Урок 3

Первым делом проверим конфигурацию dosbox. Зайдём в домашний каталог, затем в папку asm. Проверим наличие в ней файлов debug.exe, папок tasm и tc, в которых содержится turbo assembler и turbo c. Если чего-то нет, то переходите к началу http://wiki.nsunc.com/asm, скачивайте необходимые файлы и распаковывайте их в нужные каталоги. Затем запустим и выключим dosbox, затем в терминале введём команду gedit ~/.dosbox/dosbox-0.73.conf В конце файла должны быть следующие строки:

mount c ~/asm

path=z:\;c:\;c:\tasm;c:\tc

c:

keyb ru

Если что-то не так, то доредактируем файл. После этого dosbox будет сконфигурирован.

Сегментация программы

По знаменитой формуле Никлауса Вирта (создателя языка Pascal, http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D1%80%D1%82,_%D0%9D%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%83%D1%81) программа = алгоритм + данные. Этот принцип в программировании реализуется повсеместно. Процессор 8086 на аппаратном уровне производит разделение программы на код и данные. Для этого вводится понятие сегмента: это участок памяти объёмом в 64 KB, в котором процессор подразумевает нахождение либо данных, либо кода. Адрес начала сегмента хранят сегментные (системные) регистры: cs, ds, ss, es. При выполнении программы процессор обращается по адресу cs:ip и выполняет команду, которая содержится в этой ячейке памяти. Регистр ds указывает на начало сегмента данных, многие команды процессора, которые связаны с работой с памятью, вычисляют физический адрес данных, начиная от ds. Однако мы рассмотрели не все системные регистры: осталось ещё два. es - это дополнительный сегмент данных, он функционирует практически так же, как и ds. А вот ss - сегмнт стека (stack segment), он по-сложнее…

Stack (стек)

Стек (англ. stack — стопка) — структура данных с методом доступа к элементам LIFO (англ. Last In — First Out, «последним пришел — первым вышел»). Чаще всего принцип работы стека сравнивают со стопкой тарелок: чтобы взять вторую сверху, нужно снять верхнюю. (или со стопкой подносов:))

Добавление элемента, называемое также проталкиванием (push), возможно только в вершину стека (добавленный элемент становится первым сверху). Удаление элемента, называемое также выталкивание (pop), возможно также только из вершины стека, при этом, второй сверху элемент становится верхним.

Итак, стек - это тот же сегмент данных. На вершину стека указывает адрес ss:sp. В 8086 процессоре есть несколько команд, которые меняют содержимое стека, мы их рассмотрим позднее.

Написание программ на ассемблере

Первое, с чем мы столкнёмся: для ассемблера нет оболочки. Исторически сложилось, что программу вводят в текстовом редакторе, а затем запускают сам ассемблер и получают исполняемый файл - файл, который можно (а может и нельзя) запустить на компьютере. Итак, чтобы написать программу мы должны создать файл в папке asm, отредактировать его с помощью gedit (особо одарённые могут использовать vi или emacs) и скомпилировать его в dosbox. Компиляция проходит в два этапа. Первый: собственно ассемблирование (команда tasm имя_файла). В результате получится файл имя_файла.obj. Этот файл запустить в dosbox просто так не удастся. Вы можете подключить к этому файлу другие с аналогичным расширением. Это действие называется линковкой. В нашем случае почти всегда мы будем линковать только один файл командой tlink имя_файла.obj. Если программа была написана без ошибок, то на выходе мы получим имя_файла.exe или имя_файла.com.

Программы типа *.com

Главная особенность com-программ: cs, ds, es и ss указывают на один и тот же сегмент, тем самым смешивая всё в одну кучу! При компиляции tasm тщательно следит за тем, чтобы вы не меняли содержимого системных регистров. Так как на всю программу выделен всего один сегмент, то максимальный размер программы: 64 КБайт. Обычно этот тип файлов используется в качестве драйверов для MS-DOS.

Программы типа *.exe

В exe-программе под код данные и стек может отводится несколько сегментов. Компилятор никак не отслеживает изменение системных регистров, в этом варианте вы можете делать с компьютером всё, что хотите (или можете).

Программа на ассемблере

Для того, чтобы приступить к работе, мы должны познакомится с синтаксисом языка ассемблер.

Команды

[метка:] опкод [операнды] [;комментарий]

где опкод (код операции) — непосредственно мнемоника инструкции процессору. К ней могут быть добавлены префиксы (повторения, изменения типа адресации и пр.). Метка (если имеется), команда и операнд (если имеется) pазделяются по крайней мере одним пробелом или символом табуляции. Максимальная длина строки - 132 символа, однако, большинство предпочитают работать со строками в 80 символов (соответственно ширине экрана). Примеры кодирования:

Метка Команда Операнд
COUNT DB 1 ;Имя, команда, один операнд
MOV AX,0 ;Команда, два операнда

Метки

Метка в языке ассемблера может содержать следующие симво лы:

Буквы: от A до Z и от a до z
Цифры: от 0 до 9
Спецсимволы: знак вопроса (?)
точка (.) (только первый символ)
знак "коммерческое эт" (@)
подчеркивание (-)
доллар ($)

Первым символом в метке должна быть буква или спецсимвол. Ассемблер не делает различия между заглавными и строчными буквами. Максимальная длина метки - 31 символ. Примеры меток: COUNT, PAGE25, $E10. Рекомендуется использовать описательные и смысловые метки. Имена регистров, например, AX, DI или AL являются зарезервированными и используются только для указания соответствующих регистров. Например, в команде

ADD AX,BX

ассемблер «знает», что AX и BX относится к регистрам. Однако, в команде

MOV REGSAVE,AX

ассемблер воспримет имя REGSAVE только в том случае, если оно будет определено в сегменте данных. В приложении 3 приведен cписок всех зарезервированных слов ассемблера.

Команда

Мнемоническая команда указывает ассемблеру какое действие должен выполнить данный оператор. В сегменте данных команда (или директива) определяет поле, рабочую oбласть или константу. В сегменте кода команда определяет действие, например, пересылка (MOV) или сложение (ADD).

Операнд

Если команда специфирует выполняемое действие, то операнд определяет а) начальное значение данных или б) элементы, над которыми выполняется действие по команде. В следующем примере байт COUNTER определен в сегменте данных и имеет нулевое значение:

Метка Команда Операнд
COUNTER DB 0 ;Определить байт (DB)
; с нулевым значением

Команда может иметь один или два операнда, или вообще быть без операндов. Рассмотрим следующие три примера:

Команда Операнд Комментарий
Нет операндов RET ;Вернуться
Один операнд INC CX ;Увеличить CX
Два операнда ADD AX,12 ;Прибавить 12 к AX

Метка, команда и операнд не обязательно должны начинаться с какой-либо определенной позиции в строке. Однако, рекомен дуется записывать их в колонку для большей yдобочитаемости программы. Для этого, например, редактор DOS EDLIN обеспечи вает табуляцию чепез каждые восемь позиций.

Комментарии

Использование комментариев в программе улучшает ее ясность, oсобенно там, где назначение набора команд непонятно. Комментаpий всегда начинаются на любой строке исходного модуля с символа точка с запятой (;) и ассемблер полагает в этом случае, что все символы, находящиеся справа от ; являются комментарием. Комментарий может содержать любые печатные символы, включая пробел. Комментарий может занимать всю строку или следовать за командой на той же строке, как это показано в двух следующих примерах:

1. ;Эта строка полностью является комментарием
2. ADD AX,BX ;Комментарий на одной строке с командой

Директивы

Программа на языке ассемблера может содержать директивы: инструкции, не переводящиеся непосредственно в машинные команды, а управляющие работой компилятора. Набор и синтаксис их значительно разнятся и зависят не от аппаратной платформы, а от используемого транслятора (порождая диалекты языков в пределах одного семейства архитектур). В качестве «джентельменского набора» директив можно выделить следующие:

определение данных (констант и переменных),

управление организацией программы в памяти и параметрами выходного файла,

задание режима работы компилятора,

всевозможные абстракции (то есть элементы языков высокого уровня) — от оформления процедур и функций (для упрощения реализации парадигмы процедурного программирования) до условных конструкций и циклов (для парадигмы структурного программирования),

макросы.

Hello, world!

http://www.roesler-ac.de/wolfram/hello.htm