3.12. Структура программы на ассемблере

таких блоков-сегментов. Сегменты программы имеют определенное назначение, соответствующее типу сегментов: кода, данных и стека. Названия типов сегментов отражают их назначение. Деление программы на сегменты отражает сегментную организацию памяти процессоров Intel (архитектура IA-32). Каждый сегмент состоит из совокупности отдельных строк, в терминах теории компиляции называемых предложениями языка.

В описании предложений ассемблера могут быть компоненты, которые могут быть пропущены. Из принято заключать в квадратные скобки.

Для языка ассемблера предложения, составляющие программу, могут представлять собой синтаксические конструкции четырех типов.

Команды (инструкции) представляют собой символические аналоги машинных команд. В процессе трансляции инструкции ассемблера преобразуются в соответствующие команды системы команд процессора.

Макрокоманды — это оформляемые определенным образом предложения текста программы, замещаемые во время трансляции другими предложениями.

Директивы - указание транслятору ассемблера на выполнение некоторых действий. У директив нет аналогов в машинном представлении.

Комментарии содержат любые символы, в том числе и буквы русского алфавита. Комментарии игнорируются транслятором.

Понятие о метасинтаксических языках

Для распознавания транслятором ассемблера этих предложений их нужно формировать по определенным синтаксическим правилам. Для формального описания синтаксиса языков программирования используются различные метасинтаксические языки, которые представляют собой совокупность условных знаков, образующих нотацию метасинтаксического языка, и правил формирования из этих знаков однозначных описаний синтаксических конструкций целевого языка.

В учебных целях для описания синтаксиса Ассемблера удобно использовать синтаксические диаграммы. В них компоненты предложения отображены блоками.

Синтаксическая диаграмма предложения ассемблера.

246

Операнды - объекты, над которыми производятся действия. Операнды ассемблера описываются выражениями с числовыми и текстовыми константами, метками и идентификаторами переменных с использованием знаков операций и некоторых зарезервированных слов.

Комментарий.

Разделитель точка с запятой ( ; ). За ним следует комментарий.

Разделитель запятая ( , ). Применятся в списке операдов..

Разделитель вертикальное даоеточие ( : ). Следует после метки, с его помощью идентифицируется метка.

Лексемы ассемблера

Предложения ассемблера формируются из лексем, представляющих собой синтаксически неразделимые последовательности допустимых символов языка, имеющие смысл для транслятора.

Вначале определим алфавит ассемблера, то есть допустимые для написания текста программ символы:

Символы АSCII (American Standard Code for Information Interchange – аме-

риканский стандартный код для обмена информацией). Это все латинские буквы А - Z, а – z . В языке ассеммблера прописные и строчные буквы считаются эквивалентными.

Десятичные цифры от 0 до 9.

специальные знаки _, ?, @, $, &.

разделители: „ . , [ ] ( ) < > { } + / * % ! " ? \ = #.

Лексемами языка ассемблера являются ключевые слова, идентификаторы, цепочки символов и целые числа. Ключевые слова — это служебные символы языка ассемблера. По умолчанию регистр символов ключевых слов не име-

ет значения. К ключевым словам относятся:

названия регистров - AL, АН, BL, ВН, CL, СН, DL, ОН, АХ, ЕАХ, ВХ, ЕВХ,

СХ, ЕСХ, DX, EDX, ВР, EBP, SP, ESP, DI, EDI, SI, ESI, CS, DS, ES, FS, GS, SS, CRO, CR2, CR3, DRO, DRl, DR2, DR3, DR6, DR7.

операторы - BYTE, SBYTE, WORD, SWORD, DWORD, SDWORD, FWORD, QWORD, TBYTE, REAL4, REALS, REAL10, NEAR16, NEAR32, FAR16, FAR32, AND, NOT, HIGH, LOW, HIGHWORD, LOWWORD, OFFSET, SEG, LROFFSET, TYPE, THIS, PTR, WIDTH, MASK, SIZE, SIZEOF, LENGTH, LENGTHOF, ST, SHORT, TYPE, OPATTR, MOD, NEAR, FAR, OR, XOR, EQ, NE, LT, LE, GT, GE, SHR, SHL и др..

248

норирует все строки, расположенные между директивой COMMENT и символом, указанным программистом. Например:

COMMENT &

Это строка комментария.

А вот еще одна строка комментария

&

Зарезервированные слова. В языке ассемблера существует специальный список так называемых зарезервированных слов. Каждое из этих слов несет определенный смысл и поэтому может использоваться только в заранее оговоренном контексте. Резервными являются слова, перечисленные ниже:

Мнемоники команд, такие как MOV, ADD или MUL, которые соответствуют встроенным командам языка ассемблера, напрямую связанными с машинными командами процессоров семейства IA-32.

Директивы компилятора, которые определяют порядок ассемблирования программ.

Атрибуты, с помощью которых определяются характеристики используемых переменных и операндов, такие как размер, например: ВУТЕ или

WORD.

Операторы, используемые в константных выражениях.

Встроенные идентификаторы ассемблера, такие как @data,

Операнды

Операнды — это объекты, над которыми или при помощи которых выполняются действия, задаваемые инструкциями или директивами. Машинные команды могут либо совсем не иметь операндов, либо иметь 1 - 3 операнда. Большинство команд требует двух операндов, один из которых является источником, а другой — приемником (операндом назначения).

В двухоперандной машинной команде возможны следующие сочетания операндов:

регистр — регистр,

регистр — память,

память — регистр,

непосредственный операнд — регистр,

непосредственный операнд — память.

250

Команда mov ax,0ffffh пересылает в регистр АХ 16-ричную константу Offffh.

Команда add sum,2 складывает содержимое поля по адресу sum с целым числом 2 и записывает результат по месту первого операнда, то есть в память.

Если непосредственный операнд - имя, то оно не должно быть перемещаемым, то есть зависеть от адреса загрузки программы.

Адресные операнды. Задают физическое расположение операнда в памяти с помощью указания двух составляющих адреса: сегмента (слева от символа вертикального двоеточия) и смещения (справа от него).

Перемещаемые операнды. Это любые символьные имена, представляющие некоторые адреса памяти. Эти адреса могут обозначать местоположение в памяти некоторых инструкции (если операнд — метка) или данных (если операнд

— имя области памяти в сегменте данных). Перемещаемые операнды отличаются от адресных тем, что они не привязаны к конкретному адресу физической памяти. Сегментная составляющая адреса перемещаемого операнда неизвестна и будет определена после загрузки программы в память для выполнения.

Счетчик адреса. Специфический вид операнда. Он обозначается знаком $. Специфика этого операнда в том, что когда транслятор ассемблера встречает в

252

мые регистры -аккумуляторы ЕАХ, АХ, AL. Выбор регистра определяется разрядностью порта. Номер порта может задаваться непосредственным операндом в командах IN и OUT или значением в регистре DX. Последний способ позволяет динамически определить номер порта в программе.

Базовый и индексный операнды. Эти типы операндов используется для реализации косвенной базовой, косвенной индексной адресации или их комбинаций и расширений.

Структурные операнды. Используются для доступа к конкретному элементу сложного типа данных, называемого структурой.

Записи. Аналогично структурному типу используются для доступа к битовому полю некоторой записи.

Операторы. Операнд команды может быть выражением, представляющим собой комбинацию операндов и операторов ассемблера. Транслятор ассемблера рассматривает выражение как единое целое и преобразует его в числовую константу. Логически значением этой константы может быть адрес некоторой ячейки памяти или некоторое абсолютное значение.

Арифметические операторы. Синтаксис описания:

Синтаксис

(выражение) Круглые скобки для выражений, вложенных в выра-

жения.

254

Операторы опций.

258

Оператор получения сегментной составляющей адреса выражения. воз-

вращает физический адрес сегмента для выражения, в качестве которого могут выступать метка, переменная, имя сегмента, имя группы или некоторое символическое имя

260

задаваемой сегментной составляющей: “имя сегментного регистра”, “имя сегмента” из соответствующей директивы SEGMENT или “имя группы”.

Приоритеты операторов. Как и в языках высокого уровня, выполнение операторов ассемблера при вычислении выражений осуществляется в соответствии с их приоритетами (см. таблицу). Операции с одинаковыми приоритетами выполняются последовательно слева направо. Изменение порядка выполнения возможно путем расстановки круглых скобок, которые имеют наивысший приоритет.

262

Любая строка исходного кода программы может также содержать только метку или только комментарий. Стандартный формат команды ассемблера

Метка. Метка является обычным идентификатором, с помошью которого в программе помечается некоторый участок кода или данных. В процессе обработки исходного текста программы ассемблер назначает каждому оператору программы числовой адрес. Таким образом, метке, размешенной непосредственно перед командой, также назначается адрес этой команды. Аналогично, если разместить метку перед переменной, ей будет назначен адрес этой переменной.

Для чего вообще нужны метки? Ведь в программах на языке ассемблера можно непосредственно использовать числовые адреса. Например, приведенная ниже команда загружает 16-разрядное число, расположенное по адресу0020, в регистр ax.

mov ах,[0020]

Очевидно, что при вставке в программу новой переменной, адреса всех последующих за ней переменных автоматически изменятся. Поэтому программист в каждом подобном случае должен вручную скорректировать в программе ссылки наподобие [0020].

Разумеется, что подобный стиль программирования создает массу неудобств и эффективность его крайне низкая. Следовательно, если присвоить переменной, расположенной по адресу 0020h, метку, то ассемблер будет автоматически подставлять ее значение при компиляции. Теперь приведенную выше команду можно переписать так:

Метки кода. Метки, расположенные в коде программы (т.е. в сегменте кода, где размешаются команды процессора), должны заканчиваться символом вер-

тикального двоеточия (:). Подобные метки обычно используются для указания участка программы, которому будет передано управление в командах перехода или организации циклов. Например, приведенная ниже команда безусловного перехода JMP (от англ. "jump") передает управление команде, помеченной кaк target, в результате чего в программе создается цикл:

target:

264