7_Язык Ассемблера (В.Г. Баула - Введение в архитектуру ЭВМ и системы программирования), страница 4

Задача усложняется тем, что величины A и B имеют разную длину и непосредственно складывать их нельзя.Приходится командамиmov al,B ; al := Bcbw; ax := длинное Bпреобразовать короткое знаковое целое число B, которое мы считали в регистр al, в длинное целоена регистре ax. Далее вычисляется значение выражения (A+B)2 и можно приступать к выполнениюделения. Так как делитель является длинным целым числом (мы поместили это число на регистр cx),то необходимо применить операцию длинного деления, для чего делимое (число 1234 на регистреax) командойcwdпреобразуем в сверхдлинное целое и помещаем на два регистра <dx,ax>.

Вот теперь всё готово длякоманды целочисленного деленияidiv cx; ax := 1234 div (A+B)2 , dx := 1234 mod (A+B)2Далее мы аналогичным образом производим длинное деление значения вычисленного выражения 2*A–1234 div (A+B)2 на число 7, присваиваем остаток от деления (он в регистре dx) переменной X и выводим на экран значение этой переменной по макрокомандеoutint Xкоторая эквивалентна оператору процедуры Write(X) языка Паскаль. Последним предложением всегменте кода является макрокомандаfinishЭта макрокоманда заканчивает выполнение нашей программы, она эквивалентна выходу программына Паскале на конечный end.Затем следует директива конца сегмента кодаcode endsИ, наконец, директиваend startзаканчивает описание всего модуля на Ассемблере.

Обратите внимание на параметр этой директивы– метку start. Она указывает входную точку программы, т.е. первую выполняемую команду нашей программы. Явное задание входной точки позволяет начать выполнения сегмента команд с любого места, а не обязательно с начала этого сегмента. Необходимость такого указания следует и изтого, что в программе могут быть несколько сегментов кода.Сделаем теперь важные замечания к нашей программе. Во-первых, мы не проверяли, что команды сложения и вычитания дают правильный результат (для этого, как мы знаем, после выполненияэтих команд нам было бы необходимо проверить флаг переполнения OF, т.к. наши целые числа мысчитаем знаковыми).

Во-вторых, команда длинного умножения располагает свой результат в двухрегистрах <dx,ax>, а в нашей программе мы брали результат произведения из регистра ax, предполагая, что на регистре dx находятся только незначащие цифры произведения. По-хорошему надобыло бы после команды умножения проверить условие, что флаги OF=CF=0, это гарантирует, что вdx содержаться только нулевые биты, если ax ≥ 0, и только двоичные "1", если ax < 0. Другимисловами, все биты в регистре dx должны совпадать со старшим битом в регистре ax, для знаковыхчисел это и есть признак того, что в регистре dx содержится незначащая часть произведения.

И, наконец, мы не проверили, что не производим деления на ноль (для нашего случае, что введённое значение A<>8). В наших учебных программах мы чаще всего не будем делать таких проверок, но в11"настоящих" программах, которые Вы будете создавать на компьютерах, эти проверки являются обязательными.Продолжая знакомство с языком Ассемблера, решим следующую задачу. Напишем фрагментпрограммы, в котором увеличивается на единицу целое число, расположенное в байте оперативнойпамяти с десятичным адресом 23456710.Мы уже знаем, что запись в любой байт памяти возможна только тогда, когда этот байт располагается в каком-либо сегменте.

Сделаем, например, так, чтобы наш байт располагался в том сегментеданных, на который указывает регистр DS. Главное здесь – не путать сегменты данных, которые мыописываем в программе на Ассемблере, с активными сегментами, на начала которых установленысегментные регистры.Описываемые в программе сегменты обычно размещаются загрузчиком на свободных участкахоперативной памяти, и, как правило, при написании текста программы их будущее месторасположение неизвестно.1 Однако ничто не мешает нам в процессе счёта программы любой участок оперативной памяти сделать "временным" сегментом, установив на него какой-либо сегментный регистр. Такмы и сделаем для решения нашей задачи, установив сегментный регистр DS на начало ближайшейучастка памяти, в котором будет находиться наш байт с адресом 23456710.

Так как в сегментныйрегистр загружается адрес начала сегмента, делённый на 16, то нужное нам значение сегментногорегистра можно вычислить по формуле:DS := 23456710 div 16 = 1466010При этом адрес A нашего байта в сегменте (его смещение от начала сегмента) вычисляется поформуле: A := 23456710 mod 16 = 7. Таким образом, для решения нашей задачи можно предложить следующий фрагмент программы:mov ax,14660mov ds,ax; Начало сегментаinc byte ptr ds:[7]В последней команде, увеличивающей значение нужного байта на единицу, нам пришлось явнозадать размер операнда с помощью операции byte ptr.

Эта операция Ассемблера предписываетсчитать расположенный в памяти операнд команды (в нашем случае это команда увеличения операнда на единицу inc), имеющим длину один байт. Дело в том, что по внешнему виду операндаэтой команды ds:[7] программа Ассемблера не в состоянии определить, что подлежит увеличениюна единицу: байт или слово (а это две разные команды машины, отличающиеся битом размераоперанда w). Для большинства команд, если Ассемблер не может определить в них длину операндов,он фиксирует ошибку в тексте программы, и она не будет запускаться на счёт.Теперь, после изучения арифметических операций, перейдём к рассмотрению команд переходов, которые понадобятся нам для программирования условных операторов и циклов.

Напомним,что после изучения нашего курса мы должны уметь отображать на Ассемблер большинство конструкций языка Паскаль.7.6. ПереходыВ большинстве современных компьютеров, в том числе и в нашем, по принципу Фон Нейманареализовано последовательное выполнение команд. В соответствие с этим принципом после выполнения текущей команды, если она не является командой перехода, счётчик адреса будет указывать на следующую (ближайшую с большим адресом) команду в оперативной памяти.2 Изменить последовательное выполнение команд можно с помощью переходов, при этом следующая командаможет быть расположена в другом месте оперативной памяти.

Ясно, что без переходов компьютерыфункционировать не могут: скорость центрального процессора так велика, что он очень быстро может по одному разу выполнить все команды в оперативной памяти, а выполнять программу "по1Можно дать загрузчику явное указание на размещение конкретного сегмента с заданного адреса оперативной памяти (мы изучим такую возможность позднее в нашем курсе), но это редко когда нужно программисту. Наоборот, лучше писать программу, которая будет правильно работать при размещении её сегментов влюбом свободном месте оперативной памяти.2Однако, как мы уже говорили, при достижении в программе конца оперативной памяти (или конца сегмента максимальной длины при сегментной организации памяти) следуюшей будет выполняется команда, расположенная в начале памяти или в начале этого сегмента (память как бы замкнута в кольцо).12кольцу" почти всегда бессмысленно.

Кроме того, большинство алгоритмов содержат внутри себяциклы, которые также реализуются с помощью переходов.Понимание механизма выполнения переходов очень важно при изучении архитектуры ЭВМ, этопозволяет уяснить логику работы центрального процессора и лучше понять архитектуру нашегокомпьютера.

Все переходы можно разделить на два вида.• Переходы, вызванные выполнением центральным процессором специальных команд переходов.• Переходы, которые автоматически выполняет центральный процессор при наступленииопределённых событий в центральной части компьютера или в его периферийных устройствах (устройствах ввода/вывода).Начнём последовательное рассмотрение переходов для компьютеров изучаемой нами архитектуры.

Напомним, что физический адрес начала следующей выполняемой команды зависит от значений двух регистров центрального процессора: сегментного регистра CS и регистра-счётчика адресаIP, и вычисляется по формуле:Aфиз := (CS*16 + IP)mod 220Следовательно, для осуществления любого перехода необходимо в один или оба эти регистра(т.е.

в CS и/или IP) занести новые значения, соответствующие месторасположению следующей выполняемой команды. Отсюда вытекает первая классификация переходов: будем называть переходблизким (или внутрисегментным) переходом, если при этом меняется только значение регистра IP,если же при переходе меняются значения обоих регистров, то такой переход будем называть дальним (или межсегментным) переходом.1 Очевидно, что при близком переходе следующая выполняемая команда будет обязательно располагаться в том же сегменте кода, а при дальнем – уже в любомместе оперативной памяти (отсюда понятны названия этих переходов – близкие и дальние по отношению к текущему сегменту кода).Следующей основой для классификации переходов будет служить способ изменения значениярегистров.

При относительном переходе происходит знаковое сложение содержимого регистра снекоторой величиной, например,IP := (IP ± Value)mod 216При абсолютном переходе происходит просто присваивание соответствующему регистру нового значения:CS := Value и/или IP := ValueОпять же из соображений ценности практического использования в программировании, для сегментного регистра CS реализован только абсолютный переход, в то время как для счётчика адресаIP возможен как абсолютный, так и относительный переходы (обоснуйте, почему это так сделано!).Далее, будем классифицировать относительные переходы по величине той константы, котораяприбавляется к значению счётчика адреса IP.

При коротком переходе величина этой знаковой константы (напомним, что мы обозначаем её i8) не превышает по размеру одного байта (т.е. лежит вдиапазоне от –128 до +127):IP := (IP + i8)mod 216 ,а при длинном переходе эта константа имеет размер слова (двух байт):IP := (IP + i16)mod 216Легко понять, что абсолютные переходы делать короткими бессмысленно, так как они могут передавать управление только в самое начало (первые 256 байт) оперативной память или сегмента кода.Следующей основой для классификации переходов будет месторасположение величины, используемой при абсолютном переходе для задания нового значения какого-либо из этих регистров.При прямом переходе эта величина является просто числом (в нашей терминологии это непосредственный адрес в самой команде i8, i16 или i32). При косвенном переходе нужная величина1В принципе дальний переход возможен и при изменении значения только одного регистра CS, но надозаметить, что в реальном программировании такие переходы практически всегда не имеют смысла и не реализованы в языке нашей машины.13располагается в памяти или на регистре, и в команде перехода задаётся адрес той области памяти(или номер того регистра), откуда и будет извлекаться необходимое число, например:IP := m16Здесь на регистр IP будет заноситься число, содержащееся в двух байтах памяти по адресу m16,т.е.