3.2. Первичные элементы языка ассемблера
Все ассемблерные программы состоят из одного или более предложений и комментариев. Предложение и комментарий представляют собой комбинацию знаков, входящих в алфавит языка, а также чисел и идентификаторов, которые тоже формируются из знаков алфавита. Макроассемблер MASM распознает следующий набор знаков:
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
a b c d e f g h i j k l m n o p q r st u v w x y z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
? @ _ $ : . [ ] ( ) < > { }
+ / * & % ! ' ~ | \ = # ^ ; , ` "
Конструкции языка ассемблера формируются из идентификаторов и ограничителей. Идентификатор представляет собой набор букв, цифр и символов _, ?, $ или @, причем первый элемент не должен быть цифрой. Идентификатор должен полностью размещаться на одной строке и может содержать от 1 до 31 символа (если их больше чем 31, то остальные игнорируются).
Друг от друга идентификаторы отделяются пробелом или ограничителем, которым считается любой недопустимый в идентификаторе символ. Посредством идентификаторов представляются объекты программы, такие, как переменные, метки и имена.
Переменные идентифицируют находящиеся в памяти данные и в общем случае характеризуются тремя атрибутами:
– сегментом, в котором определена переменная (действительно для 16‑разрядных приложений, где полный адрес переменной формируется как сегмент: смещение; для 32‑разрядных приложений этот атрибут не используется);
– смещением данного поля памяти относительно начала сегмента;
– типом, определяющим число, обрабатываемое при работе с переменной.
Метка (label) является частным случаем переменной, причем ссылка на нее указывается в командах условного или безусловного перехода. Для 16‑разрядных приложений метка характеризуется атрибутами сегментхмещение, для 32‑разрядных – только смещением. Метка также может быть определена через другую метку с использованием директивы EQU, как в этом примере:
Именами являются последовательности символов, определенные директивой EQU и принимающие значение символа или числа. Другое название имени – константа. Примеры имен:
namel EQU 'ABCD'
digit EQU 10
Некоторые идентификаторы, называемые ключевыми словами, имеют предопределенный смысл. К ним относятся директивы ассемблера, команды (инструкции) процессора, имена регистров, операторы выражений. К таким идентификаторам относится и указатель позиции (location counter), обозначаемый символом $.
Указатель позиции представляет собой текущую позицию в текущем сегменте и имеет те же атрибуты, что и метка типа NEAR. Далее приведен пример использования указателя позиции:
stringl BYTE «Test String»
level WORD 5
res BYTE 10 DUP (?)
len EQU $‑stringl
Константа len в этом примере равна 22 (именно столько байтов памяти занимают переменные stringl, level и res).
Следует помнить, что обычно ассемблер не различает строчные и прописные буквы и идентификаторы могут включать в себя буквы обоих регистров. Например, идентификаторы Abs и abs считаются идентичными. Различие между строчными и прописными буквами может быть установлено параметрами /ML и /MX макроассемблера MASM.
Рассмотрим типы и формы представления данных, которые могут быть использованы в выражениях, директивах и инструкциях языка ассемблера. Начнем с целых чисел. Целые числа могут быть представлены набором цифр и/или символов, после которых задается тип кодировки (основание счисления). Тип кодировки определяется одной из литер: В – двоичная, О – восьмеричная, D или Т – десятичная, H – шестнадцатеричная. При этом шестнадцатеричные числа не должны начинаться с буквенных шестнадцатеричных цифр (например, вместо ABh следует использовать запись OABh). Шестнадцатеричные цифры от А до F могут кодироваться в обоих регистрах.
Процессор оперирует с типами данных, определяемых директивами:
– DB – распределение и инициализация 1 байта памяти для каждого из указанных значений. В качестве значения может кодироваться целое число, строковая константа, оператор DUP (см. далее), 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. Строковая константа может содержать столько символов, сколько помещается на одной строке. Символы строки хранятся в памяти в порядке их следования, то есть первый символ имеет самый младший адрес, последний – самый старший;
– DW – распределение и инициализация слова памяти (2 байта) для каждого из указанных значений. В качестве значения может кодироваться целое число, одно– или двухсимвольная константа, оператор DUP, абсолютное выражение, адресное выражение или знак ?. Знак ? обозначает неопределенное значение. Значения, если их несколько, должны разделяться запятыми. Если директива имеет имя, создается переменная типа WORD с соответствующим данному значению указателя позиции смещением. Строковая константа не может содержать более двух символов. Последний (или единственный) символ строки хранится в младшем байте слова. Старший байт содержит первый символ или, если строка односимвольная, ноль;
– DD – распределение и инициализация двойного слова памяти (4 байта) для каждого из указанных значений. В качестве значения может кодироваться целое число, одно– или двухсимвольная константа, действительное число, кодированное действительное число, оператор DUP, абсолютное выражение, адресное выражение или знак ?. Знак ? обозначает неопределенное значение. Значения, если их несколько, должны разделяться запятыми. Если директива имеет имя, создается переменная типа DWORD с соответствующим данному значению указателя позиции смещением. Строковая константа не может содержать более двух символов. Последний (или единственный) символ строки хранится в младшем байте слова. Второй байт содержит первый символ или, если строка односимвольная, ноль. Остальные байты заполняются нулями;
– DQ – распределение и инициализация 8 байт памяти для каждого из указанных значений. В качестве значения может кодироваться целое число, одно‑или двухсимвольная константа, действительное число, кодированное действительное число, оператор DUP, абсолютное выражение, адресное выражение или знак ?. Знак ? обозначает неопределенное значение. Значения, если их несколько, должны разделяться запятыми. Если директива имеет имя, создается переменная типа QW0RD с соответствующим данному значению указателя позиции смещением. Строковая константа не может содержать более двух символов. Последний (или единственный) символ строки хранится в младшем байте слова. Второй байт содержит первый символ или, если строка односимвольная, ноль. Остальные байты заполняются нулями;
– DT – распределение и инициализация 10 байт памяти для каждого из указанных значений. В качестве значения может кодироваться целое выражение, упакованное десятичное число, одно– или двухсимвольная константа, кодированное действительное число, оператор DUP или знак ?. Знак ? обозначает неопределенное значение. Значения, если их несколько, должны разделяться запятыми. Если директива имеет имя, создается переменная типа TW0RD с соответствующим данному значению указателя позиции смещением. Строковая константа не может содержать более двух символов. Последний (или единственный) символ строки хранится в младшем байте слова. Второй байт содержит первый символ или, если строка односимвольная, ноль. Остальные байты заполняются нулями. При обработке директивы DT подразумевается, что константы, содержащие десятичные цифры, представляют собой не целые, а десятичные упакованные числа. Чтобы в случае необходимости определить 10‑байтовое целое число, следует после числа указать спецификатор системы счисления (D или d для десятичных чисел, H или h для шестнадцатеричных и так далее). Если в одной директиве определения памяти заданы несколько значений, им распределяются последовательные байты памяти.
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, например целым числом, символьной константой или другим оператором DUP (допускается до 17 уровней вложенности операторов DUP). Значения, если их несколько, должны разделяться запятыми. Оператор DUP может использоваться не только в директивах определения памяти, но и в других директивах.
Далее приводятся примеры директив определения данных:
dbl DB 1
db2 DB 'ABCD'
db3 DB ?
dwl DW 9325
dw2 DW 4*3
dw3 DW 1,'$'
dw4 DW array
ddl DD 'xyz'
dd2 DD 1.5
dql DQ 18446744073709551615
mixl DB 5 DUP(5 DUP(5 DUP(IO)))
mix2 DW DUP(1,2,3,4,5)
Рассмотрим способы представления (кодировки) для различных типов данных. Вещественные числа (числа с плавающей точкой) кодируются с использованием одной из форм:
xxxx.xxxx[R]
[[+|‑]]хххх.хххх[[Е[[+|‑]]хххх];
Здесь х – одна из цифр от 0 до 9.
Кодированные вещественные числа могут использоваться в директивах DD, DQ и DT, например:
al DD 56.23R
а2 DD ‑45.6R
аЗ DD 211.77E‑2
Десятичные числа кодируются так, как показано далее:
[[+|‑]]хххх
Здесь х – одна из цифр от 0 до 9.
Следующий тип данных, который мы рассмотрим, – знаковые и строковые константы.
Они могут быть представлены следующим образом:
`сссссс` «ссссс»
Здесь с – символы из допустимого диапазона.
Часть строки исходного текста после символа точки с запятой (если он не является элементом знаковой константы или строки знаков) считается комментарием и ассемблером игнорируется. Комментарии вносятся в программу как поясняющий текст и могут содержать любые знаки до ближайшей комбинации символов возврата каретки и перевода строки (CR/LF).
В языке ассемблера очень часто используются так называемые символические имена, которые существенно упрощают программирование. Описание символических имен выполняется с помощью специальных директив.
Символические имена могут представлять собой число, текст, инструкцию или адрес. Для описания символических имен в языке ассемблера служат директивы EQU, LABEL и директива присваивания =.
Директива присваивания имеет такой формат:
имя=выражение
При помощи этой директивы создается имя, представляющее собой значение, равное текущему значению указанного выражения. Для хранения этого значения память не выделяется. Вместо этого каждое появление указанного имени в программном коде замещается значением выражения.
Символическое имя может быть переопределено. В каждой директиве присваивания в качестве имени может указываться уникальное имя или имя, ранее использованное другой директивой присваивания.
Выражение может быть целым числом, одно– или двухсимвольной строковой константой, константным или адресным выражением. Его значение не должно превышать 65 535.
Примеры определения символических имен:
int = 167
stringl = 'ab'
const = 7*4
addrl = stringl
Директива EQU имеет следующий формат:
имя EQU выражение
Директива EQU создает абсолютное имя, псевдоним или текстовое имя путем присваивания имени указанного выражения. Под абсолютным именем здесь подразумевается имя, представляющее собой 16‑разрядное значение, а псевдонимом называется ссылка на другое имя. В качестве текстового имени может использоваться строка символов. При компиляции исходного текста каждое появление имени ассемблер замещает текстом или значением выражения, в зависимости от типа выражения. Имя должно быть уникальным и не может быть переопределено. В качестве выражения может задаваться целое число, строковая константа, вещественное число, кодированное вещественное число, мнемоника инструкции, константное или адресное выражение. Выражение, имеющее значением целое число, порождает имя, вхождения которого ассемблер замещает этим значением. Для всех остальных выражений вхождения имени замещаются текстом.
Примеры применения директивы EQU:
k EQU 1024
adr EQU [BP]
de EQU X0R АХ,АХ
cl EQU BYTE PTR
t EQU 'File'
MASM EQU 5.1 + 0.9
Msft EQU <Microsoft>
mat EQU 20*30
Директива LABEL имеет следующий формат:
имя LABEL тип
Директива LABEL порождает новую переменную или метку путем присваивания имени указанного типа и текущего значения указателя позиции. Имя должно быть уникальным и не может быть переопределено. В качестве типа может быть задано одно из следующих ключевых слов: BYTE, WORD, DWORD, QWORD, TBYTE, NEAR, FAR.
Примеры использования директивы LABEL:
byte_array LABEL BYTE
word_array DW 10 DUP(0)
Здесь имена bytearray и wordarray ссылаются на одну и ту же область памяти.