assembler_na_primeraxbazovyy_kurs_rudolf_marek

Глава 13. Компоновка — стыковка ассемблерных программ

Первый аргумент функции addit равен 0x55. Помещенный в стек последним, теперь он находится ближе к вершине стека ЕВР, то есть извлекается из стека первым.

Оставшаяся часть функции addit вычисляет сумму аргументов, загруженных в ЕАХ и EDX, с помощью команды LEA. Результат подпрограммы ожидается в ЕАХ. После завершения addit ее стек-фрейм будет разрушен следующими командами:

Первая команда «теряет» локальные переменные и выравнивание, а вторая восстанавливает исходный стек-фрейм функции main. Удаление переданных в стек аргументов входит в обязанности вызывающей функции (main), потому что только ей известно их количество.

Смещение переданного аргумента относительно ЕВР зависит от его типа. Значение, тип которого имеет размер меньший двойного слова (char, short), выравнивается по адресу, кратному 4 байтам.

13.2.2. Стек-фрейм в языке С (16-битная версия)

Все, что было сказано о стек-фрейме, остается в силе и для 16-битных версий языка С, но со следующими очевидными отличиями:

•минимальный размер передаваемого через стек значения — не двойное слово (4 байта), а слово (2 байта);

•вместо 32-битных регистров используются их 16-битные версии (т.е. ВР вместо ЕВР, SP вместо ESP и т.д.);

•возвращаемое функцией значение ожидается не в ЕАХ, а в паре DX:AX.

Заметьте, что в своей ассемблерной программе вы можете использовать лю­ бые 32-битные команды, если они доступны (то есть если вы не собираетесь выполнять программу на древнем 80286 процессоре).

В 16-битном мире у нас будут небольшие проблемы из-за различных способов вызова функций. В С используются так называемые модели памяти, которые задают максимальные размеры секций кода и данных программы. Компиляция

223

Ассемблер на примерах. Базовый курс

С-программы с моделью памяти medium, large или huge сгенерирует для вызова функций команды CALL FAR, а с остальными моделями — CALL NEAR.

«Ближний» вызов сохраняет в стеке только смещение следующей команды, поскольку предполагается, что сегментная часть адреса сохранится и так. От­ сюда следует, что «расстояние» от вершины стека ВР до первого аргумента будет на 2 байта меньше, чем при использовании вызова FAR. Для возврата из FAR-вызовов служит команда RETF, а не RETN.

Компилятор NASM содержит набор макросов, позволяющих решить про­ блему разных моделей памяти, что значительно облегчает компоновку с С- и Паскаль-программами.

13.3. Компоновка с С-программой

Большинство компиляторов С снабжает глобальные символы из пространства имен С префиксом «_». Например, функция printf будет доступна програм­ мисту на ассемблере как _printf. Исключением является только формат ELF (использующийся в Linux), не требующий символа подчеркивания.

Давайте напишем небольшую С-программу, вызывающую функцию printit, которая вычисляет сумму глобальной переменной plus и единственного аргу­ мента и выводит ее на экран. Функцию printit напишем на языке ассемблера, а из нее вызовем библиотечную функцию printf. Писать и запускать программу будем в операционной системе Linux.

С-часть нашей программы очень проста:

const int plus = 6; void printit(int); int main(void) { printit(5);

}

Мы определили глобальную константу plus и присвоили ей значение 6. Затем идет объявление прототипа функции printit. После этого — функция main, вызывающая функцию printit с аргументом 5.

В ассемблерной программе нам нужно объявить используемые нами глобаль­ ные символы plus и printf:

extern plus extern printf

Поскольку мы собираемся использовать компилятор gcc и формат исполняе­ мого файла ELF, нам не нужно возиться с символами подчеркивания.

Благодаря следующей директиве include нам доступны макросы proc, arg и endproc, которые облегчают написание нашей функции:

%include «misc/c32.mac»

224

Глава 13. Компоновка — стыковка ассемблерных программ

Макрос ргос определяет начало функции printit. Подстановка превращает его в две команды: push ebp и mov ebp,esp. Следующий макрос arg определяет наш единственный аргумент. Если нужно передать несколько аргументов, то первый arg будет соответствовать крайнему слева аргументу в коде С. Размер аргумента по умолчанию — 4 байта (определен в с32.тас).

ргос printit %$what arg

Оставшаяся часть программы понятна:

Вся программа представлена в листинге 13.1.

Листинг 13.1. Пример компоновки ассемблерного кода с С-кодом

225

Ассемблер на примерах. Базовый курс

Сохраним нашу программу в файле printit.asm и откомпилируем его: nasm -f elf printit . asm

Исходный код С-программы сохраним в файле main.c и откомпилируем его с помощью gcc, скомпоновав с модулем printit.o:

дсс -о printit main.c printit.o

Запустив полученную программу printit, мы увидим, что она выводит «SUM = И».

Чтобы собрать 16-битную версию программы, нужно подключить другой за­ головочный файл — с16.тас. Макросы ргос и endproc сами решают проблему с NEAR и FAR-вызовами. При использовании FAR-модели памяти нужно указать:

%define FARCODE

Обо всем остальном позаботятся макросы.

Если вы используете компилятор, требующий символов подчеркивания, вам поможет небольшой макрос:

%define %1 _%1 %endmacro

После этого вы можете использовать директивы cglobal и cextern вместо обыч­ ных global и extern. Новые версии директив автоматически будут добавлять символы подчеркивания.

13.4.Компоновка с Pascal-программой

Вобщих чертах механизм передачи аргументов в Паскале не отличается от только что рассмотренного механизма в языке С. Аргументы передаются через стек, оба типа подпрограмм (процедуры и функции) используют стек-фрейм (или его 16битную версию). Переменные и аргументы доступны через регистр ВР.

Паскаль изначально разрабатывался как язык для обучения программированию, поэтому он не поддерживает некоторых конструкций языка С — например, функций с переменным количеством аргументов. Поэтому компилятор Паскаля помещает аргументы в стек слева направо, а не в обратном порядке, как в С.

Вызов внешних подпрограмм на Паскале из ассемблерной программы упро­ щен, потому что в Паскале используются только FAR-вызовы. «Генеральная уборка» стека — забота не вызывающей программы, а вызываемой функции,

226

Глава 13. Компоновка — стыковка ассемблерных программ

которая должна выполнить команду retf с аргументом, указывающим, сколько байтов выбросить из стека. Рассмотрим таблицу размещения стека подпро­ граммы относительно ВР (табл. 13.4).

Давайте напишем на Паскале программу, подобную только что рассмотренной. Новая версия нашей программы для вывода значения суммы будет вызывать функцию writeln из основной программы, то есть подпрограмма addit должна только подсчитать сумму и вернуть ее в основную программу.

{$L addit.obj}

writelnCSUM = ', addit(5)); end.

Функцию addit, как и в предыдущем примере, напишем на языке ассемблера. Программе на Паскале она становится известна посредством ключевого слова external. В той же строке декларации мы объявляем, что функции addit нужно передать один целочисленный параметр, она возвращает значение типа longint (4 байта) и вызывается как FAR. He забудьте также написать директиву $L, указывающую имя объектного файла с откомпилированной функцией addit, который нужно подключить при компоновке.

Теперь напишем функцию addit, которую мы сохраним в файле addit.asm.

Borland Turbo Pascal использует не стандартный формат объектного файла obj, а свой собственный, что накладывает строгие ограничения на именование секций программы. Секция кода должна называться CODE, CSEG или име­ нем, заканчивающимся на «_ТЕХТ», секция данных — CONST или именем, заканчивающимся на «_DATA», а секция неинициализированных данных — DATA, или DSEG, или именем, заканчивающимся на «_BSS».

Если вы уже привыкли называть секции программы именами .text, .data и .bss, то в программах, предназначенных для компоновки с Паскаль-кодом, просто добавьте знак подчеркивания после точки, и компилятор будет доволен.

227

Ассемблер на примерах. Базовый курс

Функция addit будет вызываться в 16-битной среде, где размер типа данных integer равен 2 байтам. Возвращает функция значение типа longint (4 байта) и передает его через пару регистров DX:AX. Все эти вопросы, в том числе вопросы компоновки с Паскаль-кодом, решает макрос с16.тас. Код нашей подпрограммы addit представлен в листинге 13.2.

Листинг 13.2. Пример подпрограммы для паскалевской программ

Макрос arg принимает в качестве необязательного параметра размер пере­ даваемого аргумента. Размер по умолчанию в 16-битной среде равен 2 байтам. Если бы мы передавали аргумент типа longint или указатель, нам пришлось бы явно задать его размер, то есть 4 байта.

Теперь посмотрим, во что превратятся макросы после подстановки:

;все

После компиляции и запуска программы она выведет требуемую сумму на экран.

228

Заключение

Несмотря на то, что вы дочитали эту книгу до конца, ваше изучение языка ассемблера на этом не заканчивается, а, наоборот, только начинается. Вы заложили только фундамент дальнейшего из­ учения, познакомившись с основными понятиями и конструкциями языка ассемблера, которых долж­ но хватить для написания простеньких программ. Если вы заинтересовались и хотите разрабатывать сложные ассемблерные программы, рекомендуем ознакомиться с расширенными наборами команд процессоров (ММХ, SSE, 3DNow), описания ко­ торых вы найдете в Интернете. А также прочитать книгу, посвященную программированию на языке ассемблера под конкретную операционную систе­ му — DOS, Windows или Linux.

Все программы и фрагменты программ, представ­ ленные в этой книге, распространяются свободно без лицензионных ограничений.

Все торговые марки и наименования программных продуктов являются зарегистрированными торго­ выми марками их владельцев.

Ассемблер на примерах. Базовый курс

Глава 15 Часто используемые команды

Ассемблер на примерах. Базовый курс

15. Часто используемые команды

231