Пильщиков

Примеры на использование этой команды будут приведены позже.

Отметим общую особенность команд условного перехода: все они осуществляют только короткий переход, т. е. с их помощью можно передать управление не далее чем на 127-128 байтов вперед или назад. Это примерно 30-40 команд (в среднем одна команда ПК занимает 3-4 байта). Дело в том, что в ПК все машинные команды условного перехода имеют вид КОП i8 и реализуют короткий относительный переход: IP:=IP+i8, а команд с операндом в слово (il6) нет. Это объясняется тем, что в большинстве случаев как раз и нужны такие короткие переходы, а с другой стороны, для команд длинных условных переходов в ПК попросту не хватило кодов операций.

Естественно, возникает вопрос: а как в этих условиях осуществлять длинные условные переходы, на расстояние более 127 байтов от команды перехода? Здесь надо привлекать команду длинного безусловного перехода. Например, при "дачекой" метке М оператор

if АХ=ВХ t h e n g o t o М

следует реализовывать так:

На ЯА это записывается следующим образом:

смр АХ,ВХ

JNE L

JMP м

L:. . .

Получается очень коряво, то иного варианта нет.

Отметим, что использовать в командах условного перехода оператор SHORT не надо, т. к. все эти переходы и так короткие.

4.3.Команды управления циклом

С помощью команд перехода можно реализовать любые разветвления и циклы. Например, следующие операторы языка Паскаль

а) if Х>0 then SI else S2 б) while X>0 do S

в) repeat S until X>0

где S, SI и S2 - какие-то операторы, a X - знаковая переменная, реализуются по таким схемам (соответственно):

Среди циклов на практике наиболее часто встречаются циклы с заранее известным числом повторений (for-циклы языка Паскаль), поэтому в систему команд многих ЭВМ обычно включают дополнительные команды, упрощающие реализацию подобных циклов и называемые командами управления циклом. Есть такие команды и в ПК, их мы сейчас и рассмотрим.

4.3.1.Команда LOOP

Пусть некоторую группу команд (тело цикла) надо повторить N раз (N>0). Тогда на ЯА этот цикл можно реализовать по такой схеме:

Как видно, в конце таких циклов всегда применяется одна и та же тройка команд. Учитывая это, в систему команд ПК была введена специальная команда, которая объединяет в себе действия этих трех команд:

Управление циклон по с ч е т ч и к у : LOOP <метка>

Действие этой команды можно описать так:

СХ:"СХ-1; i f СХоО t h e n g o t o <ыетка>

С помощью команды LOOP наш цикл запишется следующим образом:

LOOP L

Как видно, получилось короче, да и работает команда LOOP быстрее этих трех команд. Поэтому, если можно, следует пользоваться командой LOOP.

"ДИАЛОГ-МИФИ•

72 Программирование на языке ассемблера IBM PC Глава 1

Однако необходимо учитывать рад особенностей этой команды.

Во-первых, команда LOOP требует, чтобы в качестве счетчика цикла обязательно использовался регистр СХ, при другом регистре команду применять нельзя.

Во-вторых, начальное значение для СХ должно быть присвоено до цикла, причем этому регистру надо присваивать ровно столько, сколько раз должен повторяться цикл - без всяких "плюс-минус единица". Например, если цикл должен выполняться 100 раз, то в регистр СХ надо записывать именно 100, а не 99 или 101.

В-третьих, поскольку команда LOOP ставится в конце цикла, тело цикла хотя

Именно ради осуществления таких обходов в ПК и была введена команда условного перехода JCXZ. В иных ситуациях она используется редко.

В-четвертых, как и команды условного перехода, команда LOOP реализует только короткий переход, поэтому расстояние от нее до начала цикла (метки L) не должно превышать 127-128 байтов (примерно 30-40 команд). Если цикл содержит больше команд, тогда команду LOOP использовать нельзя и йадо реализовывать цикл по-иному.

Рассмотрим конкретный пример на использование команды LOOP. Пусть N - байтовая переменная со значением от 0 до 8 и надо в регистр АХ записать факториал этого числа: AX:=N! (отметим, что 8! = 40320 < 216).

Для решения этой задачи надо вначале положить АХ:=1, а затем N раз выполнить умножение AX:=AX*i, меняя i от 1 до 8. При этом следует учитывать, *гго при N=0 цикл не должен выполняться.

и регистр СХ, то этот регистр можно использовать не только как счетчик цикла, но и как параметр цикла (CX=i):

MOV АХ,1

MOV CL,N

MOV CH,0 ;CX - и счетчик ц и к л а , и параметр цикла

JCXZ Fl

F:MUL СХ LOOP F

F l :

Однако такое совмещение ролей удается крайне редко, поэтому при реализации циклов регистр СХ обычно используется только как счетчик цикла (указывающий, сколько еще раз надо повторить цикл), а для параметра цикла приходится использовать иной регистр.

43.2. Команды LOOPE/LOOPZ и LOOPNE/LOOPNZ

Эти команды похожи на команду LOOP, т. е. заставляют цикл повториться столько раз, сколько указано в регистре СХ, однако они допускают и досрочный выход из цикла.

(Названия LOOPE и LOOPZ являются синонимами.) Действие этой команды можно описать так:

СХ:=CX-1; If (СХ<>0) and (ZF=1) t h e n g o t o <метка>

Таким образом, эта команда совмещает в себе изменение счетчика цикла (регистра СХ) и условный переход, когда счетчик еще не нулевой и когда предыдущая команда выработала флаг нуля, равный 1. Причем этот переход - короткий.

Команда LOOPE используется для организации цикла с известным числом повторений, из которого возможен досрочный выход. До начала цикла в регистр СХ записывается число повторений. Сама команда LOOPE ставится в конец цикла (ее операнд - метка первой команды цикла), а перед ней помещается команда, меняющая флаг ZF (обычно это команда сравнения СМР). Команда LOOPE заставляет цикл повторяться СХ раз, но только если предыдущая команда фиксирует равенство сравниваемых величин (вырабатывает нулевой результат).

По какой именно причине произошел выход из цикла (по ZF=0 или СХ=0), надо проверять после цикла. Причем надо проверять флаг ZF (по команде JE/JZ или JNE/JNZ), а не регистр СХ, т. к. условие ZF=0 ("не равно") может появиться как раз на последнем шаге цикла, когда и регистр СХ стал нулевым.

Чаще всего команда LOOPE используется для поиска первого элемента некоторой последовательности, отличного от заданной величины. Пусть, к примеру, надо записать в регистр BL наименьшее число из отрезка [2, К], на которое не делится число N (К и N - байтовые переменные, 2<=K<N), или записать О,

"ДИАЛОГ-МИФИ•

D V 1 :

Еще одна команда ПК для организации циклов:

(Названия LOOPNE и LOOPNZ являются синонимами.)

Эта команда аналогична команде LOOPE/LOOPZ, но выход из цикла осуществляет при СХ=0 или ZF=1 (если предыдущая команда зафиксировала равенство, дача нулевой результат). Ее действие:

CX:-CX-1; if (CX<>0) and (ZF=0) t h e n g o t o <метка>

Команда LOOPNE обычно используется для поиска в некоторой последовательности первого элемента, имеющего заданную величину.

4.4.Вспомогательные операции ввода-вывода

Для того чтобы написать пусть и простую, но законченную программу, необходимо знать, по крайней мере, три вещи - как вводить исходные данные, как выводить результаты и как остановить выполнение программы.

Позже (в гл. 13) мы узнаем, что в ПК с помощью имеющихся команд можно ввести и вывести только один символ, а, например, ввести и вывести число уже нельзя. Однако, чтобы можно было составлять содержательные программы, нам уже сейчас нужны достаточно мощные операции ввода-вывода. Поэтому предлагается следующее: в гл. 13 будут определены некоторые операции ввода-вывода и операция останова программы, но мы уже сейчас будем ими пользоваться. Обращения к этим операциям выглядят как обычные команды, поэтому можно считать, что в ПК как будто бы есть такие команды. Они и будут рассмотрены в этом разделе.

Предварительно лишь отметим одну особенность этих команд: если запись их операнда содержит пробел, тогда этот операнд обязательно должен быть заключен в угловые скобки. Например, вместо

OUTINT WORD PTR Х,7

надо писать:

OUTINT <WORD PTR Х>,7

Причина этого станет понятной позже, когда в гл. 11 мы познакомимся с макрокомандами (команды ввода-вывода - это на самом деле макрокоманды).

4.4.1.Останов программы

Когда программа выполнит все необходимые действия, то ее надо остановить. Для этого используется команда

FINISH

Эта команда обязательно должна быть выполнена, иначе программа не остановится.

4.4.2.Ввод с клавиатуры

Ввод данных с клавиатуры реализован с использованием промежуточного буфера ввода (специальной области памяти): все набираемые на клавиатуре символы сначала попадают в этот буфер (после нажатия на клавиатуре клавиши Enter), и уже отсюда они затем будут считываться командами ввода. Это означает, что можно досрочно ввести много данных и они не пропадут. Например, если в программе осуществляется ввод по одному символу, то все равно можно сразу набрать много символов - затем они будут считываться по одному. Кроме того, при вводе (пока не нажата клавиша Enter) допускается редактирование вводимого текста: при нажатии клавиши "стрелка влево" или Backspace уничтожается последний набранный символ, а при нажатии клавиши Esc уничтожается весь набранный текст.

Отметим также, что команды ввода не выдают на экран никакого приглашения к вводу, поэтому сама программа должна выдавать символы приглашения (например, символ >).

Теперь перечислим команды ввода.

Ввод символа: INCH op

Допустимые типы операнда: r8, т 8 .

По этой команде вводится очередной символ и он (точнее, его код) записывается в указанный байтовый регистр или байт памяти.

Ввод ч и с л а : ININT ор

Допустимые типы операнда: г 16, ml6.

По команде можно ввести число как со знаком, так и без знака. Вводимое число должно быть записано в десятичной системе. Если перед числом имеются

"ДИАЛОГ-МИФИ•

пробелы, то они "проглатываются" командой ININT. Если число набрано без знака или со знаком "плюс", то оно вводится как число без знака и может иметь величину от 0 до 216-1. Если же перед числом указан знак "минус", то оно вводится как отрицательное число (записывается в дополнительном коде) и должно иметь величину от -215 до -1. Концом числа считается любой символ, отличный от цифры. Если величина числа находится вне указанных границ или оно задано неправильно, то фиксируется ошибка и программа прекращает свою работу.

Отметим, что введенное число всегда записывается в регистр или ячейку размером в слово, но не байт. Поэтому, например, команда ININT АХ допустима, а команда ININT АН - нет.

Очистка буфера в в о д а : FLUSH

Это аналог процедуры readln языка Паскаль: все, что до этого момента было набрано на клавиатуре, уничтожается.

4.43.Вывод на экран

Вывод на экран осуществляется немедленно, без каких-либо промежуточных буферов. Очередной выводимый символ размещается в той позиции экрана, где сейчас находится курсор, который по мере вывода смещается.

Переход на новую с т р о к у : NEWLINE

Аналог процедуры writeln языка Паскаль: по этой команде курсор перемещается на начало следующей строки экрана.

Вывод символа: OUTCH ор

Допустимые типы операнда: i8, г8, т 8 .

По этой команде на экране высвечивается указанный символ. Символ задается либо в самой команде, либо в байтовом регистре, либо в ячейке памяти размером в байт.

Вывод с т р о к и : OUTSTR

Как видно, в этой команде не указывается операнд, но он есть, его местонахождение фиксировано: в регистре DX должен находиться начальный адрес выводимой строки. Кроме того, сама строка должна оканчиваться символом '$', по которому и определяется ее конец. По OUTSTR выводятся все символы строки, начиная с указанного адреса и до первого знака $, который уже не выводится.

Пример:

(Замечание: позже мы увидим, как можно более простым способом заслать адрес строки в регистр.)

Допустимые типы операндов: opl: il6, rl6, ml6; op2: i8, г8, m8.

Обе эти команды действуют аналогично - выводят в десятичном виде число, заданное первым операндом и имеющее размер слова, только команда OUTINT трактует его как знаковое число, а команда OUTWORD - как беззнаковое. Например:

Второй операнд, если есть, всегда трактуется как число без знака и задает ширину поля вывода - число позиций на экране, которые отводятся для вывода числа. Если ширина поля вывода больше, чем надо, то число прижимается к правому краю этого поля, а перед числом ставятся пробелы. Если же ширина поля меньше или вообще не указана (нет ор2), тогда никакие пробелы не выводятся, а выводится только число, причем целиком, без каких-либо усечений. Другими словами, эти команды аналогичны оператору write(opl:op2) языка Паскаль.

Например, по командам

оитсн ' * '

OUTINT 12 OUTWORD 3 4 5 , 6 OUTINT - 6 7

будет выдана следующая строка (для наглядности пробелы заменены знаками подчеркивания):

4.5.Примеры

В разделе приведены примеры использования рассмотренных в этой главе команд перехода и управления циклами, а также операций ввода-вывода и указаны их решения с необходимыми пояснениями.

Пример 1

Если в регистре BL находится код шестнадцатеричной цифры (от '0' до '9' или от 'А' до 'F), тогда требуется записать в BL числовую величину этой цифры (от 0 до 15).

Решение

В системах кодировки, используемых в ПК, для любой цифры d от 0 до 9 справедливо соотношение код(ё)-код('0')=с1, а для любой большой латинской буквы 1 разность код(1)-код('А') равна номеру этой буквы (при нумерации с 0) в латинском алфавите. Поэтому в нашей задаче значение регистра BL надо уменьшить на код символа '0', если в BL находится код обычной цифры (от '0' до '9'),

"ДИАЛОГ-МИФИ•

или уменьшить на код буквы 'А' и затем увеличить на 10 ('А' —• 10, 'В' -> 11, ...), если в BL находится код "буквенной" шестнадцатеричной буквы.

Напомним, что коды символов являются беззнаковыми числами, поэтому для сравнения символов на "больше" или "меньше" надо воспользоваться командами J А или JB.

Пример 2

А, В и С - переменные размером в слово, причем А>0 и В>0. Требуется записать в С наибольший общий делитель чисел А и В: С=НОД(А,В).

Решение

Для нахождения НОД двух чисел воспользуемся алгоритмом Евклида в следующем варианте: пока эти числа не равны, надо вычитать из большего числа меньшее, а когда они сравняются, то это и будет НОД исходных чисел. (Замечание: этот алгоритм можно применять только к строго положительным числам, иначе он зациклится.)

Кроме того, воспользуемся тем обстоятельством, что команды перехода не меняют флаги, поэтому после команды сравнения можно выполнять любое число команд условного перехода для проверки флагов, установленных этой одной командой сравнения.

Пример 3

К - байтовая переменная со значением от 1 до IS. Требуется записать в регистр AL количество двузначных десятичных чисел (от 10 до 99), сумма цифр

не связываться с командой деления, лучше организовать вложенный цикл: внешний - по левой цифре, а внутренний - по правой цифре двузначных чисел. На языке Паскаль этот цикл выглядит так:

f o r d h : « l t o 9 d o

f o r d l : = 0 t o 9 d o

i f d h + d l = k t h e n a l : = a l + l

Ддя организации обоих циклов мы будем использовать команду LOOP. Но это значит, что каждый из циклов должен использовать регистр СХ как свой счетчик цикла, поэтому циклы будут "мешать" друг другу, будут портить значение СХ другого цикла. Устранить эту неприятность можно следующим образом: перед началом выполнения внутреннего цикла надо спасти где-то (например, в другом регистре) значение СХ, соответствующее внешнему циклу, и затем использовать СХ для организации внутреннего цикла, а по его окончанию надо восстановить в СХ прежнее значение.

С учетом всего сказанного наша задача решается так:

LOOP L1

;конец внутреннего цикла