End start ассемблер что это
MASM, TASM и WASM
Ассемблеры MASM, TASM и WASM отличаются между собой. Однако создание простых программ для них практически не имеет отличий, за исключением самого ассемблирования и компоновки.
ПРИМЕЧАНИЕ
Обратите внимание, что в первой команде мы записали 2 вместо 02h. MASM, TASM и WASM, как и Emu8086, допускают такие «вольности». Хотя можно написать 02h – ошибки не будет.
Пояснения к программе:
.code – 2-ая строка. Эта директива начинает сегмент кода.
ORG 100h – 3-ая строка. Эта команда устанавливает значение программного счетчика в 100h, потому что при загрузке СОМ-файла в память, DOS выделяет под блок данных PSP первые 256 байт (десятичное число 256 равно шестнадцатеричному 100h). Код программы располагается только после этого блока. Все программы, которые компилируются в файлы типа СОМ, должны начинаться с этой директивы.
MOV DL, 41h – 5-я строка. Код символа «A» заносится в регистр DL. Код символа «A» по стандарту ASCII – это число 41h.
INT 21h – 6-я строка. Это и есть то самое прерывание 21h – команда, которая вызывает системную функцию DOS, заданную в регистре АН (в нашем примере это функция 02h). Команда INT 21h – основное средство взаимодействия программ с ОС.
INT 20h – 7-я строка. Это прерывание, которое сообщает операционной системе о выходе из программы, и о передаче управления консольному приложению. В том случае, если программа уже откомпилирована и запущена из ОС, команда INT 20h вернет нас в ОС (например, в DOS).
END start – 8-я строка. Директива END завершает программу, одновременно указывая, с какой метки должно начинаться ее выполнение.
Ну вот, программу мы написали. Но хотелось бы посмотреть, как она работает. Для этого нужно сначала вызвать ассемблер, чтобы скомпилировать ее в объектный файл, а затем вызвать компоновщик, который из объектного файла создаст исполняемый файл, то есть программу типа COM. Для разных ассемблеров придётся выполнять эти действия по разному.
Структура программы на ассемблере
Программирование на уровне машинных команд — это тот минимальный уровень, на котором возможно составление программ. Система машинных команд должна быть достаточной для того, чтобы реализовать требуемые действия, выдавая указания аппаратуре вычислительной машины.
Каждая машинная команда состоит из двух частей:
Машинная команда микропроцессора, записанная на языке ассемблера, представляет собой одну строку, имеющую следующий синтаксический вид:
метка команда/директива операнд(ы) ;комментарии
При этом обязательным полем в строке является команда или директива.
Метка, команда/директива и операнды (если имеются) разделяются по крайней мере одним символом пробела или табуляции.
Если команду или директиву необходимо продолжить на следующей строке, то используется символ обратный слеш: \.
По умолчанию язык ассемблера не различает заглавные и строчные буквы в написании команд или директив.
Примеры строк кода:
Метки
Метка в языке ассемблера может содержать следующие символы:
В качестве первого символа метки может использоваться точка, но некоторые компиляторы не рекомендуют применять этот знак. В качестве меток нельзя использовать зарезервированные имена Ассемблера (директивы, операторы, имена команд).
Команды
Команда указывает транслятору, какое действие должен выполнить микропроцессор. В сегменте данных команда (или директива) определяет поле, рабочую область или константу. В сегменте кода команда определяет действие, например, пересылка (mov) или сложение (add).
Директивы
Ассемблер имеет ряд операторов, которые позволяют управлять процессом ассемблирования и формирования листинга. Эти операторы называются директивами . Они действуют только в процессе ассемблирования программы и, в отличие от команд, не генерируют машинных кодов.
Операнды
Операнд – объект, над которым выполняется машинная команда или оператор языка программирования.
Команда может иметь один или два операнда, или вообще не иметь операндов. Число операндов неявно задается кодом команды.
Примеры:
Метка, команда (директива) и операнд не обязательно должны начинаться с какой-либо определенной позиции в строке. Однако рекомендуется записывать их в колонку для большего удобства чтения программы.
В качестве операндов могут выступать
Идентификаторы
Идентификаторы – последовательности допустимых символов, использующиеся для обозначения таких объектов программы, как коды операций, имена переменных и названия меток.
Правила записи идентификаторов.
Комментарии
Структура программы на ассемблере
Пример «ничего не делающей» программы на языке ассемблера:
MS-DOS и TASM 2.0. Часть 10. Команды ассемблера.
Команды ассемблера и команды процессора.
Стоит пояснить, что если к вопросу подойти формально строго, то команды процессора и команды ассемблера — это не одно и то же. Ассеммблер — хоть и низкоуровневый язык программирования, но иногда он без спроса программиста «корректирует код под себя». Причём у каждого ассемблера (masm, tasm, fasm) это может быть по-разному. Самый яркий пример — команда ret. В ассемблерном коде мы запишем ret, а реальный ассемблер ассемблирует её как retf или retn 8. Может также изменяться код, добавлением в качестве выравнивания кода команды процессора nop (об этом ниже в статье) и т.п. Чтобы не усложнять суть вопроса, под понятиями команды процессора и команды ассемблера мы будем подразумевать одно и то же.
Команды процессора (команды ассемблера) в большинстве своём работают с аргументами, которые в ассемблере называются операндами. Система машинного кода процессоров Intel содержит более 300 команд (команды процессора, сопроцессора, MMX-расширения, XMM-расширения). С каждым новым процессором их количество растёт. Для того, чтобы профессионально программировать, не надо зубрить и разбирать все команды процессора. При необходимости можно воспользоваться справочником. В процессе чтения статей, вы поймёте, что основная суть знания ассемблера состоит не в доскональном знании всех команд, а в понимании работы системы.
Не следует забывать, что команды процессор видит в виде цифр, которые можно рассматривать как данные. Например, команда NOP занимает один байт и её машинный код — 90h.
Начиная изучать язык низкого уровня, мы будем иметь дело с ограниченным набором старых-добрых команд процессора. Иные команды ассемблера понадобятся специалистам, заинтересованным в оптимизацией кода, связанного со сложными математическими расчетами данных большого объёма.
Основные (т.н. целочисленные) команды ассемблера позволяют написать практически любую программу для операционных систем MS-DOS и Windows. Количество команд ассемблера, которыми вы будете пользоваться будет расти со временем прохождения курса. Для более детального понимания, в последствии можете обратиться к справочнику команд.
Рассмотрим команды ассемблера на практическом примере.
С использованием среды разработки TASMED или любого текстового редактора набираем код. Программа, задаст вопрос на английском языке о половой принадлежности (имеется ввиду ваш биологический пол при рождении). Если вы нажмете m (Man), будет выведено приветствие с мужчиной, если w (Woman), то с женщиной, после этого программа прекратит работу. Если будет нажата любая другая клавиша, то программа предположит, что имеет дело с гоблином, не поверит и будет задавать вам вопросы о половой принадлежности, пока вы не ответите верно.
MS-DOS и TASM 2.0. Часть 12. Процедуры (функции).
Процедуры в ассемблере.
Процедуры в ассемблере будут рассмотрены в четырёх статьях, в которых мы изучим общие понятия и определения процедур, использование стека для передачи параметров, а также использование прерываний DOS — как разновидности функций ядра операционки (статьи 15-19: «Процедуры (функции)», «Стек», «Конвенции вызова функции», «Упрощаем вызов функции в TASM», «Прерывания DOS»).
Начнём изучать функции на примере нашей программы goblin.com. Сразу определимся, что понятия: процедура, функция, подпрограмма в языках программирования, включая ассемблер, являются синонимами и обозначают одно и то же. Именно в качестве равнозначных синонимов мы будем использовать эти названия.
Изучаем процедуры на примере goblin.com.
Пакет всего необходимого, включая исходники (DOS-1.rar) можно скачать с нашего сайта по ссылке.
Полный код нашей подопытной программы:
Goblin.com включает в себя несколько подпрограмм:
Каждая подпрограмма имеет определённую задачу и, будучи написанной один раз может вызываться в процессе исполнения программы неоднократно. Процедуры в ассемблере не являются обязательным элементом программы, а просто повышают её наглядность (в Си и СРР это не так). Процедура упрощает код, делает его более структурированным, сокращают его размер.
Вызов процедуры в ассемблере.
Вызов процедуры в ассемблере осуществляется командой call (call — вызов). После вызова, процедура исполняет свой код и программа возвращается в точку возврата (выполняет дальнейший код, следующий за вызовом — командой call).
Процедура может иметь свои аргументы — данные, которые ей предоставляются для обработки и результат (входные и выходные данные — in/out).
Процедура в ассемблере обозначается названием и начинается оператором proc (procedure — процедура). Заканчивается процедур оператором end proc (end procedure — конец процедуры) и командой ret (return — возврат). В главной функции (main в нашем случае) команда ret после выхода в систему DOS не обязательна.
имя_процедуры proc
…
тело процедуры (код)
…
ret
endp
Для удобной читаемости кода можно указывать имя (название) соответствующей процедуры также перед оператором endp.
имя_процедуры proc
…
тело процедуры (код)
…
ret
имя_процедуры endp
Необходимо понимать, что фактически имя процедуры в ассемблере является указателем на процедуру. Это позволяет организовать прямой и косвенный вызовы процедуры (адрес процедуры можно поместить в регистр, записать в блок памяти).
Работа с процедурами на примере программы goblin.com.
Процедуры man proc, woman proc, goblin proc идентичны (на примере woman proc):
Процедуры и функции в ассемблере
Процедура (подпрограмма) — это основная функциональная единица декомпозиции (разделения на несколько частей) некоторой задачи. Процедура представляет собой группу команд для решения конкретной подзадачи и обладает средствами получения управления из точки вызова задачи более высокого приоритета и возврата управления в эту точку. В простейшем случае программа может состоять из одной процедуры. Процедуру можно определить и как правильным образом оформленную совокупность команд, которая, будучи однократно описана, при необходимости может быть вызвана в любом месте программы.
Функция – процедура, способная возвращать некоторое значение.
Процедуры ценны тем, что могут быть активизированы в любом месте программы. Процедурам могут быть переданы некоторые аргументы, что позволяет, имея одну копию кода в памяти и изменять ее для каждого конкретного случая использования, подставляя требуемые значения аргументов.
Синтаксис описания процедуры:
Процедура может размещаться в любом месте программы, но так, чтобы на нее случайным образом не попало управление. Если процедуру просто вставить в общий поток команд, то микропроцессор будет воспринимать команды процедуры как часть этого потока. Учитывая это обстоятельство, есть следующие варианты размещения процедуры в программе:
Последний вариант расположения описаний процедур — в отдельном модуле — предполагает, что часто используемые процедуры выносятся в отдельный файл. Файл с процедурами должен быть оформлен как обычный исходный файл и подвергнут трансляции для получения объектного кода. Впоследствии этот объектный файл на этапе компоновки объединяется с файлом, в котором эти процедуры используются. Этот способ предполагает наличие в исходном тексте программы еще некоторых элементов, связанных с особенностями реализации концепции модульного программирования в языке ассемблера. Вариант расположения процедур в отдельном модуле используется также при построении Windows-приложений на основе вызова API-функций.
Поскольку имя процедуры обладает теми же атрибутами, что и метка в команде перехода, то обратиться к процедуре можно с помощью любой команды условного или безусловного перехода. Но благодаря специальному механизму вызова процедур можно сохранить информацию о контексте программы в точке вызова процедуры. Под контекстом понимается информация о состоянии программы в точке вызова процедуры. В системе команд микропроцессора есть две команды, осуществляющие работу с контекстом. Это команды call и ret :
число — необязательный параметр, обозначающий количество байт, удаляемых из стека при возврате из процедуры.
@num – количество байт, которое занимают в стеке переданные аргументы для процедуры (параметр является особенностью использования транслятора MASM).
Объединение процедур, расположенных в разных модулях
Особого внимания заслуживает вопрос размещения процедуры в другом модуле. Так как отдельный модуль — это функционально автономный объект, то он ничего не знает о внутреннем устройстве других модулей, и наоборот, другим модулям также ничего не известно о внутреннем устройстве данного модуля. Но каждый модуль должен иметь такие средства, с помощью которых он извещал бы транслятор о том, что некоторый объект (процедура, переменная) должен быть видимым вне этого модуля. И наоборот, нужно объяснить транслятору, что некоторый объект находится вне данного модуля. Это позволит транслятору правильно сформировать машинные команды, оставив некоторые их поля незаполненными. Позднее, на этапе компоновки настраивает модули и разрешает все внешние ссылки в объединяемых модулях.
Здесь имя — идентификатор, определенный в другом модуле. В качестве идентификатора могут выступать:
Тип определяет тип идентификатора. Указание типа необходимо для того, чтобы транслятор правильно сформировал соответствующую машинную команду. Действительные адреса будут вычислены на этапе компоновки, когда будут разрешаться внешние ссылки. Возможные значения типа определяются допустимыми типами объектов для этих директив:
Пример использования директив extern и public для двух модулей
@0 – количество байт, переданных функции в качестве аргументов
near – тип функции (для плоской модели памяти всегда имеет тип near ).
Вызов процедуры осуществляется командой
Организация интерфейса с процедурой
Аргумент — это ссылка на некоторые данные, которые требуются для выполнения возложенных на модуль функций и размещенных вне этого модуля. По аналогии с макрокомандами рассматривают понятия формального и фактического аргументов. Исходя из этого, формальный аргумент можно рассматривать не как непосредственные данные или их адрес, а как местодержатель для действительных данных, которые будут подставлены в него с помощью фактического аргумента. Формальный аргумент можно рассматривать как элемент интерфейса модуля, а фактический аргумент — это то, что фактически передается на место формального аргумента.
Переменные — это данные размещенные в регистре или ячейке памяти, которые могут в дальнейшем подвергаться изменению.
Константы — данные, значения которых не могут изменяться.
Сигнатура процедуры (функции) — это имя функции, тип возвращаемого значения и список аргументов с указанием порядка их следования и типов.
Семантика процедуры (функции) — это описание того, что данная функция делает. Семантика функции включает в себя описание того, что является результатом вычисления функции, как и от чего этот результат зависит. Обычно результат выполнения зависит только от значений аргументов функции, но в некоторых модулях есть понятие состояния. Тогда результат функции может зависеть от этого состояния, и, кроме того, результатом может стать изменение состояния. Логика этих зависимостей и изменений относится к семантике функции. Полным описанием семантики функций является исполняемый код функции или математическое определение функции.
Если переменная находится за пределами модуля (процедуры) и должна быть передана в него, то для модуля она является формальным аргументом. Значение переменной передается в модуль для замещения соответствующего параметра при помощи фактического аргумента.
Как правило, один и тот же модуль можно использовать многократно для разных наборов значений формальных аргументов. Для передачи аргументов в языке ассемблера существуют следующие способы:
Передача аргументов через регистры – это наиболее простой в реализации способ передачи данных. Данные, переданные подобным способом, становятся доступными немедленно после передачи управления процедуре. Этот способ очень популярен при небольшом объеме передаваемых данных.
Ограничения на способ передачи аргументов через регистры:
Передача аргументов через стек наиболее часто используется для передачи аргументов при вызове процедур. Суть этого способа заключается в том, что вызывающая процедура самостоятельно заносит в стек передаваемые данные, после чего передает управление вызываемой процедуре. При передаче управления процедуре микропроцессор автоматически записывает в вершину стека 4 байта. Эти байты являются адресом возврата в вызывающую программу. Если перед передачей управления процедуре командой call в стек были записаны переданные процедуре данные или указатели на них, то они окажутся под адресом возврата.
Стек обслуживается тремя регистрами:
Первая команда сохраняет содержимое ebр в стеке с тем, чтобы исключить порчу находящегося в нем значения в вызываемой процедуре. Вторая команда пролога настраивает ebp на вершину стека. После этого можно не волноваться о том, что содержимое esp перестанет быть актуальным, и осуществлять прямой доступ к содержимому стека.
Программа, содержащая вызов процедуры с передачей аргументов через стек:
Пролог и эпилог прогцедуры можно также заменить командами поддержки языков высокого уровня:
Передача аргументов с помощью директив extern и public используется в случаях, если
Рассмотрим пример вывода на экран двух символов, описанных в вызывающей программе. Два модуля используют только сегмент данных вызывающей программы. В этом случае не требуется переопределения сегмента данных в вызываемой процедуре.
Способы передачи аргументов в процедуру
В процедуру могут передаваться либо данные, либо их адреса (указатели на данные). В языке высокого уровня это называется передачей по значению и по адресу, соответственно.
Наиболее простой способ передачи аргументов в процедуру — передача по значению. Этот способ предполагает, что передаются сами данные, то есть их значения. Вызываемая программа получает значение аргумента через регистр или через стек. При передаче переменных через регистр или стек на их размерность накладываются ограничения, связанные с размерностью используемых регистров или стека. При передаче аргументов по значению в вызываемой процедуре обрабатываются их копии. Поэтому значения переменных в вызывающей процедуре не изменяются.
Передача аргументов по адресу предполагает, что вызываемая процедура получает не сами данные, а их адреса. В процедуре нужно извлечь эти адреса тем же методом, как это делалось для данных, и загрузить их в соответствующие регистры. После этого, используя адреса в регистрах, следует выполнить необходимые операции над самими данными. В отличие от способа передачи данных по значению, при передаче данных по адресу в вызываемой процедуре обрабатывается не копия, а оригинал передаваемых данных. Поэтому при изменении данных в вызываемой процедуре они автоматически изменяются и в вызывающей программе, так как изменения касаются одной области памяти.
Возврат результата из процедуры
В общем случае программист располагает тремя вариантами возврата значений из процедуры: