Создание листинга в FASM

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 28-10-2010

Файл листинга — это очень полезная вещь. Он позволяет увидеть работу компилятора FASM как на ладони: что генерирует каждая строка исходного кода, сколько байт занимают машинные команды, какие значения присваиваются переменным. Листинг может помочь при отладке сложных программ. Также он пригодится начинающим изучать ассемблер.

Сначала необходимо скомпилировать программу — генератор листинга, которая поставляется вместе с FASM. Сделать это очень просто. Нужно открыть файл C:\FASM\TOOLS\WIN32\LISTING.ASM (у меня FASM находится в папке C:\FASM, у вас может быть по-другому) и скомпилировать его (пункт меню Run->Compile). Полученный исполняемый файл (LISTING.EXE) можно для удобства поместить в папку C:\FASM.

Если запустить этот файл из командной строки, то он сообщит способ своего использования:

Читать полностью »

Instruction Set Reference

Автор: xrnd | Рубрика: Книги | 22-10-2010

Полное название: «Intel Architecture Software Developer’s Manual. Volume 2: Instruction Set Reference»

Язык: английский.

Эта книга — официальная документация компании Intel по системе команд архитектуры x86. В ней содержится подробное описание всех целочисленных команд 32-битного ассемблера, а также команд некоторых расширений процессора. Кроме того рассматривается формат машинных команд и их коды. Это лучший справочник, которой должен быть всегда под рукой. Рекомендую всем, кто программирует на ассемблере.

Книга на английском языке и, насколько я знаю, на русский она не переводилась. Но чтобы пользоваться ею, серьезного знания английского не требуется. Описание каждой команды включает в себя алгоритм её работы на псевдоязыке, который понятен без перевода.

Скачать книгу

Рекурсивные процедуры

Автор: xrnd | Рубрика: Исходники | 21-10-2010

В программировании рекурсивной называется процедура, которая прямо или косвенно вызывает саму себя. В этой статье мы рассмотрим классический пример рекурсии — вычисление факториала.

Что такое факториал? Это математическая функция, определённая для целых неотрицательных чисел. :) Обозначается восклицательным знаком (n! — факториал числа n). Факториал натурального числа равен произведению всех натуральных чисел до него. Факториал нуля равен 1. Подробнее можете прочесть здесь.

У факториала есть такое свойство: для натурального числа он равен произведению этого числа на факториал предыдущего натурального числа. Иными словами, факториал может быть определен формулой:

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 26. Локальные переменные

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 17-10-2010

До этой части учебного курса все переменные в наших программах были только глобальными — они создавались и инициализировались при запуске программы и к ним можно было обратиться из любой её части.

Локальные переменные используются для хранения промежуточных результатов во время выполнения процедуры. В отличие от глобальных, эти переменные являются временными и создаются при запуске процедуры. Для локальных переменных существует понятие области видимости — так называется область программы, в которой доступна переменная. Обычно в ассемблере область видимости ограничена процедурой, создавшей локальную переменную. Хотя возможны и более сложные варианты ;)

Создание локальных переменных

Чтобы создать локальные переменные в процедуре, необходимо выделить для них память. Эта память выделяется в стеке. Сделать это очень просто — достаточно вычесть из регистра SP значение, равное суммарному размеру всех локальных переменных в процедуре. Так как ширина стека равна 16 бит, то это значение должно быть кратно 2 байтам. При выходе из процедуры нужно восстановить указатель стека. Обычно это выполняется командой mov sp,bp (В bp сохраняется значение sp при входе в процедуру, как в случае с параметрами, передаваемыми через стек). Код процедуры с локальными переменными будет выглядеть следующим образом:

;Процедура с локальными переменными
myproc:
    push bp                 ;Сохранение BP
    mov bp,sp               ;Копирование указателя стека в BP
    sub sp,locals_size      ;Выделение памяти для локальных переменных
    ...
    mov sp,bp               ;Восстановление указателя стека
    pop bp                  ;Восстановление BP
    ret                     ;Возврат из процедуры

Читать полностью »

Процедуры с переменным количеством параметров

Автор: xrnd | Рубрика: Исходники | 29-09-2010

Процедуры с переменным количеством параметров (аргументов) обычно встречаются в языке C. В этой статье я расскажу, как можно такие процедуры писать на ассемблере.

Вообще, на мой взгляд, процедуры с переменным количеством параметров являются не самым удачным и потенциально небезопасным приёмом программирования. Даже в C/C++ лучше их избегать. В большинстве случаев можно обойтись процедурой с фиксированным количеством параметров. Например, передавать процедуре 2 параметра: адрес массива переменной длины и количество элементов в этом массиве.

Для создания процедуры с переменным количеством параметров необходимо, чтобы стек очищался вызывающим кодом. Поэтому процедура должна заканчиваться командой RET без операндов. Параметры должны помещаться в стек в обратном порядке. Кстати, именно такие соглашения вызова используются компиляторами языка C.

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 25. Передача параметров через стек

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 26-09-2010

В предыдущих частях учебного курса все параметры передавались процедурам через регистры. В этой статье мы рассмотрим другой способ — передачу параметров через стек. Часто этот способ оказывается удобнее. Через регистры можно передать максимум 6-7 параметров, а через стек — сколько угодно. Кроме того можно написать процедуру с переменным количеством параметров. (Подробнее о таких процедурах вы можете прочитать здесь.)

Если через регистры передаётся больше 2-3 параметров, то приходится сохранять регистры внутри процедуры и опять же использовать стек. С другой стороны, обращение к параметрам в стеке происходит медленнее. Если вы оптимизируете программу по скорости выполнения, то имеет смысл передавать параметры через регистры.

Помещение параметров в стек

Перед вызовом процедуры параметры необходимо поместить в стек с помощью команды PUSH. Здесь существует два варианта: параметры могут помещаться в стек в прямом или в обратном порядке. Обычно используется обратный порядок и его я буду использовать в примерах. Параметры помещаются в стек, начиная с последнего, так что перед вызовом процедуры на вершине стека оказывается первый параметр:

; Данные
arg0     dw 0
arg1     dw 12
argN     dw 345
;---------------------------------------------------------------------
; Код
    push [argN]
    push ...
    push [arg1]
    push [arg0]
    call myproc

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 24. Команды управления флагами

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 10-09-2010

В предыдущей части учебного курса мы использовали флаг CF, чтобы вернуть из процедуры информацию об ошибке. Чтобы у вас сложилась полная картина, я решил в этой части подробнее рассказать о командах управления флагами.

Как вы, наверно, помните флаги изменяются в результате выполнения арифметических и логических команд, а также команд сдвига. Регистр флагов можно сохранить в стек с помощью команды PUSHF и восстановить из стека с помощью команды POPF. Кроме того, в процессоре существуют специальные команды, которые позволяют явно установить или сбросить флаги CF, DF и IF. Это очень простые команды: у них нет операндов и результатом является только изменение значения соответствующего флага.

Флаг переноса CF

Команда CLC сбрасывает флаг CF.

Команда STC устанавливает флаг CF в единицу.

Команда CMC инвертирует значение флага CF.

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 23. Ввод чисел с консоли

Автор: xrnd | Рубрика: Исходники, Учебный курс | 07-08-2010

В прошлой части мы научились преобразовывать числа в строку и выводить на консоль. А в этой займёмся обратной задачей — вводом чисел с консоли и преобразованием строки в число. Поскольку ввод в двоичном и восьмеричном виде используется редко, я рассмотрю только примеры ввода чисел в десятичном виде (со знаком и без знака) и в шестнадцатеричном.

Вводить числа сложнее, чем выводить, так как помимо преобразования необходимо проверять корректность введённой пользователем строки. Хорошая программа должна устойчиво работать при любых входных данных (в том числе специально введённых так, чтобы нарушить её работу).

Ввод строки с консоли

Для ввода строки можно использовать функцию MS-DOS 0Ah. Функция позволяет ввести строку длиной от 1 до 254 символов. При вызове в DX передаётся адрес буфера, первый байт которого должен содержать максимально допустимую длину строки. Длина считается вместе с символом конца строки CR (0dh). В результате работы функции во второй байт буфера записывается фактическая длина введённой строки (не считая символа CR). Начиная с третьего байта в буфер записываются символы строки. Подробнее о работе функции можно узнать в раритетном справочнике по DOS :)

Читать полностью »

32-битное умножение

Автор: xrnd | Рубрика: Исходники | 31-07-2010

Эта статья посвящена разбору примера умножения 32-битных чисел на 16-битном процессоре. Как вы наверно знаете, команда MUL в 16-битном режиме позволяет умножать максимум 16-битные значения, поэтому для умножения 32-битных чисел необходим специальный алгоритм.

Умножать большие числа приходится по частям, а затем складывать эти промежуточные результаты. Чтобы всё стало понятно я напишу небольшую формулу. Допустим, нам надо умножить два 32-битных числа a и b. В результате должно получиться 64-битное число c. Обозначим как a1 — младшее слово a, a2 — старшее слово a, b1 — младшее слово b, b2 — старшее слово b. Тогда получается:

a = (a2<<16) + a1

b = (b2<<16) + b1

Символы <<16 обозначают сдвиг влево на 16 бит. По сути это то же самое, что умножить на 65536.

c = a x b = ((a2<<16) + a1) x ((b2<<16) + b2) =
= (a1 x b1) + ((a2 x b1)<<16) + ((a1 x b2)<<16) + ((a2 x b2)<<32)

Алгоритм очень напоминает способ умножения в столбик. Графически можно изобразить следующим образом:

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 22. Вывод чисел на консоль

Автор: xrnd | Рубрика: Исходники, Учебный курс | 31-07-2010

В качестве примера программирования процедур займёмся такой важной проблемой, как вывод на консоль чисел в различных системах счисления. Проблема эта возникает потому, что в ассемблере нет никаких специальных средств для вывода чисел, а с помощью стандартных функций можно выводить только строки.

Следовательно, задача сводится к тому, чтобы преобразовать двоичное число в строку символов, а затем вывести эту строку на экран. Все процедуры в этой части являются лишь примерами, вы можете использовать их или написать свои собственные процедуры, более удобные для вас.

Для начала рассмотрим две полезные процедуры, которые будут использоваться в дальнейшем. Чтобы постоянно не обращаться в коде в функции DOS 09h, удобно написать маленькую процедуру для вывода строки:

;Процедура вывода строки на консоль
; DI - адрес строки
print_str:
    push ax
    mov ah,9                ;Функция DOS 09h - вывод строки
    xchg dx,di              ;Обмен значениями DX и DI
    int 21h                 ;Обращение к функции DOS
    xchg dx,di              ;Обмен значениями DX и DI
    pop ax
    ret

Читать полностью »