Лекція -2. Структура програми на асемблері

сукупність блоків пам'яті, називаних сегментами пам'яті. Програма може складатися з

одного чи декількох таких блоків-сегментів. Кожен сегмент містить сукупність речень мови, кожне з який займає окремий рядок коду програми.
Речення асемблера бувають чотирьох типів:
команди чи інструкції, що представляють собою символічні аналоги машинних команд. У процесі трансляції інструкції асемблера перетворяться у відповідні команди системи команд мікропроцесора;
макрокоманди — оформлювані певним чином речення тексту програми, що заміщаються під час трансляції іншими реченнями;
директиви, що є вказівкою транслятору асемблера на виконання деяких дій. У директив немає аналогів у машинному представленні;
рядка коментарів, що містять будь-які символи, у тому числі і букви російського алфавіту. Коментарі ігноруються транслятором.

конструкцію, що відповідає команді, макрокоманді, чи директиві коментарю. Для того

щоб транслятор асемблера міг розпізнати їх, вони повинні формуватися по визначених синтаксичних правилах. Для цього найкраще використовувати формальний опис синтаксису мови на зразок правил граматики. Найбільш розповсюджені способи подібного опису мови програмування — синтаксичні діаграми і розширені форми Бекуса—Наура. Для практичного використання більш зручні синтаксичні діаграми. Приміром, синтаксис речень асемблера можна описати за допомогою синтаксичних діаграм, показаних на наступних малюнках.

першого байта тієї Речення вихідного тексту програми, що він позначає;

ім'я — ідентифікатор, що відрізняє дану директиву від інших однойменних директив. У результаті обробки асемблером визначеної директиви цьому імені можуть бути привласнені визначені характеристики;
код операції (КОП) і директива — це мнемонічні позначення відповідної машинної команди, чи макрокоманди директиви транслятора;
операнди — частини команди, чи макрокоманди директиви асемблера, що позначають об'єкти, над якими виробляються дії. Операнди асемблера описуються виразами з числовими і текстовими константами, мітками й ідентифікаторами перемінних з використанням знаків операцій і деяких зарезервованих слів.

латинські букви: A—Z, a—z. При цьому заголовні і малі літери

вважаються еквівалентними;
цифри від 0 до 9;
знаки ?, @, $, _, &;
роздільники , . [ ] ( ) < > { } + / * % ! ' " ? \ = # ^.

Речення асемблера формуються з лексем, що представляють собою синтаксично нероздільні послідовності припустимих символів мови, що мають зміст для транслятора.

використовуються для позначення таких об'єктів програми, як коди операцій, імена

перемінних і назви міток. Правило запису ідентифікаторів полягає в наступному: ідентифікатор може складатися з одного чи декількох символів. Як символи можна використовувати букви латинського алфавіту, цифри і деякі спеціальні знаки — _, ?, $, @. Ідентифікатор не може починатися символом цифри. Довжина ідентифікатора може бути до 255 символів, хоча транслятор сприймає лише перші 32, а інші ігнорує. Регулювати довжину можливих ідентифікаторів можна з використанням опції командного рядка mv. Крім цього існує можливість указати транслятору на те, щоб він розрізняв прописні і малі літери або ігнорував їхнє розходження (що і робиться за замовчуванням). Для цього застосовуються опції командного рядка /mu, /ml, /mx;
ланцюг символів — послідовності символів, укладені в одинарних чи подвійних лапок;
цілі числа в одній з наступних систем числення: двійковій, десятковій, шістнадцятирічній.

асемблері виробляється за визначеними правилами:

Десяткові числа не вимагають для

свого ототожнення вказівки яких-небудь додаткових символів, наприклад 25 чи 139.
Для ототожнення у вихідному тексті програми двійкових чисел необхідно після запису нулів і одиниць, що входять у їхній склад, поставити латинське “b”, наприклад 10010101b.
шістнадцятирічні числа мають більше умовностей при своєму записі.

вони складаються з цифр 0...9, рядкових і прописних букв латинського

алфавіту a, b, c, d, e, f чи A, B, C, D, E, F.
По-друге, у транслятора можуть виникнути труднощі з розпізнаванням шістнадцятирічних чисел через те, що вони можуть складатися як з одних цифр 0...9 (наприклад 190845), так і починатися з букви латинського алфавіту (наприклад ef15). Для того щоб "пояснити" транслятору, що дана лексема не є десятковим числом чи ідентифікатором, програміст повинний спеціальним чином виділяти шістнадцятирічне число. Для цього на кінці послідовності шістнадцятирічних цифр, що складають шістнадцятирічне число, записують латинську букву “h”. Це обов'язкова умова. Якщо шістнадцятирічне число починається з букви, то перед ним записується ведучий нуль: 0ef15h.

яким чи за допомогою якого виконується деяка дія. Ці об'єкти

називаються операндами.

ОПЕРАНДИ — це об'єкти (деякі значення, регістри чи комірки пам'яті), на які діють інструкції чи директиви, або це об'єкти, що чи визначають уточнюють дію інструкцій чи директив.

Операнди можуть комбінуватися з арифметичними, логічними, побітовими й атрибутивними операторами для розрахунку деякого значення чи визначення комірки пам'яті, на яку буде впливати дана команда чи директива.

операнди

· лічильник адреси

· реєстровий операнд

· базовий і індексний операнди

· структурні

операнди

що мають деяке фіксоване значення. Ім'я не повинне бути переміщуваним,

тобто залежати від адреси завантаження програми в пам'ять. Наприклад, воно може бути визначено операторами equ чи =.

num     equ     5
imd = num-2
mov     al,num  ;еквівалентно mov al,5 
;5 тут безпосередній операнд
add     [si],imd        ; imd=3 - безпосередній операнд
mov     al,5            ;5 - безпосередній операнд

У даному фрагменті визначаються дві константи, що потім використовуються в якості безпосередніх операндів у командах пересилання mov і додавання add. 

пам'яті за допомогою вказівки двох складових адрес: сегмента і зсуву

;записати слово в ax з області
                                        ;пам'яті по фізичній

адресі 0000:0000

Тут третя команда mov має адресний операнд. 

деякі адреси пам'яті. Ці адреси можуть позначати місце розташування в

пам'яті деяких інструкції (якщо операнд — мітка) чи даних (якщо операнд — ім'я області пам'яті в сегменті даних).
Переміщувані операнди відрізняються від адресних тим, що вони не прив'язані до конкретної адреси фізичної пам'яті. Сегментна складова адреси переміщуваного операнда невідома і буде визначена після завантаження програми в пам'ять для виконання.

;mas_w - переміщуваний операнд 

У цьому фрагменті mas_w — символьне

ім'я, значенням якого є початкова адреса області пам'яті розміром 25 слів. Повна фізична адреса цієї області пам'яті буде відома тільки після завантаження програми в пам'ять для виконання. 

знаком $. Специфіка цього операнда в тім, що коли транслятор

замість нього поточне значення лічильника адреси. Значення лічильника адреси, чи, як його іноді називають, лічильника розміщення, являє собою зсув поточної машинної команди відносно початку сегмента коду. У форматі лістінгу лічильнику адреси відповідає другий чи третій стовпчик (у залежності від того, є присутнім чи ні в лістінгу стовпчик з рівнем вкладеності). Якщо взяти в якості приклад будь-який лістінг, то видно, що при обробці транслятором чергової команди асемблера лічильник адреси збільшується на довжину сформованої машинної команди. Важливо правильно розуміти цей момент.

· Арифметичні оператори
· Оператори зсуву
· Оператори порівняння
· Логічні оператори
· Індексний оператор
· Оператор

перевизначення типу
· Оператор перевизначення сегмента
· Оператор іменування типу структури
· Оператор одержання сегментної складової адреси виразу
· Оператор одержання зсуву виразу

“–”;

бінарні “+” і “–”;

множення “*”;

цілочисельного ділення “/”;

одержання залишку від ділення “mod”.

2 ;розмір елементів

…

;обчислюється число елементів масиву і заноситься врегістр cx

mov

cx,tab_size / size_el ;оператор “/”

розрядів

mask_b equ 10111011

…

mov al,mask_b shr 3 ;al=00010111

призначені для формування логічних виразів. Логічне значення “істина” відповідає цифровій

одиниці, а “неправда” — нулю. Наприклад,
tab_size equ 30 ;розмір таблиці
…
mov al,tab_size ge 50 ;завантаження розміру таблиці в al cmp al,0
;якщо tab_size < 50, то
je m1 ;перехід на m1
…
m1:
…

чи дорівнює 50, то результат у al дорівнює 0ffh, а

якщо tab_size менше 50, то al дорівнює 00h. Команда cmp порівнює значення al з нулем і установлює відповідні прапори в flags/eflags. Команда je на основі аналізу цих прапорів передає чи не передає керування на мітку m1.

повинні бути абсолютними, тобто такими, чисельне значення яких може бути

обчислено транслятором. Наприклад:
    

flags   equ     10010011
mov    al,flags xor 01h ;al=10010010;пересилання в al поле flags з
;інвертованим правим бітом

є оператором, і транслятор їхню наявність сприймає як вказівку скласти

значення вираження_1 за цими дужками з вираження_2, взятим у дужки Наприклад,

mov     ax,mas[si];пересилання слова за адресою mas+(si) у регістр ax

перевизначення чи уточнення типу чи мітки змінної, обумовленим виразом.
d_wrd

dd 0
...
mov al,byte ptr d_wrd+1
;пересилання другого байта з подвійного слова

сегментної складової: "ім'я сегментного регістра", "ім'я сегмента" з відповідної директиви

SEGMENT чи "ім'я групи"
code
...
jmp met1 ;обхід обов'язковий, інакше поле іnd буде трактуватися
;як чергова команда
іnd db 5 ;опис поля даних у сегменті команд
met1:
...
mov al,cs:іnd ;перевизначення сегмента дозволяє працювати з
;даними, визначеними всередині сегмента коду

типу структури . (крапка) також змушує транслятор робити визначені обчислення,

якщо він зустрічається у виразі.
Оператор одержання сегментної складової адреси виразу seg повертає фізичну адресу сегмента для виразу, у якості якого можуть виступати мітка, змінна, ім'я сегмента, ім'я групи чи деяке символічне ім'я.

offset дозволяє одержати значення зсуву виразу у байтах відносно початку

того сегмента, у якому вираз визначений.
. data
pole dw 5
...
.code
...
mov ax,seg pole
mov es,ax
mov dx,offset pole ;тепер у парі es:dx повна адреса pole

може одночасно працювати:

с одним сегментом коду;
с одним сегментом

стека;
с одним сегментом даних;
с трьома додатковими сегментами даних.

розроблювачу про те, що потрібно забезпечити розміщення початку сегмента на

заданій границі.

BYTE — вирівнювання не виконується.
WORD — сегмент починається за адресою, що кратна двом
DWORD — сегмент починається за адресою, що кратна чотирьом
PARA — сегмент починається за адресою, що кратна 16
PAGE — сегмент починається за адресою, що кратна 256
MEMPAGE — сегмент починається за адресою, що кратна 4 КБ

За замовчуванням тип вирівнювання має значення PARA.

розроблювачу , як потрібно комбінувати сегменти різних модулів, що мають

те саме ім'я.
PRIVATE — сегмент не буде поєднуватися з іншими сегментами з тим же ім'ям поза даним модулем;
PUBLIC — розроблювач змушує з'єднати всі сегменти з однаковими іменами.
COMMON — розташовує всі сегменти із тим самим ім'ям за однією адресою.
AT xxxx — розташовує сегмент по абсолютній адресі параграфа
STACK — визначення сегмента стека. Змушує розроблювача з'єднати всі однойменні сегменти й обчислювати адреси в цих сегментах щодо регістра ss.
За замовчуванням атрибут комбінування приймає значення PRIVATE.

це укладений в лапки рядок, що допомагає розроблювачу визначити відповідний

порядок проходження сегментів при збиранні програми із сегментів декількох модулів.
Атрибут розміру сегмента. Для процесорів сегменти можуть бути 16, 32 та 64-розрядними. Це впливає, насамперед, на розмір сегмента і порядок формування фізичної адреси усередині нього. Атрибут може приймати наступні значення:
USE16 — це означає, що сегмент допускає 16-розрядну адресацію. При формуванні фізичної адреси може використовуватися тільки 16-розрядний зсув. Відповідно, такий сегмент може містити до 64 Кбайт коду чи даних;
USE32 — сегмент буде 32-розрядним. При формування фізичної адреси може використовуватися 32-розрядний зсув. Тому такий сегмент може містити до 4 Гбайт коди чи даних.

параметр визначає модель сегментації пам'яті для програмного модуля. Передбачається, що

програмний модуль може мати тільки визначені типи сегментів, що визначаються згаданими нами раніше спрощеними директивами опису сегментів.

ідентифікаторів, до яких можна звертатися під час роботи програми, для

того, щоб одержати інформацію про ті чи інші характеристики даної моделі пам'яті