лабораторные на Pasca (Кудрявцев)l

Данные, определяемые директивами Dx, всегда размещаются в те- кущем кодовом сегменте. Разместить таким образом данные в сег- менте данных (т.е. определить константу или типизированную кон- станту) невозможно – для этого используются стандартные средст- ва Турбо Паскаля. Более того, директивы не могут снабжаться име- нами, а поэтому использовать размещаемые с их помощью данные не так – то просто. В следующем примере на экран выводится тек- стовое сообщение. Для этого используется функция 9 вызова DOS, в соответствии с которой в регистрах DS:DX должен содержаться адрес текстовой строки, а сама строка должна заканчиваться сим- волом «$»:

asm

Обратите внимание на использование регистра DS. В соответ- ствии с требованиями функции 9, он должен содержать сегмент вы- водимой строки. В нашем случае строка располагается в кодовом сегменте, поэтому мы вынуждены сначала сохранить значение DS в стеке, а затем восстановить его. Если бы мы этого не сделали, по завершении ассемблерного оператора регистр DS указывал бы на сегмент кода и была бы потеряна связь программы Турбо Паскаля с глобальными переменными и константами.

Ассемблерные подпрограммы

Ассемблерные подпрограммы – это процедуры и функции, объявленные с директивой Assembler. В таких подпрограммах ис-

полняемая часть не содержит begin... end и состоит из единствен- ного ассемблерного оператора asm... end. Например:

Function LongMul(X,Y:Integer):LongInt; Assembler; asm

mov ax, X

imul Y {DX/AX содержат "длинный" результат} end;

При компиляции ассемблерных подпрограмм выполняется ряд оп- тимизаций кода, в том числе:

−параметры-значения строкового типа, а также длиной в 1, 2 и 4 байта не копируются во временную память, т.е. внутри подпро- граммы они считаются параметрами-переменными;

−компилятор не создает переменную @Result для результата функции, и ссылка на эту переменную в ассемблерной функции недопустима;

−исключением являются функции, возвращающие значения стро-

кового типа, для них разрешается использовать ссылку на

@Result;

− генерируются следующие команды на входе в подпрограмму и на ее выходе:

Здесь Locals – общая длина в байтах всех объявленных в подпро- грамме локальных переменных, а Params – длина (в байтах) всех формальных параметров. Если Locals и Params равны нулю, вход- ной код не создается, а выходной содержит единственную инструк-

цию RET.

Все локальные переменные Турбо Паскаль размещает в стеке. Это относится как к обычным, так и к ассемблерным подпрограммам.

Для ссылки на локальные переменные используется адресация по базе, задаваемой парой DS:ВР, поэтому при входе в процедуру все- гда создается так называемый локальный стек: в регистр ВР поме-

Во-вторых, используя встроенный ассемблер пакета Turbo Pascal, отдельные части текста программы можно написать непосредст- венно на языке ассемблера, заключив их в операторные скобки

asm...end.

В-третьих, ту или иную подпрограмму (процедуру или функцию) можно полностью, за исключением заголовка, написать на языке ассемблера, используя при этом директиву assembler. В этом слу- чае также используется встроенный ассемблер.

В-четвертых, небольшую подпрограмму можно написать непо- средственно в кодах процессора, используя оператор или директиву

inline.

При написании отдельных частей программы на языке ассемблера следует иметь в виду, что необходимосохранить содержимое реги- стров ВР, SP, SS и DS. Если их необходимоизменить, то исходные значения следует запомнить, а затем восстановить. Остальные ре- гистры можно безболезненно изменять.

Основным вопросом стыковки программы с подпрограммой, напи- санной на ассемблере, является передача параметров в подпро- грамму и обратно. Именно этому вопросу и будет здесь уделено основное внимание.

Ниже будут рассмотрены особенности использования этих вариан- тов. В качестве примера их использования будут приведены раз- личные варианты подпрограммы-функции, определяющей макси- мальный элемент из массива целых чисел.

Использование компилятора TASM

Как правило, этот вариант применяется, когда та или иная про- грамма имеет большой размер и ее целесообразно и написать, и скомпилировать отдельно, используя компилятор TASM. В этом

случае можно использовать все возможности языка и компилятора

TASM.

Пример. Программа, использующая подпрограмму-функцию, опре- деляющую максимальный элемент из массива целых чисел и напи- санную на языке ассемблера.

Основная программа, использующая подпрограмму, написанную на языке ассемблера, содержит инициализированный массив, в кото-

ром будет определяться максимальное число, а сама программа вы- водит на экран значение максимального числа из этого массива:

Program EXAMPLE1;

Function Max (var Mas; N: Integer): Integer; External; Begin

WriteLn('Максимальное число массива равно: ', Max(Massiv, N)); ReadLn

End.

Используя стандартную модель памяти, подпрограмму, опреде- ляющую максимальное число из массива, можно написать следую- щим образом:

По приведенной подпрограмме следует сделать следующие замеча- ния.

Первые две команды – сохранение регистра ВР и загрузка в него указателя стека – являются типичными командами, с помощью ко-

торых можно установить доступ к передаваемым параметрам через регистр ВР.

Параметры передаются в подпрограмму следующим образом. Па- раметры-значения размером в один байт передаются одним 16- разрядным словом, причем информативным является младший байт, параметры-значения в 2 байта передаются одним 16- разрядным словом, в 4 байта – двумя 16-разрядными словами, па- раметры-значения типа Real передаются тремя 16-разрядными сло- вами, все остальные параметры-значения (в том числе и 3- байтовые) передаются своими полными адресами. Из этого правила есть некоторые исключения: параметры-переменные и параметры- константы всегда передаются своими полными адресами.

Т.к. в подпрограмме первый параметр является параметром- переменной, то он передается своим адресом, с помощью которого в дальнейшем и извлекаются элементы массива. Второй параметр подпрограммы – параметр-значение, и он передается своим значе- нием. Первый параметр находится по адресу ВР+6, а второй – ВР+4. Указанные смещения определяются наличием в стеке адреса воз- врата (при ближней адресации - 2 байта), размещенным в стеке зна- чением регистра ВР (2 байта) и для первого параметра - размером второго параметра (2 байта).

Если подпрограмма является подпрограммой-функцией, то возвра-

щаемый параметр передается различным образом в зависимости от своего размера. Параметр размером в байт передается в регистре AL, параметр размером в 2 байта - в регистре АХ, параметр разме- ром в 4 байта - в регистрах DX (старшая часть или адрес сегмента) и АХ (младшая часть или смещение), параметры размером в 6 байтов (типа Real) - в регистрах DX (старшая часть), ВХ (средняя часть) и АХ (младшая часть). Параметры других вещественных типов пере- даются в нулевом элементе стека сопроцессора ST(0). Если функция возвращает значение типа string, то при обращении к функции ре- зервируется память для размещения возвращаемой строки, а адрес

этой области размещается в стеке выше всех передаваемых пара- метров.

В рассматриваемом примере возвращаемый параметр – типа Integer, и он возвращается в регистре АХ.

При возвращении из подпрограммы в команде RET записан аргу- мент 6 для удаления из стека передаваемых параметров, которые в данном примере имеют именно этот размер.

Turbo Assembler предполагает и другое оформление подпрограмм, используемых затем в программах, написанных на языке Паскаль. Для этого используется специальная модель памяти Large (боль- шая), задаваемая в виде:

.MODEL Large, PASCAL.

Она позволяет несколько упростить оформление входа в подпро- грамму и выхода из нее. Подпрограмма дополняется необходимы- ми командами на этапе компиляции.

Пример. Вариант предыдущей подпрограммы, использующий спе- циальную модель памяти.

WriteLn('Максимальное число массива равно: ', Max(Massiv, N)); ReadLn

end.

Подпрограмма, написанная на языке ассемблера, будет в этом слу- чае иметь следующий вид:

Перед обращением к подпрограмме, написанной на языке Паскаль, в стек в соответствующем порядке следует поместить передавае- мые параметры. В данном случае такой параметр один - число эле- ментов массива.

Т.к. подпрограмма, написанная на языке Паскаль, не гарантирует сохранение регистров AX, BX, CX и DX, то в случае необходимости сохранения их значений следует перед обращением к подпрограм- ме, написанной на языке Паскаль, сохранить в стеке значения соот- ветствующих регистров, а после возвращения из подпрограммы -

восстановить их. В данном примере сохраняется содержимое реги- стра BX, в котором записано минимальное целое число.

При написании программ, содержащих отдельные части, написан- ные на языках ассемблера и Паскаль, следует обращать внимание на способ адресации (дальний – far или ближний – near). Здесь су- ществует следующее правило: если подпрограмма объявляется в интерфейсной части какого-либо модуля, то она должна иметь дальнюю адресацию, в других случаях (подпрограмма объявляется в файле, содержащем основную программу, или в исполнительной части модуля) следует использовать ближнюю адресацию.

И еще одно замечание: внешнюю подпрограмму нельзя объявлять внутри другой подпрограммы.

Использование встроенного ассемблера

Начиная с версии 6.0 Turbo Pascal содержит встроенный ассемблер, позволяющий писать отдельные части программ на языке ассемб- лера. Встроенный ассемблер обладает многими возможностями языка Turbo Assembler, но приспособлен к использованию в про- граммах, написанных на языке Паскаль (позволяет использовать идентификаторы программы, написанные на языке Паскаль, ком- ментарии, имеющие такой же вид, как в языке Паскаль, позволяет воспользоваться встроенным отладчиком для пошагового выполне- ния программы, контроля содержимого регистров и параметров программы и т.д.).

Так же как и Turbo Аssembler, встроенный ассемблер предполагает использование ряда предопределенных стандартных идентифика- торов, имеющих специальное назначение. Если в программе будет введен идентификатор с таким же именем, но имеющий другое на- значение, в частях программы, написанных на встроенном ассемб- лере, будет отдано предпочтение стандартному назначению этого идентификатора. Перечень стандартных идентификаторов встроен- ного ассемблера приведен в приложении В.

Наряду с возможностью использования идентификаторов языка Паскаль встроенный ассемблер использует три дополнительных идентификатора:

− @Code – текущий кодовый сегмент (используется только с опе- ратором SEG);