Start ассемблер что это
MS-DOS и TASM 2.0. Часть 3. Первая программа.
Наша первая программа на ассемблере.
Наша первая программа на ассемблере будет в формате *.COM — как мы уже знаем, исполняемые файлы указанного формата очень крохотные (tiny) по размеру и состоят из одного сегмента, в котором размещаются код, данные и стек.
Ещё мы знаем, что в указанном формате пишутся резидентные программы, драйверы и вирусы.
Резидентная (TSR-программа, от англ. Terminate and Stay Resident) — это программа, которая после запуска передает управление операционной системе, но сама не завершается, а остаётся в оперативной памяти, реагируя на определённые действия пользователя. Например, при нажатии сочетания горячих клавиш делает снимок экрана.
Код в статьях отображается в удобочитаемой форме: каждая строка имеет свой номер, строки и код подсвечиваются. Чтобы скопировать «чистый исходник», наведите курсор мыши на текст, дождитесь всплывающего меню и нажмите в меню кнопочку «копировать» (изображение двух листочков бумаги с текстом). Чистый код не содержит нумерации строк!
Наша первая программа выведет на экран монитора (консоль) надпись «Hello, World!». Итак, как говорил Юрий Алексеевич, поехали!
Создаём исполняемый файл PRG.COM.
Для достижения нашей цели делаем следующее.
Первая строка — запуск транслятора с названием нашего файла с кодом, расположенного в одной директории с транслятором.
Вторая строка — запуск компилятора с параметрами /t /x и название объектного файла — prg.obj, получившегося в результате выполнения первой команды.
Чтобы посмотреть список всех возможных параметров с пояснениями для файлов tasm.exe и tlink.exe необходимо запустить эти программы без параметров. Если вы сделаете это, не выходя из оболочки NC, то, чтобы просмотреть чистое окно DOS нажмите Ctrl+O, чтобы вернуться в NC, нажмите сочетание клавиш повторно.
Батник ASM-EXE.BAT предназначен для создания исполняемого файла формате *.EXE (предусматривает раздельную сегментацию для кода, данных и стека — наиболее распространённый формат исполняемых файлов DOS).
Батник COMPLEX.BAT предназначен для создания исполняемых файлов из двух файлов кода (названия обязательно должны быть prg.asm, prg1.asm).
Наша первая программа на ассемблере прекрасно работает!
TASMED (Tasm Editor) — среда разработки приложений DOS на ассемблере.
Выше мы рассмотрели стандартный подход к программированию на TASM в системе MS-DOS. Указанным алгоритмом создания программ можно пользоваться и далее.
Для более удобной работы с кодом целесообразно применять какую-либо среду разработки. Среда разработки — это громко сказано для времён MS-DOS, правильнее сказать — специфический редактор.
Можете попробывать TASMED в папке D:\UTILS\TASMED\. Программа уже настроена и готова к использованию.
Первая программа на ассемблере в среде разработки TASMED.
Практические советы: группирование проектов, русский язык в MS-DOS.
Для удобства группирования создаваемых программ можно создать отдельную папку (мы создали папку PROJECTS) в которой создавать папки названий проектов, куда копировать соответствующие файлы. Пока у нас — это PRG.ASM, PRG.OBJ, PRG.EXE. Однако, в зависимости от параметров и наших программ их может быть больше (PRG.MAP, PRG.SYM и др.).
В нашем случае, все программы, рассматриваемые в курсе обучения будут группироваться в директории D:\WORK в соответствующих папках. Например, наша первая программа в папке D:\WORK\PRGCOM\ (файлы prg.asm и prg.com). Папку D:\TASM.2_0\PROJECTS\ оставляем пустой для ваших проектов и экспериментов.
Для того, чтобы в исходниках, которые вы будете просматривать в системе MS-DOS с использованием текстовых редакторов DOS и различных сред разработок нормально отображалась кириллица (например в комментариях к строкам кода) необходимо проделать следующие действия.
Конечно вопрос снимается сам собой, если комментарии писать на английском.
В следующей статье мы разберём код нашей первой программы на ассемблере.
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
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:
Ассемблер. Базовый синтаксис
Обновл. 16 Сен 2021 |
Программы на ассемблере могут быть разделены на три секции:
Секции ассемблера
Секция data используется для объявления инициализированных данных или констант. Данные в этой секции НЕ могут быть изменены во время выполнения программы. Вы можете хранить константные значения и названия файлов в этой секции. Синтаксис объявления:
Секция bss используется для объявления переменных. Синтаксис объявления:
Комментарии
Комментарии в ассемблере должны начинаться с точки с запятой ( ; ). Они могут содержать любой печатный символ, включая пробел. Комментарий может находиться как на отдельной строке:
Так и на строке со стейтментом:
Стейтменты
В ассемблере есть три вида стейтментов:
Выполняемые инструкции (или просто «инструкции») — сообщают процессору, что нужно делать. Каждая инструкция хранит в себе код операции (или «опкод») и генерирует одну инструкцию на машинном языке.
Директивы ассемблера — сообщают программе об аспектах компиляции. Они не генерируют инструкции на машинном языке.
Макросы — являются простым механизмом вставки кода.
В ассемблере на одну строку приходится один стейтмент, который должен соответствовать следующему формату:
Базовая инструкция состоит из названия инструкции ( mnemonic ) и операндов (они же «параметры»). Вот примеры типичных стейтментов ассемблера:
Первая программа
Следующая программа на языке ассемблера выведет строку Hello, world! на экран:
Результат выполнения программы:
Сборка программ
Убедитесь, что у вас установлен NASM. Запишите вашу программу в текстовом редакторе и сохраните её как hello.asm. Затем:
убедитесь, что вы находитесь в той же директории, в которой вы сохранили hello.asm;
если не было ошибок, то создастся объектный файл вашей программы под названием hello.o;
Если у вас нет возможности скомпилировать программу, например, у вас нет Linux и вы пока не хотите на него переходить, то можете использовать одну из следующих онлайн-IDE:
Примечание: Запоминать две вышеприведенные команды для сборки программы на ассемблере для некоторых может быть несколько затруднительно, поэтому вы можете написать скрипт для сборки программ на ассемблере. Для этого создайте файл под названием Makefile со следующим содержимым:
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:
Структура программы на языке ассемблера
Глава из книги “Ассемблер для процессоров Intel Pentium”
Автор: Ю. Магда
Источник: Ассемблер для процессоров Intel Pentium
Материал предоставил: Издательство «Питер»
Опубликовано: 08.04.2006
Версия текста: 1.0
Материал этой главы посвящен вопросам организации и компоновки программного кода на языке ассемблера. Затронуты вопросы взаимодействия различных частей ассемблерной программы, организации сегментов программного кода, данных и стека в контексте различных моделей памяти. Напомню, что мы рассматриваем эти аспекты применительно к макроассемблеру MASM фирмы Microsoft, хотя многие положения действительны и для других компиляторов. Начнем с анализа сегментов. Мы уже сталкивались с этими вопросами в главе 3, сейчас же рассмотрим их более детально.
4.1. Организация сегментов
Для хорошего понимания, как работает программа на ассемблере, нужно очень четко представлять себе организацию сегментов. Применительно к процессорам Intel Pentium термин “сегмент” имеет два значения:
Физический сегмент может располагаться только по адресу, кратному 16, или, как иногда говорят, по границе параграфа. Логические сегменты тесно связаны с физическими. Каждый логический сегмент ассемблерной программы определяет именованную область памяти, которая адресуется селектором сегмента, содержащимся в сегментном регистре. Сегментированная архитектура создает определенные трудности в процессе разработки программ. Для небольших программ, меньших 64 Кбайт, программный код и данные могут размещаться в отдельных сегментах, поэтому никаких особых проблем не возникает.
При использовании 32-разрядного защищенного режима эти проблемы исчезают. Например, в плоской модели памяти (о ней мы поговорим чуть позже) для адресации программного кода и данных достаточно 32-разрядного эффективного адреса внутри непрерывной области памяти.
Логические сегменты могут содержать три основных компонента программы: программный код, данные и стек. Макроассемблер MASM обеспечивает правильное отображение этих компонентов на физические сегменты памяти, при этом сегментные регистры CS, DS и SS содержат адреса физических сегментов памяти.
4.2. Директивы управления сегментами и моделями памяти макроассемблера MASM
В макроассемблер MASM включены директивы, упрощающие определение сегментов программы и, кроме того, предполагающие те же соглашения, которые используются в языках высокого уровня Microsoft. Упрощенные директивы определения сегментов генерируют необходимый код, указывая при этом атрибуты сегментов и порядок их расположения в памяти. Везде в этой книге мы будем использовать именно упрощенные директивы определения сегментов, наиболее важные из которых перечислены далее:
| Модель памяти | Адресация кода | Адресация данных | Операционная система | Чередование кода и данных |
|---|---|---|---|---|
| TINY | NEAR | NEAR | MS-DOS | Допустимо |
| SMALL | NEAR | NEAR | MS-DOS, Windows | Нет |
| MEDIUM | FAR | NEAR | MS-DOS, Windows | Нет |
| COMPACT | NEAR | FAR | MS-DOS, Windows | Нет |
| LARGE | FAR | FAR | MS-DOS, Windows | Нет |
| HUGE | FAR | FAR | MS-DOS, Windows | Нет |
| FLAT | NEAR | NEAR | Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows 2003 | Допустимо |
Все семь моделей памяти поддерживаются всеми компиляторами MASM, начиная с версии 6.1.
Модель small поддерживает один сегмент кода и один сегмент данных. Данные и код при использовании этой модели адресуются как near (ближние). Модель large поддерживает несколько сегментов кода и несколько сегментов данных. По умолчанию все ссылки на код и данные считаются дальними (far).
Модель medium поддерживает несколько сегментов программного кода и один сегмент данных, при этом все ссылки в сегментах программного кода по умолчанию считаются дальними (far), а ссылки в сегменте данных — ближними (near). Модель compact поддерживает несколько сегментов данных, в которых используется дальняя адресация данных (far), и один сегмент кода с ближней адресацией (near). Модель huge практически эквивалентна модели памяти large.
Должен заметить, что разработчик программ может явно определить тип адресации данных и команд в различных моделях памяти. Например, ссылки на команды внутри одного сегмента кода в модели large можно сделать ближними (near). Проанализируем, в каких случаях лучше всего подходят те или иные модели памяти.
Модель tiny работает только в 16-разрядных приложениях MS-DOS. В этой модели все данные и код располагаются в одном физическом сегменте. Размер программного файла в этом случае не превышает 64 Кбайт. С другой стороны, модель flat предполагает несегментированную конфигурацию программы и используется только в 32-разрядных операционных системах. Эта модель подобна модели tiny в том смысле, что данные и код размещены в одном сегменте, только 32-разрядном. Хочу напомнить, что многие примеры из этой книги разработаны именно для модели flat.
Параметр соглашение_о_вызовах используется для определения способа передачи параметров при вызове процедуры из других языков, в том числе и языков высокого уровня (C++, Pascal). Параметр может принимать следующие значения: C, BASIC, FORTRAN, PASCAL, SYSCALL, STDCALL. При разработке модулей на ассемблере, которые будут применяться в программах, написанных на языках высокого уровня, обращайте внимание на то, какие соглашения о вызовах поддерживает тот или иной язык. Более подробно соглашения о вызовах мы будем рассматривать при анализе интерфейса программ на ассемблере с программами на языках высокого уровня.
Параметр тип_ОС равен OS_DOS, и на данный момент это единственное поддерживаемое значение этого параметра.
Здесь параметр flat указывает компилятору на то, что будет использоваться 32-разрядная линейная адресация. Второй параметр c указывает, что при вызове ассемблерной процедуры из другой программы (возможно, написанной на другом языке) будет задействован способ передачи параметров, принятый в языке C. Следующий пример:
Здесь используются модель памяти large, соглашение о передаче параметров языка C и отдельный сегмент стека (регистр SS не равен DS).
В этом примере используются модель medium, соглашение о передаче параметров для Pascal и область стека, размещенная в одном физическом сегменте с данными.
4.3. Структура программ на ассемблере MASM
В следующем примере показана 16-разрядная программа на ассемблере, в которой используются упрощенные директивы ассемблера MASM:
Здесь оператор end main указывает на точку входа main в главную процедуру. Оператор end закрывает последний сегмент и обозначает конец исходного текста программы. В 16-разрядных приложениях MS-DOS можно инициализировать сегментные регистры так, чтобы они указывали на требуемый логический сегмент данных. Листинг 4.1 демонстрирует это.
Затем строка s1, адресуемая через регистры DS:DX, выводится на экран с использованием прерывания 9h функции 21h MS-DOS. Попробуйте закомментировать проанализированные две строки кода и посмотреть на результат работы программы.
Для 32-разрядных приложений шаблон исходного текста выглядит иначе:
Основное отличие от предыдущего примера — другая модель памяти (flat), предполагающая 32-разрядную линейную адресацию с атрибутом near.
Замечу, что директива SEGMENT может применяться с любой моделью памяти, не только flat. При использовании директивы SEGMENT потребуется указать компилятору на то, что все сегментные регистры устанавливаются в соответствии с моделью памяти flat. Это можно сделать при помощи директивы ASSUME:
Регистры FS и GS программами не используются, поэтому для них указывается атрибут ERROR.
Сейчас мы рассмотрим программный код 32-разрядной процедуры на ассемблере (она называется _seg_ex), в которой используются два логических сегмента данных. Процедура выполняет копирование строки src, находящейся в сегменте данных data1, в область памяти dst в сегменте данных data2 и содержит один логический сегмент программного кода (code segment).
Успокою читателей, незнакомых с принципами работы процедур (они рассмотрены далее в книге): в данном случае нас будет интересовать код внутри процедуры _seg_ex (команды, находящиеся между директивами _seg_ex proc и _seg_ex endp). Исходный текст программного кода процедуры _seg_ex представлен в листинге 4.2.
При использовании модели flat доступ к данным осуществляется по 32-разрядному смещению, поэтому смысл показанных ниже команд, загружающих адреса логических сегментов (а заодно и адреса строк src и dst) в регистры ESI и EDI, думаю, понятен:
Группа следующих команд выполняет копирование строки src в dst, при этом регистр CX содержит количество копируемых байтов:
Здесь процедура seg_ex является внешней, поэтому объявлена как extern.
Результатом выполнения программы будет строка на экране дисплея