Структура программы на языке ассемблера для получения исполняемого файла формата exe

Операционная система MS DOS предъявляет некоторые обязательные требования к структуре ASM-программы, предназначенной для последующего создания EXE-файла:

• Программа может использовать 4 сегмента памяти, начальные адреса которых должны быть загружены в регистры микропроцессора CS, SS, DS и ES, а сами сегменты в явном виде определены в программе в виде операторных скобок: имя_сегмента segment ... имя_сегмента ends (версии MS DOS 4.0 и выше допускают более простое указание сегментов в программе: имя_сегмента).

• В программе должно быть указание, какие сегментные регистры закрепляются за используемыми сегментами памяти; при исполнении программы сегментные регистры CS, SS, ES в соответствии с этими указаниями загружаются автоматически.

• Сегмент данных DS в EXE-программе не может быть загружен автоматически, поскольку он используется программным загрузчиком для формирования начального адреса служебной области памяти — префикса программного сегмента (PSP), непосредственно предшествующего любой исполняемой программе EXE. Регистр сегмента данных DS должен быть инициирован принудительно — для этого следует в самом начале ASM-программы записать в стек вектор-адрес возврата к служебной области PSP: содержимое регистра DS и нулевое смещение, а затем в регистр DS загрузить адрес сегмента данных. PSP — это группа служебных слов в оперативной памяти, формируемая для каждой загружаемой программы пользователя и занимающая обычно 256 байтов (100h). При запуске программы пользователя в ОЗУ автоматически формируется PSP, и ее начальный адрес помещается в регистр DS.

• Обеспечение после завершения выполнения программы возврата к префиксу программного сегмента; проще всего это можно сделать, оформив обращение к исполняемой программе в виде обращения к процедуре (главной процедуре, обязательно с атрибутом far) и поместив в конце программы команду возврата ret (выход из программы можно выполнить также, используя прерывание 20H DOS или функцию 4Ch прерывания 21H DOS, но управление при этом передается не в PSP, а непосредственно в резидентную часть программы COMMAND.COM).

Типовая структура ASM-программы включает в себя:

1. Имя программы.

TITLE prog.ASM

Может присутствовать комментарий назначения программы.

2. Инициализацию стековой памяти в сегменте стека:

STACKSEG segment stack

DW N dup(?) ; меньше 32 слов в стеке обычно задавать не следует

STACKSEG ends

3. Инициализацию всех переменных в сегменте данных:

DATASEG segment

; задаются имена всех констант и переменных,

; их начальные значения и резервируется память под них

DATASEG ends

4. Назначение сегментных регистров в сегменте кодов:

CODESEG segment

Assume CS:codeseg, DS:dataseg, SS:stackseg

5. Организацию главной программной процедуры far:

MAIN proc far

6. Запись адреса префикса программного сегмента (PSP) в стек:

push DS

sub AX, AX

push AX

7. Инициализацию содержимого регистра сегмента данных:

mov AX, dataseg

mov DS, AX

; при указании в команде в качестве операнда символического

; имени сегмента (dataseg) происходит пересылка начального адреса

; этого сегмента — неверно указывать offset dataseg

8. Текст программы пользователя в сегменте кодов:

основной текст программы

9. Восстановление адреса PSP в DS:

ret

10. Тексты процедур; если имеются процедуры near, используемые в данной программе, то записываются тексты этих процедур.

11. Закрытие главной процедуры main, сегмента кодов и выход из программы:

MAIN endp

CODESEG ends

end MAIN

Итак, обобщенная структура программы:

title prog.asm

stackseg segment

; задание поля памяти для стека

stackseg ends

dataseg segment

; задание полей памяти для данных и определение всех констант и переменных

dataseg ends

codeseg segment

assume CS:codeseg, DS:dataseg, SS:stackseg

main proc far

push DX

sub AX, AX

push AX

mov AX, dataseg

mov DS, AX

; основной текст программы

; ...

ret

; тексты ближних процедур

main endp

codeseg ends

end main

Рассмотрим программу расчета сложных процентов.

Капитал Q вкладывается в некоторое мероприятие, обеспечивающее ежегодный прирост капитала D%. Задача: определить текущую величину капитала в течение первых N лет. Вот соответствующая ASM-программа для создания исполняемого EXE-файла.

TITLE			RASCHET.ASM		; расчет сложных процентов
STACKSG			SEGMENT		STACK 'STACK'
			DW		64 DUP(?)
STACKSG			ENDS
DATASG			SEGMENT		'DATA' ; задание переменных
VVQ			DB		' Введите величину начального капитала (до 64 000)'
			DB		10,13,'$'
			DB		10,13,'Введите процент годового прироста'
			DB		10,13,'$'
VVN			DB		10,13,'Введите количество расчетных лет'
			DB		10,13,'$'
Q0			DW		?
D			DW		?
D1			DW		?
N			DW		?
I			DW		1
Q			DW		?
BUF			DB		5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
VIV1			DB		' год капитал'
			DB		10,13,'$'
SRB			DB		14 DUP(0), '$'
SR			DB		6 DUP(0), '$'
SRK			DB		10, 13, '$'
FT10			DW		1
TEN			DW		10
STO			DW		100
DATASG			ENDS
CODESG			SEGMENT		'CODE'
MAIN			PROC		FAR
		ASSUME		CS:CODESG, DS:DATASG, SS:STACKSG
		PUSH		DS
		SUB		AX, AX
		PUSH		AX
		MOV		AX, DATASG
		MOV		DS, AX
		MOV		AH, 9 ; запрос на ввод Q
		MOV		DX, offset VVQ
		INT		21H
		MOV		AH, 0Ah ; ввод Q
		MOV		DX, offset BUF
		INT		21H
		CALL		STR2BIN
		MOV		Q0, DI
		MOV		AH, 9 ; запрос на ввод D
			MOV		DX, offset VVD
			INT		21H
			MOV		AH, 0AH ; ввод D
			MOV		DX, offset BUF
			INT		21H
			CALL		STR2BIN
			MOV		D, DI
			MOV		AH, 9 ; запрос на ввод N
			MOV		DX, offset VVN
			INT		21H
			MOV		AH, 0AH ; ввод N
			MOV		DX, offset BUF
			INT		21H
			CALL		STR2BIN
			MOV		N, DI
			MOV		AX, D
			MOV		D1, AX
			ADD		D1, 100 ; расчет D1 = (1 + D/100) * 100
			MOV		AX, Q0 ; присвоение Q = Q0
			MOV		Q, AX
			MOV		AH, 9
			MOV		DX, offset VIV1
			INT		21H
	RST:		MOV		AX, Q ; расчет Q = Q * D1
			MUL		D1
			DIV		STO
			MOV		Q, AX
			MOV		AX, I
			CALL		BIN2STR
			MOV		AH, 9 ; вывод года
			MOV		DX, offset SR
			INT		21H
			MOV		AH, 9 ; вывод пробела
			MOV		DX, offset SRB
			INT		21H
			MOV		AX, Q ; вывод прибыли
			CALL		BIN2STR
			MOV		AH, 9
			MOV		DX, offset SR
			INT		21H
			MOV		AH, 9 ; перевод строки
			MOV		DX, offset SRK
			INT		21H
			INC		I ; I = I + 1
			MOV		AX, I ; сравнение I с N
			CMP		AX, N
			JLE		RST ; условный переход по I <= N
			RET
	BIN2STR		PROC		NEAR
			MOV		SI, offset SR+5 ; процедура перевода двоичного
	PR2:		SUB		DX, DX ; кода в код ASCII с предварительным
			MOV		[SI], DL ; обнулением поля SR
			DEC		SI
			CMP		SI, offset SR
			JA		PR2
			MOV		CX, 10
			MOV		SI, offset SR+5
	PR1:		XOR		DX, DX
			DIV		CX
			OR		DL, 30H
			MOV		[SI], DL
			DEC		SI
			CMP		AX,0
			JNE		PR1
			RET
	BIN2STR		ENDP
	STR2BIN		PROC		NEAR ; процедура перевода ASCII-кодов
			MOV		FT10, 1 ; в двоичный код
			XOR		DI, DI
			MOV		CX, 10
			LEA		SI, BUF + 1
			XOR		BH, BH
			MOV		BL, [BUF + 1]
	PR3:		MOV		AL, [SI+BX]
			AND		AX, 0FH
			MUL		FT10
			ADD		DI, AX
			MOV		AX, FT10
			MUL		TEN
			MOV		FT10, AX
			DEC		BX
			JNZ		PR3
			RET
	STR2BIN		ENDP
	MAIN		ENDP
	CODESG		ENDS
			END		MAIN

В качестве иллюстративного примера для сравнения сложности программ на языке ассемблера с программами на языке высокого уровня, ниже приводится без пояснений программа решения этой задачи на языке Basic:

10 print “Расчет сложных процентов“

20 input “Введите Q, D, N“, Q, D, N

30 D1 = 1 + D/100

40 I = 1

50 Q = Q * D1

60 print I, Q

70 I = I + 1

80 if I <= N then goto 50

90 end