ; 指向转换后的字符串
; 计算长度
mov edx, output_buf + 11
sub edx, edi ; edx = 缓冲区末尾 - 字符串开头
int 0x80

; 输出换行
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, newline
mov edx, 1
int 0x80

mov eax, 1
mov ebx, 0
int 0x80

运行结果：

$ nasm -f elf32 int_to_string.asm -o int_to_string.o
$ ld -m elf_i386 int_to_string.o -o int_to_string
$ ./int_to_string
12345

十六进制输入输出

处理十六进制需要同时处理 0-9 和 A-F/a-f 的转换：

实例

; 文件路径：hex_output.asm
; 将数值以十六进制格式输出

section .data
number dd 0x1A2B3C4D ; 要输出的值
hex_prefix db '0x'
hex_prefix_len equ $ - hex_prefix
newline db 0xA

section .bss
hex_buf resb 10 ; 8 个十六进制位 + 前缀 + null

section .text
global _start

_start:
; 输出前缀 "0x"
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, hex_prefix
mov edx, hex_prefix_len
int 0x80

mov eax, [number] ; 要转换的数值
mov edi, hex_buf + 8 ; 缓冲区末尾（8 个十六进制位）
mov ecx, 8 ; 循环 8 次（32 位 = 8 个十六进制位）

hex_loop:
mov edx, 0 ; 准备除法
mov ebx, 16 ; 除以 16
div ebx ; 现在：eax 除以 ebx
; 注意：这里 div ebx 实际是 edx:eax / ebx
; 余数在 edx（0-15），商在 eax
mov ebx, eax ; 保存商

; 将余数转为十六进制字符
mov al, dl
cmp al, 10
jl digit_09 ; 0-9
add al, 'A' - 10 ; A-F
jmp store_char

digit_09:
add al, '0' ; 0-9

store_char:
dec edi
mov [edi], al
mov eax, ebx ; 恢复商
loop hex_loop

; 移除了loop，直接使用递减方式

; 输出十六进制数字（8 位）
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, hex_buf
mov edx, 8
int 0x80

; 输出换行
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, newline
mov edx, 1
int 0x80

mov eax, 1
mov ebx, 0
int 0x80

完整示例：简单的加法计算器

从键盘输入两个一位数，计算它们的和并输出：

实例

; 文件路径：simple_calc.asm
; 输入两个一位数（0-9），计算和并输出

section .data
prompt1 db 'Enter first number (0-9): '
prompt1_len equ $ - prompt1
prompt2 db 'Enter second number (0-9): '
prompt2_len equ $ - prompt2
result_msg db 'Sum = '
result_msg_len equ $ - result_msg
newline db 0xA

section .bss
num1 resb 2 ; 第一个数的输入（1位+换行）
num2 resb 2 ; 第二个数的输入
result_str resb 3 ; 结果字符串（最多2位+换行）

section .text
global _start

_start:
; 提示输入第一个数
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, prompt1
mov edx, prompt1_len
int 0x80

; 读取第一个数
mov eax, 3
mov ebx, 0
mov ecx, num1
mov edx, 2
int 0x80

; 提示输入第二个数
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, prompt2
mov edx, prompt2_len
int 0x80

; 读取第二个数
mov eax, 3
mov ebx, 0
mov ecx, num2
mov edx, 2
int 0x80

; 计算和
mov al, [num1] ; 读取第一个数（ASCII 字符）
sub al, '0' ; 转为数值
mov bl, [num2] ; 读取第二个数
sub bl, '0' ; 转为数值
add al, bl ; 求和

; 将结果转为字符串
mov ah, 0 ; 准备除法
mov bl, 10 ; 除以 10
div bl ; al = 十位数, ah = 个位数

; 保存结果
add al, '0' ; 十位转字符
mov [result_str], al ; 存十位
add ah, '0' ; 个位转字符
mov [result_str + 1], ah ; 存个位
mov byte [result_str + 2], 0xA ; 换行

; 输出结果信息
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, result_msg
mov edx, result_msg_len
int 0x80

; 输出计算结果（可能 1 或 2 位）
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, result_str
cmp byte [result_str], '0'
je output_one_digit ; 如果十位是 '0'，只输出个位
mov edx, 3 ; 2 位 + 换行
jmp do_output

output_one_digit:
inc ecx ; 跳过十位的 '0'
mov edx, 2 ; 1 位 + 换行

do_output:
int 0x80

mov eax, 1
mov ebx, 0
int 0x80