Ассемблер для процессоров Intel Pentium

sub ЕАХ, 20

Все арифметические команды, за исключением команд dпv и idiv, допускают непосредственную адресацию. Максимальное значение непосредственного операнда варьируется для разных команд, однако в любом случае не может превышать значения, которое может принимать операнд размером в двойное слово без знака (232).

Последний способ адресации, который мы проанализируем, – регистровая адресация. При регистровой адресации операнд находится в регистре общего назначения, а в некоторых случаях – в сегментном регистре. Если команда имеет два операнда, то в большинстве случаев они могут быть регистрами. Вот примеры регистровой адресации:

mov EAX. EDX

add EAX. ECX

Оба операнда должны иметь одинаковую размерность. Следующая команда вызовет ошибку:

mov EAX. BL

Здесь оба операнда – регистры ЕАХ и BL – имеют разную размерность, поэтому компилятор выдаст ошибку при трансляции этой команды.

Рассмотрим вкратце команды общего назначения процессора Intel Pentium. Более детальный анализ всех групп команд мы будем проводить в следующих главах, когда будут рассматриваться практические аспекты применения языка ассемблера. Команды общего назначения (general-purpose instructions) по функциональному признаку можно разделить на несколько групп:

– команды перемещения (пересылки, передачи) данных;

– команды целочисленной арифметики (сложения, вычитания, умножения и деления);

– команды логических операций;

– команды передачи управления (условных и безусловных переходов, вызовов процедур);

– команды строковых операций (иногда встречается название «строковые, или цепочечные, команды»).

Часть команд сложно отнести к какой-либо группе (например, команды помещения данных в стек или извлечения данных из стека, команды работы с табличными данными и т. д.).

Большинство команд работают с операндами в памяти, адресуемыми одним из способов, рассмотренных ранее, а также с регистрами общего назначения (ЕАХ, ЕВХ, ECX, EDX, ESI, EDI, EBP, ESP) и с регистрами сегментов (CS, DS, SS, ES, FS, GS).

Макроассемблер MASM версии 6.14 и выше поддерживает все основные команды процессора Intel Pentium, а также специальные группы команд ММХ-, SSE– и SSЕ2-расширений, которые подробно рассматриваются в последующих главах. Перечень всех команд процессора приводится в приложениях А и Б.

Глава 4
Структура программы на языке ассемблера

Материал этой главы посвящен вопросам организации и компоновки программного кода на языке ассемблера. Затронуты вопросы взаимодействия различных частей ассемблерной программы, организации сегментов программного кода, данных и стека в контексте различных моделей памяти. Напомню, что мы рассматриваем эти аспекты применительно к макроассемблеру MASM фирмы Microsoft, хотя многие положения действительны и для других компиляторов. Начнем с анализа сегментов. Мы уже сталкивались с этими вопросами в главе 3, сейчас же рассмотрим их более детально.

4.1. Организация сегментов

Для хорошего понимания, как работает программа на ассемблере, нужно очень четко представлять себе организацию сегментов. Применительно к процессорам Intel Pentium термин «сегмент» имеет два значения:

– Область физической памяти заранее определенного размера. Для 16-разрядных процессоров размер сегмента физической памяти не может превышать 64 Кбайт, в то время как для 32-разрядных может достигать 4 Гбайт.

– Область памяти переменного размера, в которой могут находиться программный код, данные или стек.

Физический сегмент может располагаться только по адресу, кратному 16, или, как иногда говорят, по границе параграфа. Логические сегменты тесно связаны с физическими. Каждый логический сегмент ассемблерной программы определяет именованную область памяти, которая адресуется селектором сегмента, содержащимся в сегментном регистре. Сегментированная архитектура создает определенные трудности в процессе разработки программ. Для небольших программ, меньших 64 Кбайт, программный код и данные могут размещаться в отдельных сегментах, поэтому никаких особых проблем не возникает.

Для больших программ, занимающих несколько сегментов кода или данных, необходимо правильно адресовать данные, находящиеся в разных сегментах данных. Кроме того, если программный код находится в нескольких сегментах, то усложняются реализация переходов и ветвлений в программе, а также вызовы процедур. Во всех этих случаях требуется задавать адреса в виде сегмент:смещение.

При использовании 32-разрядного защищенного режима эти проблемы исчезают. Например, в плоской модели памяти (о ней мы поговорим чуть позже) для адресации программного кода и данных достаточно 32-разрядного эффективного адреса внутри непрерывной области памяти.

Логические сегменты могут содержать три основных компонента программы: программный код, данные и стек. Макроассемблер MASM обеспечивает правильное отображение этих компонентов на физические сегменты памяти, при этом сегментные регистры CS, DS и SS содержат адреса физических сегментов памяти.

4.2. Директивы управления сегментами и моделями памяти макроассемблера MASM

В макроассемблер MASM включены директивы, упрощающие определение сегментов программы и, кроме того, предполагающие те же соглашения, которые используются в языках высокого уровня Microsoft. Упрощенные директивы определения сегментов генерируют необходимый код, указывая при этом атрибуты сегментов и порядок их расположения в памяти. Везде в этой книге мы будем использовать именно упрощенные директивы определения сегментов, наиболее важные из которых перечислены далее:

– .DATA (.data) – определяет начало инициализированного сегмента данных с именем DATA и при наличии предыдущего сегмента завершает его. Этой директиве должна предшествовать директива . MODEL. Сегмент, определенный с атрибутом .DATA, должен содержать только инициализированные данные, то есть имеющие начальные значения, например:

.data

vail DW 11

stringl DB «Text string»

bytel DB ?

– .DATA? (.data? ) – определяет сегмент данных, в котором располагаются неинициализированные данные. При наличии предыдущего сегмента новый сегмент завершает его. Неинициализированные данные могут объявляться в сегменте .DATA? при помощи оператора ?. Преимуществом директивы . DATA? является то, что при ее использовании уменьшается размер исполняемого файла и, кроме того, обеспечивается лучшая совместимость с другими языками. Этой директиве должна предшествовать директива .MODEL. Вот пример использования директивы .DATA?:

.data?

DB 5 DUP (?)

– .CONST (.const) – определяет начало сегмента данных, в котором определены константы. При наличии предыдущего сегмента новый сегмент завершает его. В целях совместимости с другими языками данные должны быть в формате, совместимом с принятыми в языках высокого уровня соглашениями. Сегмент, определенный директивой . CONST, имеет атрибут «только для чтения». Этой директиве должна предшествовать директива .MODEL.

– .STACK (.stack) [размер] – определяет начало сегмента стека с указанным размером памяти, который должен быть выделен под область стека. Если параметр не указан, размер стека предполагается равным 1 Кбайт. При наличии предыдущего сегмента новый сегмент завершает его. Этой директиве должна предшествовать директива .MODEL.