Курсова робота
з мови прграмування „Асемблер”
на тему:
„Програмування на мові Асемблер”
.
. Зміст
Вступ
1. Сегментація пам’яті.
2. Команди пересилання muv.
3. Команди передачі даних.
4. Робота з стеком (команди pop і push).
5. Арифметичні команди.
Сегментація пам’яті.
Перед тим як вивчати регістри і команди процесора 8086 необхідно зрозуміти,як він адресує пам’ять,використовуючи системні сегменти і зміщення.
Регістр— невелика по розміру пам’ять спеціального призначення.Використовуючи для представлення значення адреси 20 біт,8086-й процесор може мати доступ до 1 Мбайта пам’яті.DOS ROMBIOS та інші програми,які знаходяться в пам’яті ПК вже займають певне місце в пам’яті,тому решта програм записуються, використовуючи менший простір пам’яті– до 640 кБ.
Незалежно від того,скільки пам’яті може адресувати процесор,найменшим блоком пам’яті є 8-бітовий байт.Кожен байт має своє унікальне місцеположення,яке називається фізичним адресом,по ньому програми можуть читати і записувати інформацію.[Для адресації великих об’ємів пам’яті,потрвбно більша кількість біт під фізичні адреси ].Процесор 8086 використовується тільки 16-бітові регістри.Щоб мати доступ до всього мегабайта пам’яті,використовується метод сегментації пам’яті.
Сегментація пам’яті— метод,який використовується процесором 8086 для розділення великого адресного прстору на логічні 64 кБ фрагменти.З допомогою цього методу адрес конкретного байта може бути виражений двома значеннями: за адресом фрагмента сегмента і 16-бітовим зміщенням від початку сегмента.Ця комбінація значень сегмента і зміщення,називається логічною адресою.
Якщо в комп’ютері 64 кБ пам’яті,тоді для задання адреса будь-якого байта досить 16 біт,з допомогою яких представляються значення від 0 до 65535 (216
-1) або заокруглено– до 64 кБ.
СП. Тема 1.5:Команди МП 8088/86.
Команди передачі даних.
В залежності від виконуваних функцій всі команди CPU 8086 діляться шість категорій:
- Команди передачі даних.
- Алгоритмічні команди.
- Логічні команди.
- Команди управління потоком.
- Команди управління процесором.
- Команди для роботи з рядками.
1.Команди передачі даних.
Ці команди діляться на чотири частини:загальні, в/в, адресні і прапорів.Операнди справа від імені команди визначають необхідні їй елементи даних.Їх може бути 2,1 або жодного.
Розглянемо основні команди.
2.Команда mov.
Ця команда найчастіше зустрічається в програмах на Аs.Для mov потрібні два операнди:операнд- джерело іоперанд- призначення; джерело записується після призначення:mov призначенн ¬ джерело (дані з джерела передаються в направленні стрілки,справа на ліво).
Наприклад: 1) mov ax bx ; ax¬bx
значення регістра bx пересилається в регістр ах.Якщо значення ах= 0000,bx= 0123h, то після виконання mov значення ах стане дорівнювати 0123h, bx не зміниться.
2) mov cx, [num Pages]; ax¬ [num Pages].
Пересилає значення, яке знаходиться в [num Pages] в регістер сх.Мітка num Pages визначає адресу в пам’яті,а [num Pages] відповідає даним записаним по цьому адресу.Тобто мітки визначають адреси,по яких дані зберігаються в пам’яті:
3) mov [level],dl ; [level]¬ dl
значення з 8- бітового регістра dl пересилаються по адресу,на який вказує мітка.Така пересилка даних ¾ копіювання значення одного регістра в другий і переміщення даних з регістра в пам’ять ¾ одна з найбільших загальних операцій в програмуванні на Аs.Проте mov не може пересилати дані безпосередньо між двома адресами пам’яті.Тому,запис mov [count], [maxCount] є некоректним,щоб пересилати значення,записане в maxCount по адресу count потрібно виконати два кроки і використати проміжковий регістер:
mov ax,[maxCount]; ax¬ [maxCount]
mov [count],ax ;[Count]¬ ax
Ознайомимся з використанням команди mov на прикладі програми MOV.ASM (практичне заняття).
Робота з стеком (команди
pop
і
push
).
C
текова пам
’
ять.
Стек¾ це спеціальний сегмент пам’яті,
який використовується деякими командами процесора 8086.Положення і розмір стека (до 64 кБт) визначаються програмою і програмістом.Cамий простий засіб створення стека заключається в використанні директиви STACK.Стек виконує три основні функції:
1) Тимчасове збереження значень регістрів;
2) Збереження адресів повернення з підпрограми;
3) Збереження динамічних змінних.
Останній більш характерний при роботі з високорівневими мовами програмування.
Як працює стек.(Принцип роботи стека).
Стек нагадує гору тарілок.Верхню тарілку легко взяти,але щоб добратися до тарілки,яка знаходиться знизу,потрібно зняти всі тарілки над нею.
Розміщення нової порції з вершини на вершину стека називається проштовхуванням в стек (push).
Видалення,порції з вершини стека, яке приводить до підняття на один рівень останніх порцій , на 3 виштовхуванням стека (pop) байта в стеку.
При проштовхуванні в стек останьої порції вона перша і виштовхується,тому такий тип стека називається LIFO-стек (LAST- IN- First- Out¾ останній- прийшов- перший- пішов).
На відміну від тарілок,значення в пам’яті ПК фізично не можуть пересуватися вниз або вверх.Тому для моделювання пересування значень в стеку необхідно використовувати регістри,які визначають базовий розмір стека і зміщення вершини стека,тобто місцеположення верхнього значення в стеку.
Сегментний регістр ss містить адресу початку стекового сегмента.В регістрі sp знаходиться зміщення вершини стека відносно цього сегмента.
Стековий сегмент.
| 0F00: |
0000 |
||
| 0002 |
|||
| 0004 |
|||
| 0006 |
|||
| ss:sp 3 |
0008 |
||
| ss:sp 2 |
000A |
||
| ss:sp 1 |
000C |
на рис.4.4 зображено,як розміщується в пам’яті невеликий сегмент із 12 байт.В регістрі ss знаходиться адрес початку стекового сегмента 0F00.Регістр sp вказує на зміщення відносно йієї початкової адреси в інтервалі від 0000 до 000А.Останній байт стека має зміщення 000В.Під елементи стека виділяють 2-байтові слова..
Щоб використовувати цей стек , в програмі досить декларувати STACK 12 , після чого асемблер компановщик DOS самі точно визначать , де розмістити стек в пам яті. Регістри ss i sp не потрібно ініціалізувати , це робить DOS при загрузці ас програми на рисунку 44 .SP1 вказує , куди при запуску програма вказує sp.Потрібно замітити , що логічний адрес ss:sp вка-
зуэ на байт , розміщений нижче останнього ,байта в стеку.
Потрібно пам ‘ятати , що основа стека розміщується в більш високих адресах пам ‘яті.В пам яті стек росте в напрямі зменшення адрес пам яті і зменшується в протилежному напрямку .
До бажаного результату приведем на рис.4.4 виконання слідуючих команд :
mov ax , 100
push ax ; sp 2
mov bx , 200
push bx ; sp3
Команда push виконує дві дії :
1) Зменшує на 2 значення sp
2) Задане значення регістра записується по адресу [ ss:sp ]- розуміємо значення з зміщенням sp в середині стекового сегмента .
Порядок цих кроків істтній . Спочатку push віднімає 2 із sp. На рис. 4.4 першиц оператор push
записує sp2 в sp , поміщаючи потім туди значення з регістра ax . Після виконання цих дій вказівник степення адресує останнє поміщення в стек юдюжзначення.
Управління стеком
Принцип правильного управління стеком простий :
кожна команда push в програмі повинна мати відповідну команду pop ,
при цьому програма може коректно записувати і відновлювати значення.
Інакше , сдідуючі проштовхування приведуть до все більшого росту стека ,і можуть викликати переповнення сигмента , виділеного програмою. Це призводить до зависання системи , тому що починають перекриватись області пам ‘яті .
Якщо ж кількість команд pop , більше числа к. .Push ,може бути зникнення стека, що й приведе до зависання програми.
Приклад
push ax ; занести ax , bx , dx в стек
push bx
push dx
; - тут знаходиться програма
pop dx ; вийняти dx, bx , ax із стека.
pop bx
pop ax
Тут зрозуміло ,що команди між push i pop будуть використовувати регістри ax. bx i dx;
тому для збереження початкових значень вони проштовхуютья в стек . Потім ці ж регістри у зворотньому порядку виштовхуються із стека відновлюються початкові значення і підтримуючи стек в правильному стані ( состоянии ).
Перестановка даних ( команда
xchg
)
Команда xchg
-міняє
місцями значення двох регістрів або значення регістра з байтом або словом , яке зберігається в пам’ яті .
Приклад
Нехай ,
ми хочемо переставити значення в регістрах dx i ax. Використовуючи xchg
, можна
записати :
xchg
ax , dx ; ax ¬ dx ; dx ¬ ax
( порядок операндів не грає ролі )
Інакше , для перестановки двох 16 - бітових регістрів , можна використати менш ефективний метод який використовує стек як поміжкове місце збереження одного з значень.
push ax ; стек ¬ ax
mov ax,dx , ax ¬ dx
<pop dx ; dx ¬ ( стек початкове значення ax ).
Приклад
Для перестановки двох 8 - бітових значень необхідний третій регістр , так як в стек можна проштовхувати , виштовхувати тільки 16 - бітні слова .
Щоб переставити два байти в al i ah, не використовучи xchg
потрібно записати:
mov bh, ah ; bh ¬ ah
mov ah, al ; ah ¬ al
mov al, bh ; al ¬ bh
При використанні xchg
цього не потрібно .
Приклад
Крім перестановки значень регістрв , xchg
також може міняти місцями значення врегістрі
з значенням , яке зберігається :
1) xchg
ax,[ things ] ; ax Ö [ things ]
2) xchg
[ oldCount ],cx ; cx Ö [ oldCount ]
Команди для роботи з рядками
Команди для роботи з рядками
можуть служити для обробки всіх типів даних, а не тільки символьних рядків. В Асемблері рядки є послідовностями байтів, які можуть або представляти, або не представляти ASCII-символи. Рядкові команди діляться на три групи:
- команди пересилки рядків
- команди перевірки рядків
- команди префікса повтору.
Команди обробки рядків 8086.
Команди пересилки рядків:
lods джерело - загрузка рядка байтів або рядка слів
lodsb - загрузка рядка байтів
lodsw - загрузка рядка слів
movs призи, джерело - пересилка рядка байтів або рядка слів
movsb - пересилка рядка байтів
movsw - пересилка рядка слів
stos призначення - запис рядка байтів або рядка слів
stosb - запис байта в рядок
stosw - запис слова в рядок
Команди перевірки рядків.
cmps призначення, джерело - порівняння рядків по байтах або словах
cmpsb - пересилка рядків по байтах
cmpsw - пересилка рядків по словах
scas призначення - пошук байта або слова в рядку
scasb - пошук байта в рядку
scasw - пошук слова в рядку
Команди префікса повторень
rep - повторення
repe/repz - повторення, поки =0
repne/repnz - повторення, поки не =0
Команди перевірення рядків пересилають байти або слова з пам’яті в регістр, з регістра в пам’ять або безпосередньо з пам’яті в пам’ять.
Команди перевірки рядків дозволяють порівнювати або знаходити байти або слова.
Команди префіксу повтору можуть приєднуватись до інших рядкових команд, утворюючи команди, які повторюють рядкову операцію визначене число разів до виконання заданої умови.Префіксні команди дозволяють швидко заповнювати значеннями тисячі байтів, копіювати рядки з одного місця в інший і шукати необхідні значення в великих блоках пам’яті.
Насправді існує 5 рядкових команд:
(хоч мнемонічних назв значно більше).bods
,
stos
,
movs
,
scas
,
cmps
.
Решта назв не вимагають оперантів, тому більш прості для використання.
Аналогічно, існує 2 префіксса повтору: команда
rep
ідентична командам
repe
i
repz
.
Команди repne i rehnz також представляють одинаковий префікс.
2.Рядкові індексні регістри.
Рядкові команди працюють завжди з одними і тими же комбінаціями регістрів - dsisi i csidi - з індексними регістрами рядка-джерела і рядка призначення, які визнаяають зміщення в даних і сегментах.
АРЕФМЕТИЧНІ КОМАНДИ
Математичні
команди в мові Ас. обмежуються додаванням, множенням, діленням, і відніманням знакових і безнакових цілих двійкових чисел.
КОМАНДИ ДОДАВАННЯ.
Є 5 команд додавання
add i adc сумують два байта або слова .
inc (інкремент) - команда швидкого додавання 1 до регістра або значення в пам’яті.
aaa i daa виконують корекцію значень представлених
в двійковому -10 форматі
1) Щоб додати 8- бітове значення в ah з 8-бітового значення в ah можна записати:
add ah, bh ; ah ¬ ah+bh
Команда сумує два значення і записує результат в
задане місце, замінюючи початкове значення.
2) Команда adc працює акалогічно, але додає до результату прапор переносу cf:
adc ah, bh ; ah ¬ ah+bh+cf
Якщо cf=1 то результат одержуємо такий же, як при додаванні 1 до суми ah i bh. Прапор cf встановлюється в 1, якщо в попередньому додаванні виникло переповнення . Тому adc частіше виконується після add, яке додає багатобайтові значення, повідомляючи про переноси , які виникають при додаванні окремих байтів.
3) Для сумування в регістрі ах окремих байтів 16-бітового значення записуємо по адресу sum, можна використовувати слідуючі команди які подвоюють слово sum:
mov ax, [wordsum] ;переслати в ax знач.[sum]
add al, [byte snm] ;додати молодший байт
adc ah [byte sum+1] ; додати старший байт з мож-
ливим переносом
mov [wordsum] , ax ;переслати одержане значення
назад в пам’ять
Пам’ятаєм, що в слові байти зберігаються в зворотньому порядку 1.к. загружає значення слова в ах;
2.к.задає один з другим молодші значущі байти, записуючи в al, і вип.переп. виснаження переносу встановлює cf в1; 3.к. додає цей можливий перенос до суми старших знач.байтів.4.к.записує кінцевий результат назад в пам’ять
Оскільки 8086 може безпосередьо працювати з словами ,то ці ж дії можна виконати двома командами:
mov ax, [word sum] ;переслати в ах значення
[sum]
add [word sum] ,ax ; додати [sum] до самого
себе
add не може додавати два значення , записані в пам’яті , тому потрібно визначити хоч один регістр
в який і заслати [sum].
В цих випадках оператори byte i word інформують асемблер про тип даних, які адресує[sum]. В деяких
випадках їх можна не використовувати, проте вони не зашкодять.
4) add i adc можуть додавати до регістра і значення в пам’яті безпосередні (літеральні) значення:
add bx,5 ;bx ¬bx+5
5) Щоб швидше додати 1 до деякого значення замість add використаємо inc, яка вимагає лише одного операнда.
inc ax ; ax¬ax+1
inc bx ; bx¬bx+1
inc cx ; cx¬cx+1
inc dx ; dx ¬dx+1
Ці команди збільшують на 1 значення 4-х регістрів загального призначення (16-бітові)
Можна на 1 збльшити 8-бітовий регістр:
inc dh ; dh¬dh+1
КОМАНДИ ВІДНІМАННЯ
По своїй формі віднімання в Ас.схоже з додаванням
Команда sum віднімає значення байтів або слів.
Команда sbb діє аналогічно, проте враховує можливу
помилку при попередньому відніманні багатобайтових
значень.
1) sub ax , bx ax¬ax-bx
2) Можна віднімати два регістри також можна віднімати безпосередні значення:
sub cx,5 ;cx¬cx-5
sub dx,[score] ; dx¬dx-[score]
sub [answer],3 ;[answer]¬[answer]-3
sub ax,1 ; ax¬ax-1
3) Останню команду можна замінити командою dec,
яка віднімає 1 з регістра або значення в пам’яті
На 1 можна зменшити також значення представлені байтом або словом.
dec ax ;ax¬ax-1
dec dl ;dl¬dl-1
dec si ;si¬si-1
ДИВНІ ВІДНІМАННЯ
Чому
команди Neg (змінює знак двійкового значення) і Cmp (порівнює дві величини) стоять разом з командами віднімання ?
1) В випадку з neg CPU 8086 віднімає відповідні значення з 0.Це значення може бути записане в регістрі або пам’яті. При відніманні значень з 0 одержується значення в додатковому коді , або інакше двійкове доповнення цього значення, що
еквівалентне заміні всіх 0 на 1, а 1на 0 додаємо 1 Простіше скористатися командою neg:
neg ax ; одержання двійкового доповнення ах
neg [value] ;одер. Двійкового доповнення [value]
2) Більшість процесорів цифрових виконують порівняння шляхом віднімання одного значення з другого, а потім порівнюють результат. При цьому встановлюють біти різних прапорів описуючи тим самим результат наприклад, є він 0, від’ємним або додатнім. Cmp виконує віднімання аналогічно ком. Sub, проте зберігає при цьому тільки значення прапорів, які можуть перевірятись іншими командами,
МНОЖЕННЯ І ДІЛЕННЯ БЕЗНАКОВИХ ЗНАЧЕНЬ.
МНОЖЕННЯ І ДІЛЕННЯ ЗНАКОВИХ ЗНАЧЕНЬ.
Для правильного виконання множення і ділення вимагається бути уважним. Потрібно слідкувати за тим, щоб помістити значення в потрібні регістри. Після виконання операції потрібно уважно одержувати результат.
За роботою команд mul, imul, div, i idiv прослідкуємо на прикладі програми MULTDIV.ASM
Команди знакового множення (imul) і ділення (idiv)
працюють аналогічно mul div і використають ті ж регістри.(Буква «i» в символічному імені використовується для цілих чисел, показуючи, що допускаються як додатні так і від’ємні значення)
Різні допустимі діапазони значень.
Знаковий байт змінюється від -128 до +127
Знакове слово змінюється -32768 до 32767
в програмі, в якій використовується imul i idiv потрібно пам’ятати що:
1) від’ємний результат представляється в двійковому додатньому коді,
2) Будь-який залишок має той же знак, щой частка
3) Якщо попробувати виконати ділення на 0, і якщо результат від ділення не буде поміщатись в заданий операнд призначення, то буде генеруватись переривання ділення на 0, яке зупинить програму.
ПЕРЕТВОРЕННЯ БАЙТІВ , СЛІВ І ПОДВІЙНИХ СЛІВ
При використанні знакових двійкових значень часто потрібно перетворювати 8-бітові значення байтів в 16-бітові слова, зокрема, для підготовки до множення і ділення. Ці перетворення виконувати складно, тому для спрощення введено команди:
cbw-перетворити байт в слово
cwb-перетворити слово в двійкове слово
Команда cbw розширює 8- бітове значення до 16-бітового
Команда cwb розширює 16-бітове значення до 32-бітового двійкового слова.
Ці команди виконують однакові дії,за винятком кількості опрацьованих бітів.
Потрібно пам’ятати про обмеження:
Початкове значення для cbw повинно знаходитись в регістрі al 16-бітовий результат завжди поміщається в ах.
Початкове значення для cwd повинно зберігатись регістр ах 32-бітовий результат завжди поміщається в dx i ax.Як правило cbw i cwd використовуються разом з командами imul i idiv при необхідності ділення та множення байтової величини на слово.
Проте ці команди можна використовувати і в інших цілях.