Ассемблер, просто Ассемблер II

В прошлый раз мы остановились на регистре флажков. Это регистр содержит такие флаги (* - не используемые биты):

cmp bx, 00

cmp bx, 00
jz Label1
....это будет выполняться, если bx не равно 0
.....
Label1:
... здесь если bx равно 0

• @code - текущий сегмент кода
• @Data - текущий сегмент данных
• @Result - ссылка, куда надо занести результат выполняемой функции

function Min (x,y : integer): integer;
begin
   asm
     mov ax, x  
     cmp ax, y
     jl @less
     mov ax, y
     @less:
     mov @Result, ax
   end
end;

Обратим взгляд на неизвестную нам команду jl - переход если меньше. Т.е. в нашем случае если AX меньше Y, то совершается переход на метку @less. Кстати откуда такое странное название (начинается с @)? Это так называемые локальные метки - метки в которые можно передать управление только внутри ассемблерной вставки. Т.е. вы не можете прыгнуть на неё с помощью goto. С другой стороны нам не надо объявлять такую метку в разделе label, так что начинайте свои метки с символа @. Этот символ говорит компилятору, о том что метка локальная. Так вот значит, если AX меньше Y (т.е. если X меньше Y), тогда мы переходим на метку @less. И записываем в @Result значение АХ (а там у нас Х). Если же Y меньше Х, тогда переход на метку не состоится и мы сначала занесём в АХ Y, а потом значение АХ в @Result. Вот таким образом компилятор преобразовывает наши высоко уровневые конструкции if-else к машинным cmp. Естесственно в силу превосходства человека над машиной, наш код меньше, чем генерируемый компилятором. Однако давайте обратим свой взор на использование функций процедур, написанных на ассемблере. Во перых объявление таких подпрограмм должно идти с директивой assembler. Во вторых исполняемая чать вместо привычного begin - end обрамляется asm - end. Т.е. шаблон выглядит так:

procedure NAME; assembler;
asm
   .... текст на ассемблере
end

При этом ассемблерные функции должны возвращать свои значения следующим образом:

• если возвращаемый тип занимает 1 байт (тип Byte, Char) - в регистре AL
• 2 байта (Integer, word) - в AX
• 4 байта (pointer, longint) - в регистре DX (старшее слово) и AX (младшее слово)
• типа Real - в регистрах DX, BX, AX (DX - старшее слово и AX - младшее слово)
• других вещественных чисел - в регистре ST (0) сопроцессора (об этом ниже)
• строкового типа - в области памяти на которую ссылается @Result

function Min (x,y : integer): integer;assembler;
asm
     mov ax, x  
     cmp ax, y
     jl @less
     mov ax, y
     @less:
end;

так как мы возвращаем значение типа integer, то нам надо запихать это значение в АХ (что мы и делаем). Обратите внимание, что наш код сократился ещё на одну строку. Нам не надо записывать возвращаемоео значение в @Result. Метка @less теперь у нас соответствует выходу из подпрограммы. Следующие строки будут целиком понятны только для людей знакомых с ассемблером более чем поверхностно. Однако и вам полезно это знать. Итак на входе и выходе в ассемблерную подпрограмму генерируется следующий код (он добавляется в ехе файл):

colspanВход в процедуру:
push bp - сохраняем значение bp
mov bp, sp - bp теперь содержит текущую границу стека
sub sp, local - резервируем часть стека для локальных данных, local - длинна в байтах всех объявленных в подпрограмме переменных

colspanВыход из процедуры:
mov sp, bp - восстанавливаем границу стека
pop bp - восстанавливаем bp
ret param - удаляем из стека все параметры и выходим из подпрограммы, param - длинна всех параметров

procedure some; assembler;
var
 x : integer;
 y : byte;
 asm
   mov X, ax - скомпилируется в mov [bp - 2], ax
   mov al, Y - скомпилируется в mov al, [bp - 3]
 end;

Как я написал выше, результат функции других вещественных чисел возвращается в регистре ST (0) сопроцессора. Что же такое сопроцессор? Как следует из названия это "дополнительный" процессор. Сопроцессор - это процессор для работы с числами с плавающей запятой. Вообще-то полное название - арифметический сопроцессор. Этот сопроцессор имеет свою систему команд разработанную специально для ускорения математических расчётов. Раньше не все компьютеры были оснащены сопроцессором. Сейчас он неизменно присутствует на всех машинах. Поэтому компилятор Турбо Паскаля содержит 2 режима компиляции с поддержкой сопроцессора : Options->Compiler раздел Numeric processing. Галочка у 8087/80287 - при компиляции будут использованы команды сопроцессора. Галочка у Emulation - будет использован режим эмуляции. Т.е. при компиляции будет эмулироваться сопроцессор. Помимо арифметического сопроцессора существует куча сопроцессоров. Самый яркий пример - графический, для ускорения работы с графикой (он содержит в себе функции для рисования графических примитивов).

Кул-][ацкерам

Хотите почувствовать себя героем фильма Матрица и иже с ними? Нет ничего проще! Правда во времена создания BP никто о существовании Матрицы не подозревал, но такую возможность предоставили. Итак возьмём простенькую програмульку из прошлого выпуска:

begin
  asm
    jmp @next
    @msg: db 'Hello world!$'
    @next:
    push ds
    push cs
    pop ds
    mov ah, 9
    mov dx, offset @msg
    int 21h
    pop ds
  end
end.

сохраняем, делаем ехе файл и выходим из Паскаля. теперь запускаем bp\bin\td.exe - это Turbo Debugger. Отладчик фирмы Borland. Выбираете File->Change Dir В появившемся окне вводите путь к программе (без имени!). Помните, что путь должен быть короче 8 символов (имеется ввиду длинна имени каждой папки). Если сразу затрудняетесь, то введите только имя диска, на котором находится ехе файл. Дальше File->Open и выбираем нужный нам ехе файл (видите именно ехе, а не pas). На все появшиеся сообщения (если такие будут) ответьте Ок. Окно у вас должно представлять собой нечто такое:

+-[_]-CPU 80486-------------------------------------------------------1----[]-+
|  cs:0000>9A0000925D     call   5D92:0000                      ax 0000   |c=0|
|  cs:0005 55             push   bp                           |  bx 0000   |z=0|
|  cs:0006 89E5           mov    bp,sp                        |  cx 0000   |s=0|
|  cs:0008 31C0           xor    ax,ax                        |  dx 0000   |o=0|
|  cs:000A 9ACD02925D     call   5D92:02CD                    |  si 0000   |p=0|
|  cs:000F EB0D           jmp    001E                         |  di 0000   |a=0|
|  cs:0011 48             dec    ax                           |  bp 0000   |i=1|
|  cs:0012 656C           insb   gs:                          |  sp 4000   |d=0|
|  cs:0014 6C             insb                                |  ds 5D7E   |   |
|  cs:0015 6F             outsw                               |  es 5D7E   |   |
|  cs:0016 20776F         and    [bx+6F],dh                   |  ss 5E16   |   |
|  cs:0019 726C           jb     0087                         |  cs 5D8E   |   |
|  cs:001B 642124         and    fs:[si],sp                   |  ip 0000   |   |
|  cs:001E 1E             push   ds                           |            |   |
|  cs:001F 0E             push   cs                                       |   |
|___________________________________________________________+----------------|
|  ds:0000 CD 20 00 A0 00 9A F0 FE =  а ЪЁ_                   |  ss:4002 0000  |
|  ds:0008 1D F0 E4 01 56 24 AE 01 Ёф
V$о
                   |  ss:4000>0000  |
|  ds:0010 56 24 80 02 B1 1E 1F 10 V$А_                   |  ss:3FFE 0000  |
|  ds:0018 01 01 01 00 02 FF FF FF 


 ___                   |  ss:3FFC 0000  |
|  ds:0020 FF FF FF FF FF FF FF FF ________                   |  ss:3FFA 0000  |
+------------------------------------------------------------------------------+

"Картинка", которую вы увидели, называется "дамп памяти" (что в переводе с английского означает "свалка") и она насыщена не только важной информацией, но и специальной низкоуровневой энергетикой. Да чего уж там греха таить - каждый ассемблерщик знает, что рассматривание дампа памяти поднимает настроение, жизненный тонус и другие, не менее важные вещи ;)

cs:001E 1E             push   ds 

    dec    ax
    insb   gs:
    insb
    outsw
    and    [bx+6F],dh
    jb     0087
    and    fs:[si],sp