Системне програмування, доц. І.І. Мітасов, 2010р. Лекція 6, 11 сторінок

Тема 2. Архітектура процесора і мова асемблера: Основи програмування на мові асемблера

ЛЕКЦІЯ 6. Вимоги до написання програм на мові асемблера

Питання лекції:

• Стандартні вимоги;

• Речення мови асемблера;

• Директиви;

• Структура системи команд.

 1. Стандартні вимоги

Коментарі у програмах на асемблері

; Цей рядок повністю є коментарем ADD AX, BX ;Коментар на одному рядку з командою

Використання коментарів у програмі поліпшує її ясність, Oсобливо там, де призначення набору команд незрозуміло. На будь-якому рядку початкового модуля коментаpі завжди починаються з символу крапка з комою (;) і асемблер вважає в цьому випадку, що всі символи, що знаходяться праворуч від ; є коментарем. Коментар може містити будь-які друковані символи, включаючи пробіл. Коментар може займати весь рядок або слідувати за командою на тому ж рядку, як це показано у двох наступних прикладах:

Коментарі з'являються тільки в лістингах асемблювання початкового модуля і не призводять до створення машинних кодів, тому можна включати будь-яку кількість коментарів, не надаючи впливу на ефективність виконання програми.

Формат кодування

[мітка] команда [операнд]

Основний формат кодування команд асемблера має такий вигляд:

Мітка (якщо є), команда і операнд (якщо є) pозділяються принаймні одним пропуском або символом табуляції. Максимальна довжина рядка - 132 символи, однак, більшість вважають за краще працювати з рядками в 80 символів (відповідно ширині екрану).

Мітки. Мітка в мові асемблера може містити наступні символи:

Букви: від A до Z і від a до z;

Цифри: від 0 до 9;

Спецсимволи: знак питання (?), крапка (.) (тільки перший символ), знак «комерційне ет» (@), підкреслення (_), долар ($).

Першим символом в мітці повинна бути буква або спецсимвол. Асемблер не робить розходження між великими та малими літерами. Максимальна довжина мітки - 31 символ.

Приклади міток: COUNT , PAGE25 , $E10 .

Рекомендується використовувати описові та смислові мітки. Імена регістрів, наприклад, AX, DI або AL є зарезервованими і використовуються тільки для посилання на відповідні регістри. Наприклад, у команді ADD AX,BX асемблер «знає», що AX і BX відноситься до регістрів. Однак, у команді MOV REGSAVE,AX асемблер сприйме ім'я REGSAVE тільки в тому випадку, якщо його буде визначено в сегменті даних.

Команда. Мнемонічна команда вказує асемблеру, яку дію має виконати даний оператор. У сегменті даних команда (директива) визначає поле, робочу oбласть або константу.

У сегменті коду команда визначає дію, наприклад, пересилання (MOV) або додавання (ADD).

COUNTER DB 0 ; Визначити байт (DB) з нульовим значенням

Операнд. У випадку, якщо команда специфікує виконувану дію, то операнд визначає початкове значення даних або елементи, над якими виконується дія по команді. У наступному прикладі байт COUNTER визначений у сегменті даних і має нульове значення:

Команда може мати один або два операнди, або взагалі бути без операндів. Розглянемо наступні три приклади:

Немає операндів: RET ;Повернення

Один операнд: INC CX ;Збільшити CX

Два операнди: ADD AX,12 ;Додати 12 до AX

Мітка, команда і операнд не обов'язково повинні починатися з будь-якої певної позиції в рядку. Однак, рекомендується записувати їх у колонку для більшої зручності при перегляді програми. Для цього, наприклад, редактор DOS EDLIN забезпечує табуляцію через кожні вісім позицій.

 2. Речення мови асемблера

Речення мови асемблера описують команди або псевдокоманди (директиви). Речення-команди задають машинні команди обчислювальної системи; обробка асемблером команди приводить до генерації машинного коду. Обробка псевдокоманди не призводить до безпосередньої генерації коду, псевдокоманда керує роботою самого асемблера. Для однієї і тієї ж апаратної архітектури можуть бути побудовані різні асемблери, в яких команди будуть обов'язково однакові, але псевдокоманди можуть бути різні.

У всіх мовах асемблерів кожне нове речення мови починається з нового рядка. Кожне речення, як правило, займає один рядок, хоча зазвичай допускається продовження на наступному рядку (рядках). Формат запису речень мови буває жорстким або вільним. Під час запису у жорсткому форматі складові речення повинні розташовуватися у фіксованих позиціях рядка. (Наприклад: мітка повинна розташовуватися в позиціях 1-8, позиція 9 - порожня, позиції 10-12 - мнемоніка команди, позиція 13 - порожня, починаючи з позиції 14 - операнди, позиція 72 - ознака продовження). Зазвичай для запису програм при жорсткому форматі створюються бланки. Жорсткий формат зручний для обробки асемблером (зручний і для читання).

Вільний формат допускає будь-яку кількість пропусків між складовими речення .

У загальних випадках речення мови асемблера складаються з наступних компонент:

º мітка або ім'я; º мнемоніка; º операнди; º коментарі.

Мітка або ім'я не є обов'язковим компонентом-ідентифікатором. Не у всіх мовах асемблерів ці поняття розрізняються. Якщо вони відрізняються (наприклад, MASM), то мітка - точка програми, на яку передається управління, отже, мітка стоїть в реченні, що містить команду; ім'я – це ім'я змінної програми, тобто комірки пам'яті, отже, ім'я стоїть в реченні, що містить псевдокоманду резервування пам'яті або визначення константи. У деяких випадках мітка та ім'я можуть відрізнятися навіть синтаксично, так, в MASM / TASM після мітки ставиться двокрапка, а після імені - ні.

Однак, фізичний зміст і мітки, і імені - однаковий, це - адреса пам'яті. У всіх випадках, коли асемблер зустрічає в програмі ім'я або мітку, він заміняє її на адресу тієї комірки пам'яті, яку ім'я / мітка ідентифікує.

• У мові повинні передбачатися деякі спеціальні правила, що дозволяють асемблеру розпізнати і виділити мітку / ім'я, наприклад:

• мітка / ім'я повинна починатися в 1-й позиції рядка

• якщо мітки / імені немає, то в 1-й позиції повинен бути пробіл, або за міткою / ім'ям має слідувати двокрапка, і т.п.

Мнемоніка — символічне позначення команди / псевдокоманди.

Операнди — один або декілька операндів, зазвичай розділяються комами. Операндами команд є імена регістрів, безпосередні операнди, адреси пам'яті (задаються у вигляді констант, літералів, символічних імен або складних виразів, що включають спеціальний синтаксис). Операнди псевдокоманд можуть бути складніше і різноманітніше.

Коментарі — будь-який текст, який ігнорується асемблером. Коментарі розташовуються в кінці речення і відділяються від тексту речення, оброблюваного асемблером, яким-небудь спеціальним символом (у деяких мовах - пробілом). Завжди передбачається можливість рядків, що містять тільки коментар, звичайно такі рядки містять спеціальний символ в 1-й позиції.

Константи — можуть являти собою безпосередні операнди або абсолютні адреси пам'яті. Застосовуються шістнадцяткові, десяткові, вісімкові, двійкові і символьні константи.

Безпосередні операнди — записуются в код команди.

Імена — адреси комірок пам'яті.

Під час трансляції асемблер перетворює імена в адреси. Спосіб перетворення імені в значення залежить від прийнятих способів адресації. Як правило, основним способом адресації в машинних мовах є адресація відносна: адреса в команді задається у вигляді зміщення щодо деякої базової адреси, значення якої міститься в деякому базовому регістрі. В якості базового можуть застосовуватися або спеціальні регістри (DS, CS в Intel), або регістри загального призначення (S/390).

Літерали - записані в особливій формі константи. Концептуально літерали - ті ж імена. При появі в програмі літералу асемблер виділяє комірку пам'яті і записує в неї задану в літералі константу. Далі всі появи цього літералу асемблер замінює на звернення по адресі цієї комірки. Таким чином, літеральні константи зберігаються в пам'яті в одному примірнику незалежно від кількості звернень до них.

Спеціальний синтаксис — явний опис способу адресації (наприклад, вказівка базового регістра і зміщення).

 3. Директиви

Асемблер має ряд операторів, які дозволяють управляти процесом асемблювання та формування лістингу. Ці оператори називаються псевдокомандами або директивами.

Вони діють тільки в процесі асемблювання програми і не генерують машинних кодів.