7_Язык Ассемблера (В.Г. Баула - Введение в архитектуру ЭВМ и системы программирования), страница 11

Так, для нашего последнего примера мы "договоримся" с процедурой, чтосуммируемый массив слов будет располагаться в сегменте данных (на него указывает регистр DS),адрес (не индекс!) начала массива (его первого элемента) перед вызовом процедуры будет записан врегистр bx, а количество элементов – в регистр cx. Сумма элементов массива при возврате из процедуры должна находится в регистре ax. При этих соглашениях о связях у нас получится следующаяпрограмма (для простоты вместо команд для ввода массивов вы указали только комментарий).include io.asmdata segmentXdw100 dup(?)Ydw200 dup(?)Sumdw?data endsstack segment stackdw64 dup (?)stack endscode segment34assume cs:code,ds:data,ss:stackSumma proc near; соглашение о связях: bx – адрес первого элемента; cx=количество элементов, ax – ответ (сумма)subax,ax; сумма:=0L:addax,[bx]addbx,2; на следующий элементloop LretSumma endpstart:movax,datamovds,ax; здесь команды для ввода массивов X и Уmovbx, offset X; адрес начала Xmovcx,100; число элементов в Xcall SummamovSum,ax; сумма массива Xmovbx, offset Y; адрес начала Ymovcx,200; число элементов в Ycall SummaaddSum,ax; сумма массивов X и Youtint Sumnewlinefinishcode endsend startНадеюсь, что Вы легко разберитесь, как работает эта программа.

А вот теперь, если попытаться"один к одному" переписать эту Ассемблерную программу на язык Турбо-Паскаль, то получитсяпримерно следующее:Program S(input,output);VarX: array[1..100] of integer;Y: array[1..200] of integer;bx: ↑integer; Sum,cx,ax: integer;Procedure Summa;Label L;Beginax:=0;L: ax := ax + bx↑;bx:=bx+2; {так в Паскале нельзя}dec(cx);if cx<>0 then goto LEnd;Begin {Ввод массивов X и Y}cx:=100; bx:=↑X[1]; {так в Паскале нельзя}1Summa; Sum:=ax;cx:=200; bx:=↑Y[1]; {так в Паскале нельзя}Summa; Sum:=Sum+ax; Writeln(Sum)End.Как видим, у этой программы очень плохой стиль программирования, так как неявными параметрами процедуры являются глобальные переменные, т.е. полезный механизм передачи параметровПаскаля просто не используется.

В то же время именно хорошо продуманный аппарат формальных ифактических параметров делает процедуры и функции таким гибким, эффективным и надёжным механизмом в языках программирования высокого уровня. Если с самого начала решать задачу сумми1В языке Турбо-Паскаль для этой цели можно использовать оператор присваивания bx:=@X[1]35рования массивов на Паскале, а не на Ассемблере, мы бы, конечно, написали, например, такую программу:Program A(input,output);Type Mas= array[1..N] of integer;{так в Паскале нельзя, N – не константа}VarX,Y: Mas;Sum: integer;Function Summa(Var A: Mas, N: integer): integer;Var i,S: integer;Begin S:=0;for i:= 1 to N do S:=S+A[i];Summa:=SEnd;Begin {Ввод массивов X и Y}Sum:=Summa(X,100)+Summa(Y,200); Writeln(Sum)End.Это уже достаточно грамотно составленная программа на Паскале. Теперь нам надо научитьсятак же хорошо писать программы с процедурами и на Ассемблере, однако для этого нам понадобятсядругие, несколько более сложные, соглашения о связях между процедурой и основной программой.Если Вы хорошо изучили программирование на Паскале, то должны знать, что грамотно написаннаяпроцедура в этом языке получает все свои входные данные как фактические параметры и не использует внутри себя глобальных имён переменных и констант.

Такого же стиля работы с процедурамимы должны, по возможности, придерживаться и при программировании на Ассемблере. При работе спроцедурами на языке Ассемблера мы будем использовать так называемые стандартные соглашения о связях.7.10.1. Стандартные соглашения о связяхСначала поймём необходимость существования некоторых стандартных соглашений о связяхмежду процедурой и вызывающей её основной программой. Действительно, иногда программистпросто не сможет "договориться", например, с процедурой, как она должна принимать свои параметры.

В качестве первого примера можно привести так называемые библиотеки стандартных процедур. В этих библиотеках собраны процедуры, реализующие алгоритмы для некоторой предметнойобласти (например, для работы с матрицами), так что программист может внутри своей программывызывать нужные ему процедуры из такой библиотеки. Библиотеки стандартных процедур обычнопоставляются в виде набора так называемых объектных модулей, что исключает для пользователявозможность вносить какие-либо изменения в исходный текст этих процедур (с объектными модулями мы познакомимся далее в нашем курсе).

Таким образом, получается, что взаимодействовать спроцедурами из такой библиотеки можно, только используя те соглашения о связях, которые былииспользованы при создании этой библиотеки.Другим примером является написание частей программы на различных языках программирования, при этом чаще всего основная программа пишется на некотором языке высокого уровня (Фортране, Паскале, С и т.д.), а процедура – на Ассемблере. Вспомним, что когда мы говорили об областях применения Ассемблера, то одной из таких областей и было написание процедур, которые вызываются из программ на языках высокого уровня.

Например, для языка Турбо-Паскаль такая, как говорят, внешняя, функция может быть описана в программе на Паскале следующим образом:Function Summa(Var A: Mas, N: integer): integer; External;Служебное слово External является указанием на то, что эта функция описана не в даннойпрограмме и Паскаль-машина должна вызвать эту внешнюю функцию, как-то передать ей параметры и получить результат работы функции. Если программист пишет эту функцию на Ассемблере, тоон конечно никак не может "договориться" с компилятором, как он хочет получать параметры и возвращать результат работы своей функции.Именно для таких случаев и разработаны стандартные соглашения о связях.

При этом, еслипроцедура или функция, написанная на Ассемблере, соблюдает эти стандартные соглашения о связях, то это гарантирует, что эту процедуру или функцию можно будет вызывать из программы, напи-36санной на другом языке программирования, если в этом языке (более точно – в системе программирования, включающей в себя этот язык) тоже соблюдаются такие же стандартные соглашения освязях.Рассмотрим типичные стандартные соглашения о связях между основной программой и процедурой, эти соглашения поддерживаются многими современными системами программирования.Обычно стандартные соглашения о связях включают в себя следующие пункты.• Фактические параметры перед вызовом процедуры или функции записываются в стек.1 Какмы помним, в языке Паскаль параметры можно передавать в процедуру по значению и поссылке, это верно и для многих других языков программирования.2 Так вот, при передачепараметра по значению в стек записывается само это значение, а в случае передачи параметра по ссылке в стек записывается адрес начала фактического параметра.3 Порядок записи фактических параметров в стек может быть прямым (сначала записывается первый параметр, потом второй и т.д.) или обратным (когда, наоборот, сначала записывается последний параметр, потом предпоследний и т.д.).

В разных языках программирования этотпорядок различный. Так, в языке С по умолчанию это обратный порядок, а в большинстведругих языков программирования высокого уровня – прямой.4• Если в процедуре или функции необходимы локальные переменные (в смысле языка Паскаль), то место им отводится в стеке. Обычно это делается путём записи в стек некоторыхвеличин, или же увеличением значения указателя вершины стека, для чего в нашей архитектуре, как мы уже знаем, надо уменьшить значение регистра SP на число байт, которые занимают эти локальные переменные.• Функция возвращает своё значение в регистрах AL, AX или в паре регистров <DX,AX>, в зависимости от величины этого значения.

Для возврата значений, превышающих двойное слово, устанавливаются специальные соглашения.5• Если в процедуре или функции изменяются какие-либо регистры, то в начале работы необходимо запомнить значения этих регистров в локальных переменных (т.е. в стеке), а передвозвратом – восстановить эти значения. Для функции, естественно, не запоминаются и невосстанавливаются регистр(ы), на котором(ых) возвращается результат её работы. Обычнотакже принято не запоминать и не восстанавливать регистры для работы с вещественнымичислами (в нашей книге эти регистры не рассматриваются).• Перед возвратом из процедуры и функции стек очищается от всех локальных переменных, втом числе и от фактических параметров (вспомним, что в языке Паскаль формальные параметры, в которые передаются соответствующие им фактические параметры, тоже являются локальными переменными процедур и функций).Участок стека, в котором для процедуры или функции размещаются их локальные переменные(в частности, фактические параметры и адрес возврата) называется стековым кадром (stack frame).Стековый кадр начинает строить основная программа перед вызовом процедуры или функции, по1Большинство современных компьютеров имеют аппаратно реализованный стек, если же это не так, то встандартных соглашениях о связях для таких ЭВМ устанавливаются какие-нибудь другие способы передачипараметров, этот случай мы рассматривать не будем.2В некоторых языках программирования одного из этих способов может и не быть.

Так, в языке С (неС++) параметры передаются только по значению, а во многих версиях языка Фортран – только по ссылке.3Является ли этот адрес для нашей архитектуры близким (т.е. смещением в текущем сегменте данных)или же дальним (это значения сегментного регистра и смещение) иногда может специфицироваться при написании процедуры на языке высокого уровня. Ясно, что, скорее всего во внешнюю процедуру будут передаваться дальние адреса.4Обратный порядок позволяет более легко реализовывать процедуры и функции с переменным числомпараметров (в языке Паскаль, как Вы должны знать, для процедур пользователя это запрещено), в то же времяобратный порядок менее эффективен, чем прямой, так как труднее удалить из стека фактические параметрыпосле окончания процедуры.

В связи с этим, например, во многих реализациях языка С при описании внешнейпроцедуры программист может явно указывать порядок записи фактических параметров в стек.5В различных системах программирования стандартные соглашения о связях могут несколько различаться. Например, результат значения функции может возвращаться не на регистре ax, как у нас, а на вершинестека. Понятно, что всё это должно учитываться при программировании.37мещая туда (т.е.