::All books collection (c) 2002::

::::http://allbooks.by.ru::::

Питер Абель

АССЕМБЛЕР И ПРОГРАММИРОВАНИЕ ДЛЯ IBM PC

Peter Abel

IBM PC ASSEMBLER LANGUAGE AND PROGRAMMING

ОГЛАВЛЕНИЕ

__________________________________________________________________________

Предисловие переводчика

Предисловие

1. Введение в семейство персональных компьютеров IBM PC

Введение

Биты и байты

ASCII код

Двойные числа

Шеснадцатеричное представление

Сегменты

Регистры

Архитектура персональных компьютеров

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

2. Выполнение программы

Введение

Начало работы

Просмотр памяти

Пример машинных кодов: непосредственные данные

Пример машинных кодов: определенные данные

Машинная адресация

Пример машинных кодов: определение размера памяти

Свойства отладчика

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

3. Формат языка ассемблера

Введение

Комментарии

Формат кодирования

Псевдокоманды

Указатели памяти и регистров

Инициализация программы

Пример исходной программы

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

4. Ассемблирование и выполнение программы

Введение

Ввод программы

Подготовка программы для выполнения

Ассемблирование программы

Компановка загрузочного модуля

Выполнение программы

Пример исходной программы

Файл перекрестных ссылок

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

5. Определение данных

Введение

Псевдокоманды определения данных

Определение байта (DB)

Определение слова (DW)

Определение двойного слова (DD)

Определение "четверного" слова (DQ)

Определение десяти байт (DT)

Непосредственные операнды

Псевдокоманда (директива) EQU

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

6. Программные COM-файлы

Введение

Различия между EXE- и COM-файлами

Пример COM-файла

COM-стек

Отладка

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

7. Логика и организация программы

Введение

Команда JMP

Команда LOOP

Флаговый регистр

Команды условного перехода

Процедуры и вызовы (CALL)

Стековый сегмент

Программа: команды длинной пересылки

Логические команды: AND, OR, XOR, TEST, NOT

Программа: изменение нижнего и верхнего регистров

Сдвиги и ротация

Организация программы

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

8. Работы с экраном I: Основные возможности

Введение

Команда прерывания: INT

Установка курсора

Очистка экрана

Команды экрана и клавиатуры: Базовая DOS

Ввод на экран: стандарт DOS

Программа: Ввод набора ASCII символов

Ввод с клавиатуры: Базовая DOS

Программа: Ввод имен с клавиатуры и вывод на экран

Команды экрана и клавиатуры: Расширенная DOS

Вывод на экран: Расширенная DOS

Ввод с клавиатуры: Расширенная DOS

Использование CR, LF, TAB для вывода на экран

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

9. Работа с экраном II: Расширенные возможности

Введение

Байт атрибутов

Прерывания BIOS

Программа: мигание, видеореверс, скроллинг

Расширенные ASCII коды

Другие команды ввода/вывода DOS

BIOS INT 16H для ввода с клавиатуры

Дополнительные функциональные клавиши

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

10. Работа с экраном III: Цвет и графика

Введение

Текстовый (алфавитно-цифровой) режим

Графический режим

Режим средней разрешающей возможности

Программа: Установка цвета и графического режима

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

11. Обработка строк

Введение

Особенности команд обработки строк

REP: Префикс повторения строки

MOVS: Пересылка строки

LODS: Загрузка строки

STOS: Сохранение строки

CMPS: Сравнение строк

SCAS: Сканирование строки

Сканирование и замена

Альтернативное кодирование

Дублирование шаблона (образца)

Программа: Выравнивание справа при выводе на экран

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

12. Арифметика I: Обработка двоичных данных

Введение

Сложение и вычитание

Беззнаковые и знаковые данные

Умножение

Сдвиг регистров DX:AX

Деление

Преобразование знака

Процессоры Intel 8087 и 80287

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

13. Арифметика II: Обработка ASCII и BCD данных

Введение

ASCII формат

Двоично-десятичный формат (BCD)

Преобразование ASCII формата в двоичный формат

Преобразование двоичного формата в ASCII формат

Сдвиг и округление

Программа: Расчет зарплаты

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

14. Обработка таблиц

Введение

Определение таблиц

Прямой табличный доступ

Поиск в таблице

Команда перекодировки (трансляции) (XLAT)

Программа: Вывод шестнадцатеричных и ASCII кодов

Программа: Сортировка элементов таблицы

Операторы TYPE, LENGTH и SIZE

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

15. Дисковая память I: Организация

Введение

Объем диска

Каталог

Таблица распределения файлов (FAT)

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

16. Дисковая память II: Функции базовой DOS

Введение

Управляющий блок файла: FCB

Использование FCB для создания дискового файла

Программа: FCB для создания дискового файла

Последовательное чтение дискового файла

Программа: FCB для чтения дискового файла

Прямой доступ

Программа: Прямое чтение дискового файла

Прямой блочный доступа

Программа: Прямое чтение блока

Абсолютный дисковый ввод/вывод

Другие возможности

Программа: Выборочное удаление файлов

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

17. Дисковая память III: Функции расширенной DOS

Введение

Строка ASCIIZ

Номер файла и коды возврата по ошибкам

Создание дискового файла

Программа: Использование номера для чтения файла

ASCII файлы

Другие функции расширенной DOS

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

18. Дисковая память IV: Команды ввода/вывода BIOS

Введение

Дисковые команды BIOS

Байт состояния

Программа: Использование BIOS для чтения секторов

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

19. Печать

Введение

Управляющие символы для печати

Использование расширенной DOS для печати

Программа: Постраничная печать с заголовками

Печать ASCII файлов и управление табуляций

Печать с использованием базовой DOS

Специальные команды принтера

Печать с использованием BIOS INT 17H

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

20. Макрокоманды

Введение

Простое макроопределение

Использование параметров в макрокомандах

Комментарии

Использование макро внутри макроопределения

Директива LOCAL

Подключение библиотеки макроопределений

Конкатенация (&)

Повторение: REPT, IRP и IRPC

Условные директивы

Директива EXITM

Макрокоманды, использующие IF и IFNDEF условия

Макрокоманды, использующие IFIDN условие

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

21. Связь между подпрограммами

Введение

Межсегментные вызовы

Атрибуты EXTRN и PUBLIC

Программа: Использование EXTRN и PUBLIC для меток

Программа: Использование PUBLIC в кодовом сегменте

Программа: Общие данные в подпрограммах

Передача параметров

Связь Бейсик-интерпретатор - ассемблер

Связь Паскаль - ассемблер

Связь C - ассемблер

Основные положения на память

Вопросы для самопроверки

22. Загрузчик программ

Введение

COMМAND.COM

Префикс программного сегмента

Выполнение COM-программы

Выполнение EXE-программы

Пример EXE-программы

Функция загрузки или выполнения программ

23. BIOS и DOS прерывания

Введение

Обслуживание прерываний

BIOS прерывания

DOS прерывания

Функции DOS INT 21H

Резидентные программы

Порты

Генерация звука

24. Справочник по директивам ассемблера

Введение

Индексная память

Команды ассемблера

Директивы ассемблера

25. Справочник по командам ассемблера

Введение

Обозначение регистров

Байт способа адресации

Двухбайтовые команды

Трехбайтовые команды

Четырехбайтовые команды

Команды в алфавитном порядке

Приложения

1. ASCII коды

2. Шестнадцатерично-десятичные преобразования

3. Зарезервированные слова

4. Режимы ассемблирования и компановки

Ответы на некоторые вопросы

ПРЕДИСЛОВИЕ ПЕРЕВОДЧИКА

__________________________________________________________________________

Книга представляет собой учебник по программированию на языке

Ассемблера для персональных компьютерах, совместимых с IBM PC,

адресованный прежде всего начинающим. Обилие примеров и исходных текстов

программ представляет несомненное достоинство книги, позволяющее начинать

практическое программирование уже с первых страниц книги. Профессиональные

программисты смогут найти в книге много полезной информации. Стиль книги

очень живой, простой, не требующий никакой специальной или математической

подготовки. Единственное, что необходимо для работы над книгой, - это

постоянный доступ к персональному компьютеру.

Переводчик в основном придерживался терминологии книг В.М.Брябрина

"Программное обеспечение персональных ЭВМ" (1988), С.Писарева, Б.Шура

"Программно-аппаратная организация компьютера IBM PC" (1987),

В.Л.Григорьева "Программирование однокристальных микропроцессоров" (1987),

а также А.Б.Борковского "Англо-русский словарь по программированию и

информатике" (1987). Во многих случаях переводчик придерживался

"профессионального диалекта" максимально щадящего технические термины в

оригинале. Такой диалект принят во многих коллективах

программистов-разработчиков, где чаще всего приходится работать с

оригинальной документацией на английском языке, ввиду острейшего дефицита

отечественной литературы по данной тематике.

Большинство примеров, приведенных в данной книге, проверены на

компьютерах совместимых с IBM PC. При переводе без специальных оговорок

исправлены мелкие неточности и опечатки оригинала.

Текст перевода сформирован и отредактирован в интегрированной системе

Framework.

Автор перевода благодарен всем, кто оказал помощь при вводе рукописи

на машинные носители. Особую признательность автор перевода выражает своей

жене.

ПРЕДИСЛОВИЕ

__________________________________________________________________________

Появление микропроцессоров в 60-х годах cвязано с разработкой

интегральных схем (ИС). Интегральные схемы объединяли в себе различные

электронные компоненты в единый элемент на силиконовом "чипе".

Разработчики установили этот крошечный чип в устройство, напоминающие

сороконожку и включили его в функционирующие системы. В начале 70-х

микрокомпьютеры на процессоре Intel 8008 возвестили о первом поколении

микропроцессоров.

К 1974 году появилось второе поколение микропроцессоров oбщего

назначения Intel 8080. Данный успех побудил другие фирмы к производству

этих или аналогичных процессоров.

В 1978 году фирма Intel выпустила процессор третьего поколения -

Intel 8086, который обеспечивал некоторую совместимость с 8080 и являлся

значительным продвижением вперед в данной области. Для поддержки более

простых устройств и обеспечения совместимости с устройствами ввода/вывода

того времени Intel разработал разновидность процессора 8086 - процессор

8088, который в 1981 году был выбран фирмой iВМ для ее персональных

компьютеров.

Более развитой версией процессора 8088 является процесcор 80188, а

для процессора 8086 - процессоры 80186, 80286 и 80386, которые обеспечили

дополнительные возможности и повыcили мощность вычислений. Микропроцессор

80286, установленный в компьютерах IBM AT появился в 1984 году. Все эти

процессоры имеют отношение к развитой архитектуре процессоров фирмы Intel

и обозначаются как iAPX 86, iAPX 88, iAPX 86, iAPX286 и iAPX386, где APX -

Intel Advanced Processor Architecture.

Распространение микрокомпьютеров послужило причиной пеpесмотра

отношения к языку ассемблера по двум основным причинам. Во-первых,

программы, написанные на языке ассемблера, требуют значительно меньше

памяти и времени выполнения. Во-вторых, знание языка ассемблера и

результирующего машинного кода дает понимание архитектуры машины, что вряд

ли обеспечивается при работе на языке высокого уровня. Хотя большинство

специалистов в области программного обеспечения ведут разработки на языках

высокого уровня, таких как Паскаль или С, что проще при написании

программ, наиболее мощное и эффективное программное обеспечение полностью

или частично написано на языке ассемблера.

Языки высокого уровня были разработаны для того, чтобы избежать

специальной технической особенности конкретных компьютеров. Язык

ассемблера, в свою очередь, разработан для конкретной специфики компьютера

или точнее для специфики процессора. Следовательно, для того, чтобы

написать программу на языке ассемблера для конкретного компьютера, следует

знать его архитектуру и данная книга содержит весь необходимый базовый

материал. Для работы кроме этого материала и cоответствующих знаний

необходимы следующее:

- Доступ персональному компьютеру IBM PC или совместимому с ним

c оперативной памятью - минимум 64К и одним дисководом. Лучше, но не

обязательно, если будет дополнительная память и второй дисковод или

винчестер.

- Знакомство с руководством по IBM PC.

- Дискета, содержащая транслятор с языка ассемблера,

предпочтительно, но не обязательно, последней версии.

- Копию операционной системы PC-DOS или MS-DOS, лучше последней

версии.

Cледующее является не обязательным для данной темы:

- Опыт программирования. Хотя эти знания могут помочь быстрее

освоить некоторые идеи программирования, они не обязательны.

- Хорошие знания в электронике или схемотехнике. Данная книга

дает всю необходимую информацию об архитектуре PC, которая требуется

для программирования на языке ассемблера.

Операционные системы

----------------------

Назначение операционной системы - позволить пользователю yправлять

работой на компьютере: вызывать для выполнения конкретные программы,

обеспечивать средства для сохранения данных (каталог), иметь доступ к

информации на диске.

Основной операционной системой для PC и совместимых моделей является

MS-DOS фирмы Microsoft, известная как PC-DOS для IBM PC. Особенности

некоторых версий: 2.0 обеспечивает поддержку твердого диска (винчестера),

3.0 Применяется в компьютерах at, 4.0 обеспечивает работу в

многопользовательском режиме. Рассмотрение профессиональной операционной

системы UNIX и ее аналога для PC XENIX выходит за рамки данной книги.

Подход к книге

----------------

Данная книга преследует две цели: она является учебником, a так же

постоянным справочным пособием для работы. Чтобы наиболее эффективно

восполнить затраты на микрокомпьютер и программное обеспечение, необходимо

тщательно прорабатывать каждую главу и перечитывать материал, котоpый не

сразу ясен. Ключевые моменты находятся в примерах программ, их следует

преобразовать в выполнимые модули и выполнить их. Прорабатывайте

упражнения, приведенные в конце каждой главы.

Первые восемь глав составляют базовый материал для данной книги и для

языка ассемблера. После этих глав можно продолжить с глав 9, 11, 12, 14,

15, 19, 20 Или 21. Связанными являются главы с 8 по 10, 12 и 13, с 15 по

18, Главы с 22 по 25 cодержат справочный материал.

Когда вы завертшите работу с книгой, вы сможете:

- понимать устpойство персонального компьютера;

- понимать коды машинного языка и шестнадцатиричный формат;

- понимать назначение отдельных шагов при ассемблировании,

компановке и выполнении;

- писать программы на языке ассемблера для управления экраном,

арифметических действий, преобразования ASCII кодов в двоичные

форматы, табличного поиска и сортировки, дисковых операций

ввода/вывода;

- выполнять трассировку при выполнении программы, как средство

отладки;

- писать собственные макрокоманды;

- компановать вместе отдельные программы.

Изучение языка ассемблера и создание работающих программ - это

захватывающий процесс. Затраченное время и усилия несомненно будут

вознаграждены.

Признательность автора

------------------------

Автор благодарен за помощь и сотрудничество всем, кто внес

предложения и просматривал рукопись.

Глава 1 Введение в семейство персональных компьютеров ibm pc

__________________________________________________________________________

Ц е л ь: объяснить особенности технических средств микрокомпьютера и

организации программного обеспечения.

ВВЕДЕНИЕ

________________________________________________________________

Написание ассемблерных программ требует знаний организации всей

системы компьютера. В основе компьютера лежат понятия бита и байта. Они

являются тем средством, благодаря которым в компьютерной памяти

представлены данные и команды.

Программа в машинном коде состоит из различных сегментов для

определения данных, для машинных команд и для сегмента, названного стеком,

для хранения адресов. Для выполнения арифметических действий, пересылки

данных и адресации компьютер имеет ряд регистров. Данная глава содержит

весь необходимый материал по этим элементам компьютера, так что вы сможете

продвинутся к гл.2 к вашей первой программе на машинном языке.

БИТЫ И БАЙТЫ

________________________________________________________________

Для выполнения программ компьютер временно записывает программу и

данные в основную память. Это память, которую люди имеют в виду, когда

утверждают, что их компьютер имеет, например, 512К памяти. Компьютер имеет

также ряд pегистров, которые он использует для временных вычислений.

Минимальной единицей информации в компьютере является бит. Бит может

быть выключен, так что его значение есть нуль, или включен, тогда его

значение равно единице. Единственный бит не может представить много

информации в отличие от группы битов.

Группа из девяти битов представляет собой байт; восемь битов которого

содержат данные и один бит - контроль на четность. Восемь битов

обеспечивают основу для двоичной арифметики и для представления символов,

таких как буква A или символ *. Восемь битов дают 256 различных комбинаций

включенных и выключенных состояний: от "все выключены" (00000000) до "все

включены" (11111111). Например, сочетание включенных и выключенных битов

для представления буквы A выглядит как 01000001, а для cимвола * -