Работа со строками в ассемблере

Язык программирования ассемблер

Язык программирования ассемблер сейчас редко используется для решения прикладных задач, однако его изучение позволяет лучше понять принципы работы ЭВМ, операционных систем и трансляторов с языков высокого уровня. В разное время в большинстве ПЭВМ использовались и используются процессоры фирмы Intel (8086/8088, 80186, 80286, i386, i486, Celeron, Pentium и т.д., см. с. 23-25). Эти процессоры поддерживают преемственность на уровне машинных команд: программы, написанные для младших моделей процессоров, без всяких изменений могут быть выполнены на более старших моделях. При этом базовой является система команд процессора 8086. Язык ассемблера - это символьная форма записи машинного языка, его использование существенно упрощает написание машинных программ. Приведем перевод английских слов:

assemble: 1. собирать, монтировать, 2. компоновать с помощью ассемблера, ассемблировать, транслировать с помощью ассемблера, транслировать программу с помощью ассемблера

assembling: 1. сборка, монтаж, 2. компоновка, ассемблирование, трансляция программы с помощью ассемблера

Для ПЭВМ разработаны разные языки ассемблера. Наиболее распространены язык фирмы Microsoft, названный языком макроассемблера (сокращенно MASM) и язык Turbo Assembler фирмы Borland (сокращенно TASM). Для того, чтобы программы на ассемблере случайно не нанесли вред операционной системе и программному обеспечению, последующие задания рекомендуется выполнять в виртуальной машине.

Рассмотрим пример простейшей программы, выводящей на экран надпись Hello world (Здравствуй, мир, англ., greet - приветствие).

Программа

Выполняемые действия

Data SEGMENT Greet DB 'Hello world',13,10, '$' Data ENDS Assume CS: Code, DS:Data Code SEGMENT Start: mov ax, Data mov ds,ax; mov dx, OFFSET Greet mov ah,9 int 21h mov al,0 mov ah, 4ch int 21h Code ENDS Stack1 SEGMENT Stack DB 100h DUP(?) Stack1 ENDS END Start

Начало сегмента данных Конец сегмента данных Объявление, что регистры процессора CS и DS будут содержать номера сегментов с именами Code и Data Начало сегмента команд Метка Поместить в регистр АХ номер сегмента Data Переслать АХ в регистр DS (команды непосредственной загрузки регистра DS нет) В регистр dx помещается смещение надписи относительно DS В регистр ah помещается номер 9 функции DOS “выведи надпись” Прерывание (вывод надписи) Возвращение в систему: в регистр ah помещается номер функции “возврат в систему” Прерывание (окончание выполнения программы) Конец сегмента команд Начало сегмента стека Конец сегмента стека Директива END заканчивает текст программы и предписывает начинать ее с команды, снабженной меткой Start

Программа на ассемблере – это последовательность предложений, каждое из которых записывается в отдельной строке. Комментарии начинаются с символа “;”. Общий синтаксис предложений-команд:

[<метка>:] <мнемокод> [<операнды>] [;<комментарий>]

В квадратных скобках указаны необязательные части команды. Метка нужна для ссылок на команду из других мест программы. Разрешается указывать в строке только одну метку с двоеточием (например, Start:) и больше ничего, тогда она метит следующую команду программы. Мнемокод (мнемонический код) – это служебное слово, указывающее в символьной форме операцию, которую должна выполнить команда. Примерами операндов являются числа и имена переменных. Если операндов несколько, они отделяются друг от друга запятыми. Операндами могут быть и выражения, составляемые из чисел, имен переменных и операторов. Основные операторы ассемблера приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Категория	Operator	What it is (or does)
	() [ ]	Подвыражение (Subexpression) Ссылка на ячейку памяти (Memory reference)
	.	Селектор структурных элементов (Structure member selector)
Унарные	+ -	Унарный плюс (Unary plus) Унарный минус (Unary minus)
	:	Переопределение сегмента (Segment override)
	OFFSET SEG TYPE PTR	Возвращает смещение (Returns offset part) Возвращает сегментную часть Returns segment part Возвращает тип (байтовый размер) Returns type (byte size) Приведение типа (Typecast)
	* / MOD SHL SHR	Умножение (Multiplication) Целое деление (Integer division) Integer modulus (remainder) Логический сдвиг влево (Logical shift left) Логический сдвиг вправо (Logical shift right)
Аддитивные	+ -	Двоичное сложение (Binary addition) Двоичное вычитание (Binary subtraction)
Битовые	NOT AND OR XOR	Битовое НЕ Битовое И Битовое ИЛИ Битовое Исключающее ИЛИ

В программе на ассемблере для описания переменных и их имен должны присутствовать предложения-директивы с общим синтаксисом:

[<имя>] <название директивы> [<операнды>] [;<комментарий>]

Имя (например, Greet) – это, как правило, имя константы или переменной, описываемой данной директивой. Название директивы – это служебные слова. Директива DB (define byte – определить байт) определяет данные размером в байт. При ее выполнении ассемблер вычисляет операнды и записывает их значения в последовательные байты памяти, начиная с первого незанятого. Первому из байтов дается указанное имя, по которому на этот байт можно ссылаться из других мест программы. Когда ассемблер встретит в программе имя переменной, он заменит его на адрес, который принято называть значением имени. По описанию переменной запоминается также ее размер (тип). Например, директива Greet DB 'Hello world',13,10, '$' записывает последовательные байты памяти коды символов, помещенных в кавычки, код 10 (перевод строки), код 13 (возврат каретки) устанавливающий курсор на начало текущей строки, код символа конца строки '$'. Директивы определения помещаются в начале программы до команд.

Задания:

1. Найдите в тексте программы директиву определения данных и команды. В командах найдите и выпишите мнемокоды и операции, которые им соответствуют.

2. Выполните в программе-оболочке Far следующие действия (рис. 3.42):

1) Создайте в Far файл Greet.ASM и наберите программу.

2) Cкомпилируйте с помощью команды tasm greet.

3) Скомпонуйте с помощью команды tlink greet.

Получив исполняемый файл Greet.EXE выполните программу, например, введя имя Greet в командную строку.

Рис. 2.12. Команды и результаты компиляции и компоновки программы

3. Выполните то же самое задание с помощью интегрированной среды TASM. Скопируйте папку ТА из папки Student_MUPK_NW:\COMMON\LANGV в папку C:\Student, запустите файл ta.exe. Нажмите клавишу F10 для перехода в главное меню, выполните команду File-Load (Файл-Загрузить), нажмите Enter, выберите из списка нужный файл. Выполните настройку - отключите опцию создания com-файла (рис. 2.13) и сохраните ее командой Options-Save options.

Рис. 2.13. Изменение опций компоновщика с отключением опции создания
com-файла

Затем выполните команды Compile to OBJ (компиляция), Make EXE file (компоновка) (рис. 2.14). В случае успеха выполните команду Run-Run program, затем Run-User screen.

Рис. 2.14. Создание exe-файла

В рассмотренных здесь и ниже примерах использованы вывод и ввод символов, реализуемых при выполнении одной из группы команд прерывания с шестнадцатиричным номером 21h дисковой операционной системы MS DOS. Перед выполнением команды прерывания INT в регистр AH записывают номер нужной функции. Функции с номерами 4Сh, 2 и 9 выполняют возврат управления операционной системе для продолжения выполнения программы, вывод одного символа на экран и вывод строки. Символ с кодами 10 (перевод строки) перемещает курсор в следующую строку экрана, оставляя его в той же колонке. Символ 13 (возврат каретки) устанавливает курсор на начало текущей строки. Функция 0Ch прерывания 21h вводит с клавиатуры символы (с эхо-печатью их на экране) до тех пор, пока не будет нажата клавиша Enter, и записывает их в буфер размером 15 позиций. Пока не нажата клавиша Enter, набираемый текст можно редактировать клавишами Backspace (отмена последнего символа) и Esc (отмена всего набранного текста). Функции ввода 0Ah, 0Ch и другие считывают символы из начала буфера.

Изучение работы микропроцессора с помощью Турбо Отладчика (Borland Turbo Debugger)

Турбо Отладчик (входящий в состав среды Borland C++) позволяет прослеживать выполнение инструкций ассемблера, содержимое ячеек оперативной памяти и регистров процессора и математического сопроцессора [58]. Он также позволяет отлаживать программы на языках Си и Паскаль. Общий вид команды запуска отладчика

TD opt name args

где opt – опции, name – имя запускаемой программы, args – ее аргументы.