Учебный курс. Часть 31. Сегментная адресация

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 14-04-2011

До этой части учебного курса мы создавали только COM-программы, в которых один и тот же сегмент использовался для кода, данных и стека. Однако, для дальнейшего изложения необходимо подробнее разобраться с сегментной адресацией.

Формирование адреса в реальном режиме

Основная идея сегментной адресации в том, что адрес состоит из двух частей — сегментной и смещения. Обычно их записывают через двоеточие (например 0100:0500). Линейный адрес любой ячейки памяти получается в результате сложения смещения и сегментной части, сдвинутой на 4 бита влево.

Начало сегмента всегда выровнено на границу параграфа (адрес кратен 16 байтам). Максимальный размер сегмента равен 216 = 64 КБайта. А всего можно адресовать 220 = 1 МБайт памяти. Конечно, сейчас такой объем памяти кажется смешным, но раньше это было очень много :)

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 21. Простые процедуры

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

В этой части учебного курса мы рассмотрим основы создания процедур. Процедура представляет собой код, который может выполняться многократно и к которому можно обращаться из разных частей программы. Обычно процедуры предназначены для выполнения каких-то отдельных, законченных действий программы и поэтому их иногда называют подпрограммами. В других языках программирования процедуры могут называться функциями или методами, но по сути это всё одно и то же :)

Команды CALL и RET

Для работы с процедурами предназначены команды CALL и RET. С помощью команды CALL выполняется вызов процедуры. Эта команда работает почти также, как команда безусловного перехода (JMP), но с одним отличием — одновременно в стек сохраняется текущее значение регистра IP. Это позволяет потом вернуться к тому месту в коде, откуда была вызвана процедура. В качестве операнда указывается адрес перехода, который может быть непосредственным значением (меткой), 16-разрядным регистром (кроме сегментных) или ячейкой памяти, содержащей адрес.

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 20. Стек

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 31-05-2010

Стеком называется структура данных, организованная по принципу LIFO («Last In — First Out» или «последним пришёл — первым ушёл»). Стек является неотъемлемой частью архитектуры процессора и поддерживается на аппаратном уровне: в процессоре есть специальные регистры (SS, BP, SP) и команды для работы со стеком.

Обычно стек используется для сохранения адресов возврата и передачи аргументов при вызове процедур (о процедурах в следующей части), также в нём выделяется память для локальных переменных. Кроме того, в стеке можно временно сохранять значения регистров.

Схема организации стека в процессоре 8086 показана на рисунке:

Читать полностью »