- •Архитектура эвм
- •Введение
- •Структура мпс
- •Основные понятия в архитектуре мпс
- •Архитектура фон Неймана
- •Гарвардская архитектура
- •Параллельная архитектура
- •Конвейерная архитектура
- •Суперскалярная архитектура
- •АрхитектурыCisc
- •Архитектуры risc
- •Архитектуры misc
- •Ассемблеры
- •Программа Ассемблер
- •Язык Ассемблер
- •Основы 32-битного программирования в Windows
- •Api функции
- •Сообщения Windows
- •Версии ассемблеров
- •Среды разработки
- •Представление данных в эвм
- •Системы счисления и преобразования между ними
- •Форматы представления чисел
- •Форматы представления двоичных чисел
- •Формат с плавающей точкой
- •Типы адресаций операндов
- •Интерфейсы
- •Последовательный интерфейс rs-232c
- •Интерфейс параллельного порта
- •Инфракрасный интерфейс
- •Интерфейс Bluetooth
- •Интерфейс usb
- •Интерфейс ieee 1394 - FireWire
- •Сопроцессоры
- •Система прерываний и исключений
- •Интерфейс jtag
- •Символы и строки
- •Архитектура cisc от Intel
- •Введение
- •Микроархитектура Intel
- •Микроархитектура р6
- •Микроархитектура NetBurst
- •Микроархитектура Pentium 4
- •Микроархитектура Intel Pentium Mobile
- •Микроархитектура Intel Core
- •Микроархитектура Intel Core Duo
- •Микроархитектура Intel Nehalem
- •Адресация памяти в ia_32
- •Наборырегистров
- •Целочисленныйпроцессор
- •Регистры общего назначения (рон)
- •Регистры флагов eflags
- •Регистр указателя команд
- •Сегментные регистры
- •Управляющие регистры
- •Системные адресные регистры
- •Прямой и обратный порядок следования байтов
- •Виды адресации операндов в памяти
- •Цикл выполнения команды
- •Распределение адресного простраства
- •Образ программы в памяти.
- •Математический сопроцессор
- •Xmm технология
- •Система команд
- •Формат команды
- •Классификация команд
- •Целочисленный процессор
- •Команды общего назначения
- •Команды ввода-вывода
- •Инструкции работы со стеком
- •Арифметико-логические инструкции
- •Цепочечные операции
- •Команды управления
- •Команды поддержки языков высокого уровня
- •Команды прерываний
- •Команды синхронизации процессора
- •Команды обработки цепочки бит
- •Команды управления защитой
- •Команды обмена с управляющими регистрами
- •Команды идентификации и управления архитектурой
- •Управление кэшированием
- •Команды управления кэшированием
- •Сопроцессор с плавающей точкой
- •Классификация команд
- •Команды управления сопроцессором
- •Команды передачи данных
- •Команды сравнения данных
- •Арифметические команды
- •Трансцендентные функции
- •Целочисленное mmx расширение
- •Синтаксис ммх-команд
- •Классификация команд
- •Инициализация
- •Передача данных
- •Упаковка данных
- •Распаковка данных
- •Арифметика
- •Сравнения
- •Дополнительные команды
- •XmMрасширение с плавающей точкой
- •Типы данных
- •Передача данных
- •Арифметика
- •Сравнения
- •Преобразования
- •Управление состоянием
- •Распаковка данных
- •Управление кэшированием
- •Дополнительные команды
- •Цикл трансляции, компоновки и выполнения
- •Ассемблер cisc
- •Введение
- •Средства программирования и отладки
- •Описание masm
- •Структура программы на ассемблере
- •Типы данных
- •Макросредства
- •Директивы
- •Архитектура risc
- •Система команд
- •Архитектура misc
- •Архитектура vliw
- •Архитектура вычислительных систем со сверхдлинными командами
- •Архитектура ia-64
- •Многоядерные архитектуры
- •Микроконтроллер avr от Atmel
- •Архитектура avr от Atmel
- •Ассемблер
- •Команды ассемблера
- •Директивы ассемблера
- •Выражения
- •Микроконтроллеры c28x
- •Архитектура c28x
- •Архитектура f28x
- •Инструментальные средства разработки по
- •Ассемблер
- •Команды ассемблера
- •Формат объектного файла
- •Директивы ассемблера
- •Макроязык и макрокоманды
- •Компоновщик
- •Архиватор
- •Абсолютный листер
- •Листер перекрестных ссылок
- •Утилита 16-ричного преобразования
- •Архитектура VelociTi
- •Структура и состав цсп с6x
- •Средства разработки цсп с6x
- •Ассемблер цсп с6x
- •Команды ассемблера
- •Выражения
- •Листинги
- •Листинги программ
- •Директивы ассемблера
- •Макроязык и макрокоманды
- •Компоновщик
- •Утилиты
- •Поддержка в matlab
- •Введение
- •Встроенные платы для цсп ‘c6x
Основы 32-битного программирования в Windows
Вводная информация по средствам программирования на языке ассемблера предназначена для начинающих программирование на ассемблере, поэтому программистам более опытным ее можно пропустить без особого ущерба для себя. Технологии трансляции и в MS DOS, и в Windows весьма схожи. Однако программирование в MS DOS уходит в прошлое.
Двум стадиям трансляции соответствуют две основные программы: ассемблер ML.EXE и редактор связей LINK.EXE. Пусть файл с текстом программы на языке ассемблера называется PROG.ASM, тогда две стадии трансляции будут выглядеть следующим образом:
Стадия 1 - в результате появляется модуль PROG.OBJ.
Стадия 2 - в результате появляется исполняемый модуль PROG.EXE.
Формат конечного модуля зависит от операционной системы. Установив стандарт на структуру объектного модуля, мы получаем возможность:
использовать уже готовые объектные модули,
стыковать между собой программы, написанные на разных языках.
Если стандарт объектногомодуля распространить на разные операционные системы, то можно использовать модули, написанные в разных операционных системах.
Ниже краткий обзор ряда других программ, которые часто используются при программировании на ассемблере.
Редакторы. Начну с редактора QEDITOR.EXE, который поставляется вместе с пакетом MASM32. Сам редактор и все сопутствующие ему утилиты написаны на ассемблере. Анализ их размера и возможностей действительно впечатляет. Например, сам редактор имеет длину всего 27 Кб, а утилита, используемая для просмотра отчетов о трансляции — всего 6 Кб. Редактор вполне годится для работы с небольшими одномодульными приложениями. Для работы с несколькими модулями он не очень удобен. Работа редактора основана на взаимодействии с различными утилитами посредством пакетных файлов. Например, трансляцию программ осуществляет пакетный файл ASSMBL.BAT, который использует ассемблер ML.EXE, а результат ассемблирования направляется в текстовый файл ASMBL.TXT. Далее для просмотра этого файла используется простая утилита THEGUN.EXE. Аналогично осуществляется редактирование связей. Для дизассемблирования исполняемого модуля используется утилита DUMPPE.EXE, результат работы этой утилиты помещается в текстовый файл DISASM.TXT.
Вторая программа, с которой я хочу познакомить читателя, это EAS.EXE (Easy Assembler Shell). Редактор, а точнее оболочка, позволяет создавать и транслировать довольно сложные проекты, состоящие из ASM-,OВJ-,RC-,RES-,DEF-файлов. Программа позволяет работать как с TASM, так и MASM, а также с другими утилитами (отладчиками, редакторами ресурсов и т.д.). Непосредственно в программе можно настроить компиляторы и редакторы связей на определенный режим работы путем задания ключей этих утилит.
Отладчики. Отладчики позволяют исполнять программу в пошаговом режиме. Несколько наиболее известных отладчиков CodeView (Микрософт), Turbo Debugger (Borland), Ice.
Дизассемблеры. Дизассемблеры переводят исполняемый модуль в ассемблерный код. Примером простейшего дизассемблера является программа DUMPPE.EXE, работающая в строковом режиме. Отмечу также дизассемблер W32Dasm и знаменитый дизассемблер IDA Pro.
Нех-редакторы.
Нех-редакторы позволяют просматривать и редактировать загружаемые модули в шестнадцатеричном виде. Их великое множество, к тому же отладчики и дизассемблеры, как правило, имеют встроенные НЕХ-редакторы. Отмечу только, весьма популярную в хакерских кругах программу HIEW.EXE. Эта программа позволяет просматривать загружаемые модули как в шестнадцатеричном виде, так и в виде ассемблерного кода. И не только просматривать, но и редактировать.
Редакторы ресурсов. Ресурсы - это готовые шаюлоны, которые можно включать в коды. Простые ресурсы можно создавать в обычном текстовом редакторе. Язык описания ресурсов будет подробно рассмотрен далее.
Компиляторы ресурсов. Они превращают текст ресурса в модуль. В пакетах MASM32 и TASM32 есть компиляторы ресурсов, которые будут описаны ниже. Это программы RC.EXE и BRC32.EXE соответственно.
Основы программирования в операционной системе Windows
Для начала программирования на ассемблере в среде Windows важны два момента:
Вызов системных функций API (Application Program Interface, т.е. интерфейс программного приложения).
Возможные структуры программ для Windows. Можно выделить 3 типа структуры программ - классическая, диалоговая (основное окно — диалоговое), консольная (или безоконная)структура.
Начнем с нескольких общих положений о программировании в Windows. Те, кто уже имеет опыт программирования в среде Windows, могут на этом не останавливаться.
Программирование в Windows основывается на использовании функций API. Их количество достигает двух тысяч. Ваша программа в значительной степени будет состоять из таких вызовов. Все взаимодействие с внешними устройствами и ресурсами операционной системы будет происходить посредством таких функций.
Список функций API и их описание лучше всего брать из файла WIN32.HLP, который поставляется, например, с пакетом Borland C++.
Главным элементом программы в среде Windows является окно. Для каждого окна определяется своя процедура обработки сообщений (см. ниже).
Окно может содержать элементы управления: кнопки, списки, окна редактирования и др. Эти элементы, по сути, также являются окнами, но обладающими особыми свойствами. События, происходящие с этими элементами (и самим окном), приводят к приходу сообщений в процедуру окна.
Операционная система Windows использует линейную модель памяти. Другими словами, всю память можно рассматривать как один сегмент. Для программиста на языке ассемблера это означает, что адрес любой ячейки памяти будет определяться содержимым одного 32-битного регистра, например EBX.
Мы фактически не ограничены в объеме данных, кода или стека (объеме локальных переменных). Выделение в тексте программы сегмента кода и сегмента данных является теперь простой формальностью, улучшающей читаемость программы.
Операционная система Windows является многозадачной средой. Каждая задача имеет свое адресное пространство и свою очередь сообщений. Более того, даже в рамках одной программы может быть осуществлена многозадачность - любая процедура может быть запущена как самостоятельная задача.
Начнем с того, как можно вызвать функции API, например, MessageBox. Это ее синтаксис:
int MessageBox ( HWND hWnd, LPCTSTR lpText, LPCTSTR lpCaption, UINT uType );
Данная функция выводит на экран окно с сообщением и кнопкой (или кнопками) выхода. Для каждого аргумента определены тип (32-битные целые числа) и значение:
hWnd -дескриптор окна, в котором будет появляться окно-сообщение, тип HWND — 32-битное целое.
lpText - текст, который будет появляться в окне, тип LPCTSTR — 32-битный указатель на строку.
lpCaption - текст в заголовке окна, тип LPCTSTR — 32-битный указатель на строку.
uType - тип окна, в частности можно определить количество кнопок выхода. Тип UINT — 32-битное целое.
К имени функций нужно добавлять суффикс "А" при использовании кодировки символов ANSI, кроме того, при использовании MASM необходимо также в конце имени добавить @16. Вызов указанной функции будет выглядеть так:
CALL MessageBoxA@16.
Аргументы будут извлекаться из стека в порядке их упоминанию в функции. Чтобы это было возможно надлежит ввести в стек до вызова функции вобратномпорядке.
Пример для MessageBox.
; Создать аргументы
МВ_ОК equ0 ;uTypeсоздать
STR1 DB "Неверный ввод! ",0 ; lpText создать
STR2 DB "Сообщение об ошибке.",0 ; lpCaptionсоздать
HW DWORD ? ; hwind создать
; Поместитьаргументыв стек
PUSHМВ_ОК ;uTypeв стек
PUSH OFFSET STR2 ; lpCaption в стек
PUSH OFFSET STR1 ; lpText в стек
PUSH HW ; hwind в стек
CALLMessageBoxA@16 ; вызов функции
Теперь обратимся к структуре всей программы.В классической структуре программы под Windows имеется главное окно, а следовательно, и процедура главного окна. В целом, в коде программы можно выделить следующие секции:
Регистрация класса окон.
Создание главного окна.
Цикл обработки очереди сообщений.
Процедура главного окна.
Регистрация класса окон. Регистрация класса окон осуществляется с помощью функции RegisterClassA, единственным параметром которой является указатель на структуру WNDCLASS, содержащую информацию об окне (см. пример ниже).
Создание окна. На основе зарегистрированного класса с помощью функцииCreateWindowExA(илиCreateWindowA) можно создать экземпляр окна.
Цикл обработки очереди сообщений. В нем используются функции:
GetMessage(), которая "отлавливает" очередное сообщение из ряда сообщений данного приложения и помещает его в структуру MSG.
TranslateMessage,котораяиспользуетсядлясообщенийWM_KEYDOWNиWM_KEYUP,которыетранслируютсявWM_CHARиWM_DEADCHAR,атакжеWM_SYSKEYDOWNиWM_SYSKEYUP,преобразующиесявWM_SYSCHARиWM_SYSDEADCHAR. Смысл трансляции заключается не в замене, а в отправке дополнительных сообщений. Так, например, при нажатии и отпускании алфавитно-цифровой клавиши в окно сначала придет сообщениеWM_KEYDOWN, затемWM_KEYUP, а затем ужеWM_CHAR.
Выход из цикла ожиданий имеет место только в том случае, если функция GetMessageвозвращает 0. Это происходит только при получении сообщения о выходе (сообщениеWM_QUIT). Таким образом, цикл ожидания играет двоякую роль: определенным образом преобразуются сообщения, предназначенные для какого-либо окна, и ожидается сообщение о выходе из программы.
Процедура главного окна. Используется функция WindowFunc. Ее прототип на языкеC
WindowFunc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
Для каждого аргумента определены тип (32-битные целые числа) и значение:
hWnd - дескриптор окна, в котором будет появляться окно-сообщение, тип HWND — 32-битное целое.
Message – идентификатор сообщения. Тип UINT — 32-битное целое.
WPARAM – уточнение. Тип wParam — 32-битное целое.
LPARAM - уточнение. Тип lParam — 32-битное целое..
Рассмотрим "скелет" этой функции на языке ассемблера.
; Создать аргументы
МВ_ОК equ0 ;uTypeсоздать
STR1DB"Неверный ввод! ",0 ; lpText создать
STR2 DB "Сообщение об ошибке.",0 ; lpCaptionсоздать
HWDWORD? ;hwindсоздать
WNDPROC PROC ; определение функции WndProc
PUSH EBP ; получить адрес вершины стека
MOV EBP, ESP ; теперь EBP указывает на вершину стека
; поместить в стек контекст предыдущей программы
PUSH EBX
PUSH ESI
PUSH EDI
; поместить в стек аргументы функции окна через регистр EBP
PUSH DWORD PTR [EBP+14H] ; LPARAM (lParam) в стек
PUSH DWORD PTR [EBP+10H] ; WPARAM (wParam) в стек
PUSH DWORD PTR [EBP+0CH] ; MES (message) в стек
PUSH DWORD PTR [EBP+08H] ; HWND (hwnd) в стек
CALLDefWindowProcA@16 ; вызов внешней функции окна
; вернуть из стека контекст предыдущей программы (в обратном порядке)
POP EDI
POP ESI
POP EBX
POP EBP
RET16 ; выход из функции освобождением стека от четырех параметров (16=4*4).
WNDPROC ENDP ; конец функции WndProc