187.

Ссылки вперед

Хотя ассемблер и допускает ссылки вперед (т.е. к еще необъявленным объектам программы), такие ссылки могут при неправильном использовании приводить к ошибкам. Пример ссылки вперед:

JMP MET

...

MET: ...

Всякий раз, когда ассемблер обнаруживает неопределенное имя на 1-м проходе, он предполагает, что это ссылка вперед. Если указано только имя, ассемблер делает предположения о его типе и используемом регистре сегмента, в соответствии с которыми и генерируется код. В приведенном выше примере предполагается, что MET – метка типа NEAR и для ее адресации используется регистр CS, в результате чего генерируется инструкция JMP, занимающая 3 байта. Если бы, скажем, в действительности тип ссылки оказался FAR, ассемблеру нужно было бы генерировать 5-байтовую инструкцию, что уже невозможно, и формировалось бы сообщение об ошибке. Во избежание подобных ситуаций рекомендуется придерживаться следующих правил:

Если ссылка вперед является переменной, вычисляемой относительно регистров ES, SS или CS, следует использовать оператор переключения сегмента. Если он не использован, делается попытка вычисления адреса относительно регистра DS.

Если ссылка вперед является меткой инструкции в команде JMP и отстоит не далее, чем на 128 байтов, можно использовать оператор SHORT. Если этого не делать, метке будет присвоен тип FAR, что не вызовет ошибки, но на 2-м проходе ассемблер для сокращения размера содержащей ссылку инструкции вынужден будет вставить дополнительную и ненужную инструкцию NOP.

Если ссылка вперед является меткой инструкции в командах CALL или JMP, следует использовать оператор PTR для определения типа метки. Иначе ассемблер устанавливает тип NEAR, и, если в действительности тип метки окажется FAR, будет выдано сообщение об ошибке.

Директивы определения данных

Директивы определения данных служат для задания размеров, содержимого и местоположения полей данный, используемых в программе на языке ассемблера.

Директивы определения данных могут задавать:

скалярные данные, представляющие собой единичное значение или набор единичных значений;

записи, позволяющие манипулировать с данными на уровне бит;

структуры, отражающие некоторую логическую структуру данных.

Скалярные данные

Директивы определения скалярных данных приведены в таблице.

Таблица 2. Директивы определения скалярных данных.Формат Функция

[[имя]] DB значение,... определение байтов

[[имя]] DW значение,... определение слов

[[имя]] DD значение,... определение двойных слов

[[имя]] DQ значение,... определение квадрослов

[[имя]] DT значение,... определение 10 байтов

Директива DB обеспечивает распределение и инициализацию 1 байта памяти для каждого из указанных значений. В качестве значения может кодироваться целое число, строковая константа, оператор DUP (см. ниже), абсолютное выражение или знак «?». Знак «?» обозначает неопределенное значение. Значения, если их несколько, должны разделяться запятыми. Если директива имеет имя, создается переменная типа BYTE с соответствующим данному значению указателя позиции смещением.

Если в одной директиве определения памяти заданы несколько значений, им распределяются последовательные байты памяти. В этом случае, имя, указанное в начале директивы, именует только первый из этих байтов, остальные остаются безымянными. Для ссылок на них используется выражение вида имя+k, где k – целое число.

Строковая константа может содержать столько символов, сколько помещается на одной строке. Символы строки хранятся в памяти в порядке их следования, т.е. 1-й символ имеет самый младший адрес, последний - самый старший.

Во всех директивах определения памяти в качестве одного из значений может быть задан оператор DUP. Он имеет следующий формат:

счетчик DUP (значение,...)

Указанный в скобках список значений повторяется многократно в соответствии со значением счетчика. Каждое значение в скобках может быть любым выражением, имеющим значением целое число, символьную константу или другой оператор DUP (допускается до 17 уровней вложенности операторов DUP). Значения, если их несколько, должны разделяться запятыми.

Оператор DUP может использоваться не только при определении памяти, но и в других директивах.

Синтаксис директив DW, DD, DQ и DT идентичен синтаксису директивы DB.

Примеры директив определения скалярных данных:

integer1 DB 16

string1 DB 'abCDf'

empty1 DB ?

contan2 DW 4*3

string3 DD 'ab'

high4 DQ 18446744073709551615

high5 DT 1208925819614629174706175d

db6 DB 5 DUP(5 DUP(5 DUP(10)))

dw6 DW DUP(1,2,3,4,5)

Записи

Запись представляет собой набор полей бит, объединенных одним именем. Каждое поле записи имеет собственную длину, исчисляемую в битах, и не обязано занимает целое число байтов. Объявление записи в программе на языке ассемблера включает в себя 2 действия:

объявление шаблона или типа записи директивой RECORD;

объявление собственно записи.

Формат директивы RECORD:

имя_записи RECORD имя_поля:длина[[=выражение]],...

Директива RECORD определяет вид 8- или 16-битовой записи, содержащей одно или несколько полей. Имя_записи представляет собой имя типа записи, которое будет использоваться при объявлении записи. Имя_поля и длина (в битах) описывает конкретное поле записи. Выражение, если оно указано задает начальное (умалчиваемое) значение поля. Описания полей записи в директиве RECORD, если их несколько, должны разделяться запятыми. Для одной записи может быть задано любое число полей, но их суммарная длина не должна превышать 16 бит.

Длина каждого поля задается константой в пределах от 1 до 16. Если общая длина полей превышает 8 бит, ассемблер выделяет под запись 2 байта, в противном случае – 1 байт. Если задано выражение, оно определяет начальное значение поля. Если длина поля не меньше 7 бит, в качестве выражения может быть использован символ в коде ASCII. Выражение не должно содержать ссылок вперед. Пример:

item RECORD char:7='Q',weight:4=2

Запись item будет иметь следующий вид:

char weight

0000 1010001 0010

При обработке директивы RECORD формируется шаблон записи, а сами данные создаются при объявлении записи, которое имеет следующий вид:

[[имя]] имя_записи <[[значение,...]]>

По такому объявлению создается переменная типа записи с 8- или 16-битовым значением и структурой полей, соответствующей шаблону, заданному директивой RECORD с именем имя_записи. Имя задает имя переменной типа записи. Если имя опущено, ассемблер распределяет память, но не создает переменную, которую можно было бы использовать для доступа к записи.

В скобках <> указывается список значений полей записи. Значения в списке, если их несколько, должны разделяться запятыми. Каждое значение может быть целым числом, строковой константой или выражением и должно соответствовать длине данного поля. Для каждого поля может быть задано одно значение. Скобки <> обязательны, даже если начальные значения не заданы. Пример:

table item 10 DUP(<'A',2>)

Если для описания шаблона записи использовалась директива RECORD из предыдущего примера, то по этому объявлению создается 10 записей, объединенных именем table.

188.

Выражения

В языке ассемблера выражения могут быть использованы в инструкциях или директивах и состоят из операндов и операторов.

Операнды представляют значения, регистры или адреса ячеек памяти, используемых определенным образом по контексту программы.

Операторы выполняют арифметические, логические, побитовые и другие операции над операндами выражений.

Ниже даны описания наиболее часто используемых в выражениях операторов.

Арифметические операторы.

выражение_1 * выражение_2

выражение_1 / выражение_2

выражение_1 MOD выражение_2

выражение_1 + выражение_2

выражение_1 - выражение_2

+ выражение

- выражение

Эти операторы обеспечивают выполнение основных арифметических действий (здесь MOD - остаток от деления выражения_1 на выражение_2, а знаком / обозначается деление нацело). Результатом арифметического оператора является абсолютное значение.

Операторы сдвига.

выражение SHR счетчик

выражение SHL счетчик

Операторы SHR и SHL сдвигают значение выражения соответственно вправо и влево на число разрядов, определяемое счетчиком. Биты, выдвигаемые за пределы выражения, теряются. Замечание: не следует путать операторы SHR и SHL с одноименными инструкциями процессора.

Операторы отношений.

выражение_1 EQ выражение_2

выражение_1 NE выражение_2

выражение_1 LT выражение_2

выражение_1 LE выражение_2

выражение_1 GT выражение_2

выражение_1 GE выражение_2

Мнемонические коды отношений расшифровываются следующим образом:

EQ – равно;

NE – не равно;

LT – меньше;

LE – меньше или равно;

GT – больше;

GE – больше или равно.

Операторы отношений формируют значение 0FFFFh при выполнении условия и 0000h в противном случае. Выражения должны иметь абсолютные значения. Операторы отношений обычно используются в директивах условного ассемблирования и инструкциях условного перехода.

Операции с битами.

NOT выражение

выражение_1 AND выражение_2

выражение_1 OR выражение_2

выражение_1 XOR выражение_2

Мнемоники операций расшифровываются следующим образом:

NOT – инверсия;

AND – логическое И;

OR – логическое ИЛИ;

XOR – исключающее логическое ИЛИ.

Операции выполняются над каждыми соответствующими битами выражений. Выражения должны иметь абсолютные значения.

Оператор индекса.

[[выражение_1]] [выражение_2]

Оператор индекса [] складывает указанные выражения подобно тому, как это делает оператор +, с той разницей, что первое выражение необязательно, при его отсутствии предполагается 0 (двойные квадратные скобки указывают на то, что операнд не обязателен).

Оператор PTR

тип PTR выражение

При помощи оператора PTR переменная или метка, задаваемая выражением, может трактоваться как переменная или метка указанного типа. Тип может быть задан одним из следующих имен или значений:

Таблица 1. Типы оператора PTRИмя типа Значение

BYTE 1

WORD 2

DWORD 4

QWORD 8

TBYTE 10

NEAR 0FFFFh

FAR 0FFFEh

Оператор PTR обычно используется для точного определения размера, или расстояния, ссылки. Если PTR не используется, ассемблер подразумевает умалчиваемый тип ссылки. Кроме того, оператор PTR используется для организации доступа к объекту, который при другом способе вызвал бы генерацию сообщения об ошибке (например, для доступа к старшему байту переменной размера WORD).

Операторы HIGH и LOW

HIGH выражение

LOW выражение

Операторы HIGH и LOW вычисляют соответственно старшие и младшие 8 битов значения выражения. Выражение может иметь любое значение.

Оператор SEG

SEG выражение

Этот оператор вычисляет значение атрибута СЕГМЕНТ выражения. Выражение может быть меткой, переменной, именем сегмента, именем группы или другим символом.

Оператор OFFSET

OFFSET выражение

Этот оператор вычисляет значение атрибута СМЕЩЕНИЕ выражения. Выражение может быть меткой, переменной, именем сегмента или другим символом. Для имени сегмента вычисляется смещение от начала этого сегмента до последнего сгенерированного в этом сегменте байта.

Оператор SIZE

SIZE переменная

Оператор SIZE определяет число байтов памяти, выделенных переменной.

Приоритеты операций

При вычислении значения выражения операции выполняются в соответствии со следующим списком приоритетов (в порядке убывания):

LENGTH, SIZE, WIDTH, MASK, (), [], <>.

Оператор имени поля структуры (.).

Оператор переключения сегмента (:).

PTR, OFFSET, SEG, TYPE, THIS.

HIGH, LOW.

Унарные + и -.

*, /, MOD, SHR, SHL.

Бинарные + и -.

EQ, NE, LT, LE, GT, GE.

NOT.

AND.

OR, XOR.

SHORT, .TYPE.

(Некоторые операции не были рассмотрены выше ввиду довольно редкого их использования)

189.

Функция вывода на экран числа с возможностью выбора основания системы счисления.

На входе

eax - число

ecx - основание системы счисления

num2str:

pushad

mov bx,sp

mov byte[ss:bx-1],'$' ;символ конца строки

@@:cdq

div ecx ;делим число на основание edx - остаток, eax - частное

mov bp,dx

mov dl,[symbols+bp] ;преобразование в ASCII

dec bx

mov [ss:bx-1],dl

test eax,eax

jne @b

mov ax,ss ;выводим строку на экран

mov ds,ax

dec bx

mov dx,bx

xchg sp,bx

mov ah,9

int 21h

xchg sp,bx

popad

ret

symbols db '0123456789ABCDEFGIJKLMNOPRSTU'

190. Пример использования (вывод числа 223 в двоичной системе счисления)Код ASM

mov ecx,2

mov eax,223

call num2str

191.

Программирование арифметических выражений в языке Ассемблер происходит через некоторые команды такие, как: mul, div, sub, add. Эти команды называются командами арифметических операций. Mul – команда умножения. Она умножает регистр ax на то, что стоит после нее. Результат заносится в ax. Div – команда деления. Она делит регистр ax на то, что стоит после нее. Результат заносится в ax. Add – команда сложения. Слаживает два числа. Результат заносится в первый регистр. Sub – команда вычитания. Вычитает два числа. Результат заносится в первый регистр.

Команда пересылки данных: возможности и ограничения

К этой группе команд относятся команды:

Mov <Операнд назначения (приемник)>, <операнд- источник>

Xchg <Операнд1>, <операнд2>.

Mov – это основная команда пересылки данных. В ней допустимо большинство из возможных сочетаний операндов:

Mov ax, table ; пересылка из памяти в регистр

Mov table, ax ; и наоборот

Mov ds, ax ; пересылка между 16-битовыми регистрами

Mov bl, al ; пересылка между 8-битовыми регистрами

Mov cl,-30 ; пересылка константы в регистр

Mov table, word ptr 25h ; пересылка константы в память

Если в команде пересылки одним из операндов является регистр, то ассемблер пересылает столько байтов, каков размер регистра. При отсутствии в команде регистра ассемблер не знает, одну, двух или четырехбайтовую константу необходимо пересылать в память. В таком случае подсказкой для ассемблера должны быть модификаторы BYTE PTR (пересылка одного байта), WORD PTR (пересылка слова – двух байтов), DWORD PTR (пересылка двойного слова – четырех байтов).

В команде Mov исключаются следующие сочетания операндов:

- сегментный регистр-память. Нельзя загрузить в сегментный регистр значение непосредственно из памяти. Поэтому для такой загрузки используют обычно 2 команды пересылки – через регистр общего назначения или через стек;

- ячейка памяти-ячейка памяти. Нельзя осуществлять непосредственную пересылку данных из одной ячейки памяти в другую.

- сегментный регистр-сегментный регистр. Нельзя пересылать содержимое одного сегментного регистра в другой сегментный регистр, однако при необходимости такой пересылки поступают так же, как и в предыдущих случаях: пересылку осуществляют через регистр общего назначения;

- нельзя использовать сегментный регистр CS в качестве операнда назначения (приемника).

Команда Xchg (exchange) меняет между собой значения двух регистров общего назначения или регистра ОН и ячейки памяти. Необходимое требование к операндам – чтобы они имели один тип. Например:

Xchg AX, BX ; обменять значения двух регистров (слова

Xchg AL, BH ; или байты)

Xchg WORD1, DX ; обменять значения регистра и

Xchg DL, BYTE1 ; ячейки памяти.

193.

Команда LOOP <метка>.

Данная команда выполняет следующие функции:

Автоматически уменьшает значение счетчика.

Выполняет проверку на выход из цикла.

Выполняет переход на начало тела цикла.

Команда LOOP может быть использована лишь в случае цикла с известным числом повторений, т.е. цикла “ДЛЯ”. Количество повторений цикла должно быть присвоено регистру СХ до начала цикла.

Команды DEC и JNZ действуют аналогично команде LOOP: уменьшают содержимое регистра CX на 1 и выполняет переход на метку A20, если в CX не ноль. Команда DEC кроме того устанавливает флаг нуля во флаговом регистре в состояние 0 или 1. Команда JNZ затем проверяет эту установку. В рассмотренном примере команда LOOP хотя и имеет ограниченное использование, но более эффективна, чем две команды: DEC и JNZ. Аналогично командам JMP и LOOP операнд в команде JNZ cодержит

значение расстояния между концом команды JNZ и адресом A20, которое прибавляется к командному указателю. Это расстояние должно быть в пределах от -128 до +127 байт. В случае перехода за эти границы ассемблер выдаст сообщение "Relative jump out of range" (превышены относительные границы перехода).

194.

Описание и инициализация массива в программе

Специальных средств описания массивов в программах ассемблера, конечно, нет. При необходимости использовать массив в программе его нужно моделировать одним из следующих способов:

1) Перечислением элементов массива в поле операндов одной из директив описания данных (читать о директивах). При перечислении элементы разделяют запятыми. К примеру:

;массив из 5 элементов.Размер каждого элемента 4 байта:

mas dd 1,2,3,4,5

2) Используя оператор повторения dup. К примеру:

;массив из 5 нулевых элементов.

;Размер каждого элемента 2 байта:

mas dw 5 dup (0)

Такой способ определения используется для резервирования памяти с целью размещения и инициализации элементов массива.

Также существуют способы с использованием директив label и rept, а также цикла для инициализации значениями области памяти, которую можно будет впоследствии трактовать как массив.

Доступ к элементам массива

При работе с массивами необходимо чётко представлять себе, что все элементы массива располагаются в памяти компьютера последовательно.

Само по себе такое расположение ничего не говорит о назначении и порядке использования этих элементов. И только лишь программист с помощью составленного им алгоритма обработки определяет, как нужно трактовать эту последовательность байт, составляющих массив. Так, одну и ту же область памяти можно трактовать как одномерный массив, и одновременно те же самые данные можно трактовать как двумерный массив. Всё зависит только от алгоритма обработки этих данных в конкретной программе. Сами по себе данные не несут никакой информации о своём “смысловом”, или логическом, типе. Помните об этом принципиальном моменте.

Эти же соображения можно распространить и на индексы элементов массива. Ассемблер не подозревает об их существовании и ему абсолютно всё равно, каковы их численные смысловые значения.

Для того чтобы локализовать определённый элемент массива, к его имени нужно добавить индекс. Так как мы моделируем массив, то должны позаботиться и о моделировании индекса. В языке ассемблера индексы массивов — это обычные адреса, но с ними работают особым образом. Другими словами, когда при программировании на ассемблере мы говорим об индексе, то скорее подразумеваем под этим не номер элемента в массиве, а некоторый адрес.

195.

По определению структура — это тип данных, состоящий из фиксированного числа элементов разного типа.

Для использования структур в программе необходимо выполнить три действия:

Задать шаблон структуры.  По смыслу это означает определение нового типа данных, который впоследствии можно использовать для определения переменных этого типа.

Определить экземпляр структуры.  Этот этап подразумевает инициализацию конкретной переменной заранее определенной (с помощью шаблона) структурой.

Организовать обращение к элементам структуры.

Очень важно, чтобы вы с самого начала уяснили, в чем разница междуописанием структуры в программе и ее определением.  Описать структуру в программе означает лишь указать ее схему или шаблон; память при этом не выделяется.  Этот шаблон можно рассматривать лишь как информацию для транслятора о расположении полей и их значении по умолчанию.  Определить структуру — значит, дать указание транслятору выделить память и присвоить этой области памяти символическое имя.

Описать структуру в программе можно только один раз, а определить — любое количество раз.

Описание шаблона структуры

Описание шаблона структуры имеет следующий синтаксис:

имя_структуры STRUC <описание полей> имя_структуры ENDS

Определение данных с типом структуры

Для использования описанной с помощью шаблона структуры в программе необходимо определить переменную с типом данной структуры. Для этого используется следующая синтаксическая конструкция:

[имя переменной] имя_структуры <[список значений]>

Здесь:

имя переменной — идентификатор переменной данного структурного типа.  Задание имени переменной необязательно. Если его не указать, будет просто выделена область памяти размером в сумму длин всех элементов структуры.

список значений — заключенный в угловые скобки список начальных значений элементов структуры, разделенных запятыми.  Его задание также необязательно.  Если список указан не полностью, то все поля структуры для данной переменной инициализируются значениями из шаблона, если таковые заданы.  Допускается инициализация отдельных полей, но в этом случае пропущенные поля должны отделяться запятыми. Пропущенные поля будут инициализированы значениями из шаблона структуры. Если при определении новой переменной с типом данной структуры мы согласны со всеми значениями полей в ее шаблоне (то есть заданными по умолчанию), то нужно просто написать угловые скобки.  К примеру: victor worker <>.

Методы работы со структурой

Идея введения структурного типа в любой язык программирования состоит в объединении разнотипных переменных в один объект.  В языке должны быть средства доступа к этим переменным внутри конкретного экземпляра структуры. Для того чтобы сослаться в команде на поле некоторой структуры, используется специальный оператор — символ "." (точка). Он используется в следующей синтаксической конструкции:

адресное_выражение.имя_поля_структуры

Здесь:

адресное_выражение — идентификатор переменной некоторого структурного типа или выражение в скобках в соответствии с указанными ниже синтаксическими правилами (рис. 1);

имя_поля_структуры — имя поля из шаблона структуры. Это, на самом деле, тоже адрес, а точнее, смещение поля от начала структуры.

Таким образом оператор "." (точка) вычисляет выражение

(адресное_выражение) + (имя_поля_структуры)

Рис. 5. Синтаксис адресного выражения в операторе обращения к полю структуры

196-197.

Логические  операции  являются  важным  элементом  в   проектировании микросхем и имеют много общего в логике программирования. Команды AND, OR, XOR  и  TEST  -  являются  командами  логических  операций.  Эти   команды используются для сброса и установки бит и для  арифметических  операций  в коде ASCII (см.гл.13).  Все эти команды обрабатывают один  байт  или  одно слово в регистре или в памяти, и устанавливают флаги CF, OF, PF, SF, ZF.

     AND: Если оба из сравниваемых битов равны 1, то результат равен 1; во всех остальных случаях результат - 0.

     OR: Если хотя бы один из сравниваемых битов  равен  1,  то  результат равен 1; если сравниваемые биты равны 0, то результат - 0.