Структура программы на ассемблере

Программа на ассемблере представляет собой совокупность блоков памяти, называемых сегментами. Программа может состоять из одного или нескольких 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.

Синтаксическая диаграмма команд и микрокоманд.

Синтаксическая диаграмма директив.

Компоненты диаграмм:

· Имя метки – символьный идентификатор, значением которого является адрес первого байта того предложения исходного текста программы, которое он обозначает.

· Имя — идентификатор, отличающий данную директиву от других одноименных директив. Его значением является адрес в таблице сиволов. В результате обработки ассемблером определенной директивы этому имени могут быть присвоены определенные характеристики;

· КОП и директива - это мнемоническое обозначения соответствующей машинной команды, макрокоманды или дирекивы ассемблера.

· 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 – американский 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 имеет 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..

· Названия команд (КОП) ассемблера, префиксов.

Лексемами являются:

· Идентификаторы.

· Комментарии.

· Зарезервированные слова.

· Цепочки символов.

· Целые числа.

Идентификаторы. Идентификатором называется любое имя, назначенное программистом некоторому объекту программы (переменной, константе или метке). При выборе имен идентификаторов необходимо учитывать правила.

· Длина идентификатора до 255 символов, хотя транслятор воспринимает лишь первые 32, а остальные игнорирует.

· Первым символом идентификатора должна быть одна из букв латинского алфавита (А.. z или а.. z) либо символы подчеркивания (_), коммерческого "эт" (@) или знак доллара ($). Последующие символы могут быть также цифрами.

· Идентификатор не должен совпадать с одним из зарезервированных слов языка ассемблера.

Комментарии. Комментарии очень важны для документирования программы. По сути, они являются средством общения разработчика программы с тем, кто булет сопровождать эту программу впоследствии. В начало листинга программы обычно помешается перечисленная ниже информация:

· короткое описание назначения программы;

· фамилия и имя программиста, кто написал программу или внес в нее изменения;

· дата создания программы, а также даты всех последующих изменений в ней.

Комментарии в программах бываютдвух видов:

· Однострочные, начинающиеся с символа точки с запятой (;). При этом все символы. расположенные после точки с запятой и до конца текущей строки, игнорируюгся компилятором и поэтому могут быть использованы для размещения комментариев к программе.

· Блочные, начинающиеся с директивы COMMENT, за которой следует символ комментария, определяемый прграммистом. При этом компилятор игнорирует 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.

Один операнд может располагаться в регистре или памяти, а второй операнд обязательно должен находиться в регистре или непосредственно в команде. Непосредственный операнд может быть только источником.

Для приведенных ранее правил сочетания типов операндов есть исключения, которые касаются:

· команд работы с цепочками, которые могут перемещать данные из памяти в память;

· команд работы со стеком, которые могут переносить данные из памяти в стек, также находящийся в памяти;

· команд типа умножения, которые, кроме операнда, указанного в команде, неявно используют еще и второй операнд.

Операндами могут быть числа, регистры, ячейки памяти, символьные идентификаторы. При необходимости для расчета некоторого значения или определения ячейки памяти, на которую будет воздействовать данная команда или директива, используются выражения, то есть комбинации чисел, регистров, ячеек памяти, идентификаторов с арифметическими, логическими, побитовыми и атрибутивными операторами.Возможно провести следующую классификацию операндов:

· постоянные, или непосредственные, операнды,

· адресные операнды,

· перемещаемые операнды,

· счетчик адреса,

· регистровый операнд,

· стековый,

· порт ввода-вывода,

· базовый и индексный операнды,

· структурные операнды,

· записи

Непосредственные операнды. Непосредственный операнд задается в самой команде. Это может быть число, строка, имя или выражение, имеющее некоторое фиксированное (константное) значение. Физически непосредственный операнд находится в коде команды, то есть является ее частью. Для его хранения в команде выделяется поле длиной до 32 битов. Непосредственный операнд может быть только вторым операндом (источником). Операнд-приемник может находиться либо в памяти, либо в регистре. Например:

· 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 исходной программе этот символ, то он подставляет вместо него текущее значение счетчика адреса. Значение счетчика адреса представляет собой смещение текущей машинной команды относительно начала сегмента кода. При обработке транслятором очередной команды ассемблера счетчик адреса увеличивается на длину сформированной машинной команды.

Обработка директив ассемблера не влечет за собой изменения счетчика. Директивы, в отличие от команд ассемблера, — это лишь указания транслятору на выполнение определенных действий по формированию машинного представления программы, и для них транслятором не генерируется никаких конструкций в памяти.

Регистровый операнд. Это просто имя регистра. В программе на ассемблере можно использовать имена всех регистров общего назначения и большинства системных регистров:

· 32-разрядные регистры ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ, EDX, ESI, EDI, ESP, EBP;

· 16-разрядные регистры АХ, ВХ, СХ, DX, SI, DI, SP, ВР;

· 8-разрядные регистры АН, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL;

· сегментные регистры CS, DS, SS, ES, FS, GS;

· системные регистры CRO, CR2, CR3, CR4, DRO, DR1, DR2, DR3, DR6, DR7.

Стековый операнд находится в стеке. Стек – раздел памяти для хранения промежуточных значений. Он использует алгоритм доступа LIFO (Last In First Out – последним пришел, первым ушел). Стек в IF-32 растет в сторону младших адресов.

Порт ввода-вывода. Помимо адресного пространства оперативной памяти процессор поддерживает адресное пространство ввода-вывода, которое используется для доступа к устройствам ввода-вывода. Объем адресного пространства ввода-вывода составляет 64 Кбайт. Для любого устройства компьютера в этом пространстве выделяются адреса. Конкретное значение адреса в пределах этого пространства называется портом ввода-вывода. Физически портуввода-вывода соответствует аппаратный регистр (не путать с регистром процессора), доступ к которому осуществляется с помощью специальных команд ассемблера IN и OUT.

Регистры, адресуемые с помощью порта ввода-вывода, могут иметь разрядность 8,16 или 32 бита, но для конкретного порта разрядность регистра фиксирована. Команды IN и OUT работают с фиксированной номенклатурой объектов. В качестве источника информации или получателя применяются так называемые 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 выражения.
+ выражение	Унарный плюс. Показывает, что значение выражениея положительно.
- выражение	Унарный минус. Изменяет знак выражения
выражение_1 + выражение_2	Сложение выражений.
выражение_1 – выражение_2	Вычитание выражений.
выражение_1 * выражение_2	Целочисленное перемножение выражений.
выражение_1 / выражение_2	Деление целочисленное выражений. Остаток отбрасывается.
выражение_1 MOD выражение_2	Возвращает остаток от деления выражений.
выражение_1 [выражение_2]	Операция [ ] может использоваться для задания сложения выражений.

Индексный оператор. Скобки тоже являются оператором, и транслятор их наличие воспринимает как указание сложить значение выражение_1 за этими скобками с выражение_2, заключенным в скобки. Его синтаксис:

Логические операторы. выполняют над выражениями побитовые операции. Выражения должны быть абсолютными, то есть такими, численное значение которых может быть вычислено транслятором

Синтаксис
выражение_1 OR выражение_2	Выполняет для двух выражений поразрядную логическую операцию OR (ИЛИ).
выражение_1 XOR выражение_2	Выполняет для двух выражений поразрядную логическую операцию XOR (исключающее ИЛИ).
выражение_1 AND выражение_2	Выполняет для двух выражений поразрядную логическую операцию AND (И).
NOT выражение	Поразрядное дополнение (инвертирование) выражения.

Операторы сдвига. Выполняют сдвиг выражения на указанное количество разрядов

Синтаксис
выражение SHL счетчик	Сдвигает выражение влево на число бит, заданных счетчиком. Отрицательное значение счетчика задает сдвиг в противоположном направлении.
выражение SHR счетчик	Сдвигает выражение вправо на число бит, заданных счетчиком. Отрицательное значение счетчика задает сдвиг в противоположном направлении.

Операторы сравнения. Возвращают значение True (истина) или False (ложь) предназначены для формирования логических выражений. Логическое значение “истина” соответствует цифровой единице, а “ложь” — нулю.

Синтаксис
выражение_1 EQ выражение_2	Возвращает значение True, если выражение_1 равно выражение_2.
выражение_1 NE выражение_2	Возвращает значение True, если выражение_1 не равно выражение_2.
выражение_1 GE выражение_2	Возвращает значение True, если выражение_1 больше или равно выражение_2.
выражение_1 GT выражение_2	Возвращает значение True, если выражение_1 больше выражение_2.
выражение_1 LE выражение_2	Возвращает значение True, если выражение_1 меньше или равно выражение_2.
выражение_1 LT выражение_2	Возвращает значение True, если выражение_1 меньше выражение_2.

Дата добавления: 2014-10-17