Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Разработка приложений на языке ассемблер в среде MS MASM. Учебно-методическое пособие по дисциплинам «Ассемблер» и «Операционные системы и системное п

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 66

Команда PUSH заносит в стек четырех- или двухбайтовый операнд, изменяя при этом текущее значение указателя стека ESP.

Если операнд четырехбайтовый (m32,r32), команда PUSH умень- шает значение указателя стека ESP на 4 и записывает в стек 4 байта данных по адресу ESP:

ESP:=ESP-4, [SS:ESP]:=операнд

Запись [SS:ESP] означает: "содержимое памяти по адресу SS:ESP".

Если операнд двухбайтовый (m16,r16) команда PUSH уменьшает текущее значение указателя стека ESP на 2 и записывает в стек 2 байта данных по адресу ESP:

ESP:=ESP-2, [SS:ESP]:=операнд

Пример:

.STACK 40 ;ESP:=40 ... PUSH EAX ;ESP:=40-4=36 PUSH DS ;ESP:=36-2=34

6.2.2 Чтение из стека

POP операнд

Команда POP извлекает из стека четырех- или двухбайтовое содержимое по адресу ESP , копирует извлеченное значение в указанный операнд и формирует новое значение указателя стека.

Если операнд четырехбайтовый (m32,r32), команда POP считывает из стека по адресу ESP 4 байта данных и помещает их в операнд, а затем увеличивает значение указателя стека ESP на 4:

операнд:=[SS:ESP], ESP:=ESP+4,

Если операнд двухбайтовый (m16,r16) команда POP считывает из стека по адресу ESP 2 байта данных и помещает их в операнд, а затем увеличивает значение указателя стека ESP на 2:

операнд:=[SS:ESP], ESP:=ESP+2.

Пример:

POP EBX ;EBX:=12345678H, |xxxx0020|12345678| ;ESP:=36+4=40

6.3 Создание и использование процедур

6.3.1 Описание процедуры

Для описания процедуры используются директивы PROC и ENDP:

имя_процедуры PROC

<тело процедуры>

ENDP

Директива PROC служит для определения имени процедуры и записывается в ее начале. Имя процедуры выполняет роль метки, и использу-

ется для безусловного перехода на выполнение кода процедуры при вызове командой CALL. Имя процедуры определяет программист. Тело процедуры

состоит из последовательности произвольных команд ассемблера, составляющих код процедуры. В последней строке процедуры записывается директива ENDP.

Процедура может быть описана:

- между директивой .code и точкой входа (меткой main:);

- после последней команды сегмента кода;

- в другом модуле (исходном файле).

6.3.2 Вызов процедуры

CALL имя_процедуры

Команда CALL производит безусловный переход на метку имя_процедуры, предварительно сохраняя в стеке текущее значение указателя команд EIP. Вспомним, что EIP всегда содержит адрес следующей команды. В данном случае это будет адрес команды, следующей за ко-

мандой CALL. Его называют адресом возврата из процедуры, поскольку после завершения процедуры должен быть обеспечен автоматический пе-

реход по этому адресу.

6.3.3 Возврат из процедуры

RET [число]

Команда RET извлекает из стека адрес возврата, ранее записанный туда командой CALL, и обеспечивает автоматическое продолжение выпол- нения программы, начиная с команды, следующей за командой CALL. Необязательный параметр число позволяет дополнительно удалить из стека заданное количество байт (обычно используется для очистки стека от раз-

мещенных в нем параметров процедуры).

а2

EBP

+12

EBP+8

EBP

а1

. . .

а3

EIP

EBP

6.4 Организация интерфейса с процедурой

Как правило, процедура предполагает использование параметров (входных и/или выходных). Описание процедуры с параметрами на языках программирования высокого уровня выглядит примерно так:

Procedure myproc(a1,a2,a3),

где myproc - имя процедуры, a1,a2,a3 – формальные параметры. При вызове такой процедуры потребуется указать фактические значения

параметров, например, так: myproc(5,8,0)

Программисту на ассемблере необходимо позаботиться о способе передачи параметров процедуре от основной (вызывающей) программы. Существует несколько таких способов, но наиболее универсальным является метод передачи параметров через стек. Этот метод применяется в том числе при передаче параметров в программах, написанных на языках высокого уровня. Общий сценарий такого метода выглядит так. Вызывающая программа вначале последовательно записывает значения параметров процедуры в стек (с помощью команды PUSH), а затем производит вызов проце-

дуры (CALL). Процедура, получив управление, извлекает значения параметров из стека, обрабатывает их, перед завершением работы очищает стек

и производит возврат в основную программу (RET).

Рассмотрим, как реализуется такой сценарий применительно к вызову процедуры myproc с тремя параметрами a1,a2,a3 типа DWORD (4

байта) (рисунок 6.3).

Вызывающая программа Процедура

;Вызов процедуры PUSH A1 PUSH A2 PUSH A3 CALL PR_FUNC

ESP

EBP+16

MYPROC PROС PUSH EBP MOV EBP,ESP ; EBP:=ESP

. . .

MOV EAX,[EBP+8] ; EAX:=a3 MOV EBX,[EBP+12] ; EBX:=a2 MOV ECX,[EBP+16] ; ECX:=a1

. . .

POP EBP ;убрать EBP из стека RET 12 ;убрать параметры ENDP

Рисунок 6.3 - Использование стека при передаче параметров

Вызывающая программа вначале записывает параметры a1,a2,a3 в стек с помощью команды PUSH. Расположение параметров в стеке показано на рисунке. Команда вызова процедуры CALL помещает в стек теку- щее значение регистра EIP и передает управление процедуре. В этот момент текущее значение указателя стека ESP=ESP

Теперь процедуре необходимо извлечь значения параметров из стека. Однако сделать это с помощью команды POP невозможно, поскольку на вершине стека находится сохраненный ранее адрес возврата - регистр EIP!

Метод извлечения параметров из стека основан на использовании регистра

EBP, называемого альтернативным указателем стека. В начале значение EBP спасается в стеке (на всякий случай), а потом в EBP помещается

текущее значение указателя стека ESP, равное теперь ESP2. Теперь "добраться" до значений параметров можно с помощью обычной команды

MOV! Например, значение параметра a3 находится в стеке по смещению 8 относительно сформированного значения регистра EBP, поэтому команда MOV EAX,[EBP+8] помещает в регистр EAX значение параметра

a3. Аналогично поступают с параметрами a2 (смещение EBP+12) и a3 (смещение EBP+16).

При завершении процедуры следует вначале убрать из стека EBP (возможно, и другие данные, если вы их туда положили), чтобы на вершине

оказался регистр EIP - адрес возврата из процедуры. Последняя команда процедуры RET 12 возвращает управление основной программе (по ранее сохраненному значению указателя команд EIP) и "очищает" стек на 12 байт, освобождая его от сохраненных ранее параметров процедуры пу-

тем прибавления к ESP числа 12.

6.5 Рабочее задание

1. Преобразовать программу, разработанную в лабораторной работе №4, представив в виде процедуры блок команд, предназначенных для обработки одной строки матрицы A по заданному алгоритму.

В качестве входных параметров процедуры использовать:

- адрес 1-го элемента обрабатываемой строки матрицы A;

- количество элементов в строке.

В качестве выходного параметра процедуры использовать значение, рассчитанное при обработке строки в соответствии с заданным вариантом (которое будет затем записано в массив B в основной программе).

Входные параметры процедуры передаются через стек, а выходной через регистр (см. пример программы в п. 6.8).

2. Проверить работоспособность программы и полученные на тесто-

вом примере результаты. Подготовить для отчета исходную матрицу А и

результирующий одномерный массив B в десятичном формате, а также в виде скриншота дампа сегмента данных.

3. C помощью отладчика проследить за изменением состояния стека в ходе выполнения программы, заполнив таблицу 6.1. В таблицу включить только команды, воздействующие на стек, а также команды, использующие регистры - указатели стека (ESP, EBP), в той последовательности, в какой

они встречаются в программе при обработке одной строки исходной матрицы. Значения регистров и содержимое стека фиксируются после выполнения соответствующей команды. Сделать скриншот сегмента стека после выполнения последней команды записи в стек (PUSH) в процедуре так,

чтобы были видны все значения, записанные программой в стек.

6.6 Требования к отчету

1. Продемонстрируйте работающую программу преподавателю с предъявлением результатов с помощью отладчика.

2. Подготовьте отчет, включающий:

- текст варианта задания;

- укрупненную блок-схему алгоритма разработанной программы;

- текст разработанной программы с обязательными комментариями;

- результаты работы программы в отладчике виде таблицы и в виде скриншота (см. п. 2 рабочего задания);

- содержимое стека в виде заполненной таблицы 6.1 и скриншота сегмента стека в отладчике (см. п. 3 рабочего задания).

6.7 Контрольные вопросы

1. С какой целью используют процедуры?

2. Что такое стек? Поясните работу команд PUSH и POP.

3. Почему команду CALL называют "переход с возвратом"? Как обес- печивается возврат в точку вызова?

4. Каков алгоритм выполнения команды RET.

5. Что произойдет при выполнении программы, приведенной в п. 6.8, если в процедуре SUMSTR будет отсутствовать команда RET?

6. Можно ли передавать управление в процедуру с помощью команды JMP? Что произойдет?

7. В стек последовательно были записаны двухбайтовые числа 1, 2, 3, 4, 5. Какое значение примет регистр EAX после выполнения следующих ко-

манд в указанной последовательности:

PUSH EAX POP EAX POP EBX POP ECX POP EAX

Таблица 6.1 – Состояние стека программы

Исходное

состояние стека

PUSH EBX PUSH EDX

...

MOV EBP,ESP

...

RET 8

ESP= ESP=

EBP= EBP= EBP= EBP=

ESP= EBP=

ESP=

00000000

00000005

00000000

Примечания. * Выделены ячейки стека с изменившимся содержимым ** В таблицу включить только команды, воздействующие на стек, а также команды, использующие регистры указатели стека (ESP,EBP), в той последовательности, в какой они встречаются в программе при одном вызове

процедуры. Значения регистров и содержимое стека фиксируются после выполнения соответствующей команды. *** Для каждой включенной в таблицу команды указать наблюдаемые в отладчике значения регистров - указателей стека (ESP,EBP), размещая эти значения напротив ячеек стека, на которые эти регистры указывают.

6.8 Пример программы

;Дан двумерный массив А(4х5). ;Сформировать одномерный массив B(4),каждый элемент которого ;равен сумме элементов соответствующей строки массива A: ; B(i)=A(i,0)+A(i,1)+...+A(i,4) i=0,1,2,3 ;Для суммирования элементов строки использовать процедуру ;================================================== .486 .model flat, stdcall option casemap: none .stack 100h ;========================================= include <\masm32\include\kernel32.inc> includelib <\masm32\lib\kernel32.lib> ;========================================= .data N equ 4 ;количество строк M equ 5 ;количество столбцов A db 1,2,-3,-4,5 db -6,7,-8,9,0 db -1,3,2,-7,4 db 6,-8,2,0,1 B dw 4 dup (?) ;================================================================ .code ;=====Процедура================================================== ;Процедура вычисления суммы элементов одномерного массива байтов ;Входные параметры (передаются через стек): ; - адрес начала массива [ebp+8] ; - количество элементов массива [ebp+12] ;Выходной параметр (передается через регистр al - сумма элементов строки) sumstr proc push ebp ;спасаем ebp mov ebp,esp ;формирование альтернативного указателя стека ebp=esp push ecx ;спасаем используемые в процедуре регистры push ebx mov al,0 ;начальное значение суммы элементов строки (вых. параметр) mov ecx,[ebp+8] ;извлечение из стека параметра 2 (число элементов массива) mov ebx,[ebp+12];извлечение из стека параметра 1 (адреса массива) ;----------------next: ;начало цикла обработки массива add al,[ebx] ;добавить к сумме (AL) текущий элемент массива inc ebx ;установить bx на следующий элемент массива (+1) loop next ;продолжить, если выбраны не все элементы массива ;---------------- pop ebx ;восстановить спасаемые регистры pop ecx pop ebp ret 8 ;зачистить стек от параметров и возврат из процедуры sumstr endp

;==== Основная программа=============================================== main: ;для адресации строк массива A используем регистр ; ebx - адрес (смещение) текущей строки ;для адресации элементов массива B используем регистр ; edi - смещение элемента

mov ecx,N ;счетчик строк массива A mov edx,M ;количество элементов в строке

mov edi,0 ;смещение эл-та массива B lea ebx,A ;адрес первой строки массива A ;----------------stroka: ;начало цикла по строкам А ;записываем в стек входные параметры для процедуры: push ebx ;параметр 1: адрес выбранной строки массива A push edx ;параметр 2: число элементов в строке массива A call sumstr ;вызов процедуры суммирования ;---------------- cbw ;преобразование выходного параметра AL в двухбайтовый формат (AX) mov B[edi],ax ;сумма - в массив B add ebx,M*type A ;установить ebx на начало следующей строки A (+5) add edi,type B ;установить edi на следующий элемент массива B(+2) loop stroka ;продолжить, если обработаны не все строки ;---------------- invoke ExitProcess, 0 ;завершение программы c кодом 0 end main

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Пильщиков В.Н. Программирование на языке ассемблера IBM PC. – М.: Диалог-МИФИ, 2011

2. Пирогов В.Ю. Ассемблер для Windows. – СПб.: БХВ-Петербург, 2012

3. Справочник по макроассемблеру (MASM). Режим доступа:

https://docs.microsoft.com/ru-ru/cpp/assembler/masm/microsoft-macroassembler-reference?view=msvc-160

4. Встроенный ассемблер. Режим доступа:

https://docs.microsoft.com/ru-ru/cpp/assembler/inline/inlineassembler?view=msvc-160

5. Таненбаум Э., Остин Т. Архитектура компьютера. – СПб.: Питер, 2021

Учебно-методическое издание

ВАРФОЛОМЕЕВ ВИКТОР АРХИПОВИЧ

РАЗРАБОТКА ПРИЛОЖЕНИЙ НА ЯЗЫКЕ АССЕМБЛЕР В СРЕДЕ

MS MASM

Учебно-методическое пособие

Изд. № 93-21

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 66

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]