Гомо сапиенс и геном

Міністерство освіти і науки України

Чернівецький національний університет

імені Юрія Федьковича

Факультет комп'ютерних наук

Кафедра комп'ютерних систем та мереж

Реферат

Структура програми на мові Асемблера. Типи даних

2009

Мова Асемблера є мовою компілюючого типу, тобто програма, написана мовою асемблера, не може бути безпосередньо виконана або інтерпретована, і повинна бути попередньо відкомпільована (правильніше казати “асембльована”, оскільки під компіляцією програми звичайно розуміють її переклад з мови високого рівня в машинний код, а мова асемблера є мовою низького рівня і перекладається в машинний код практично 1:1 у виконуваний код. Програма, яка виконує таке перетворення, називається асемблером, або, що не зовсім правильно, компілятором (транслятором) Асемблера. Одним із найкращих у цьому класі програмним забезпеченням є пакет TASM 3.1. фірми Borland Int., який був випущений у 1991 р. Його перевагами є дуже велика швидкість асемблювання вихідного тексту, розширення порівняно з аналогами інших фірм синтаксис мови, добре розвинута система допомоги. Це і обумовило вибір саме його для вивчення в цьому курсі.

Традиційно на ринку асемблера для мікропроцесорів фірми Intel є два пакети:

“Макроасемблер” MASM фірми Microsoft;

Turbo Assembler TASM фірми Borland.

Пакет MASM отримав свою назву тому, що дозволяє програмісту задавати макровизначення (макроси) - іменовані групи команд, які можна вставляти в програму в будь-якому місці, вказавши тільки ім'я групи в місці вставки. пакет TASM має два режими роботи. Один із них, який називається MASM. Другий режим, який називається IDEAL, має більш зручний синтаксис написання програм, більш ефективне використання пам'яті при трансляції програми та інші нововведення, які наближають компілятор асемблера до компілятора мов високого рівня Транслятор TASM, працюючи в режимі MASM, підтримує майже всі можливості транслятора MASM. Таким чином, маючи пакет асемблера фірми Borland TASM 3.0 і вище, можна вивчити основи і TASM, i MASM.

Далі, оскільки великі програмні проекти майже ніколи не складаються з одного файлу з вихідним текстом, і до того ж часто пишуться різними людьми і різними мовами, мова Асемблера повинна мати засоби для зв'язку асемблерних програм між собою та з програмами на інших мовах. Якраз таким засобом є лінкер (його ще називають компоновщиком, або - не зовсім правильно - завантажувачем). Принцип роботи лінкера полягає втому, що він об'єднує декілька об'єктних файлів, одержаних на виході будь-якого компілятора або асемблера, а також бібліотечний файл, одержані на виході бібліотекаря, в один виконуваний файл із двійковим машинним кодом. У процесі такого об'єднання він проводить настройку адрес у виконуваному коді і дозволяє встановити зовнішні посилання між об'єктними і бібліотечними модулями програми. Звичайно, для того, щоб це було можливо, компілятор або асемблер повинні генерувати не безпосередньо виконуваний код, а деякий проміжний об'єктний код, в якому б мітилася вся необхідна лінкеру інформація про настройку адрес і зв'язки між об'єктними модулями (зовнішні посилання). Таким чином, насправді компіляція або асемблювання вихідного тексту програми у більшості сучасних комерційних компіляторів відбувається у дві стадії: спочатку сам компілятор або асемблер генерують проміжний об'єктний код, а потім лінкер перетворює його у виконуваний, в той же час проводячи збірку декількох об'єктних модулів у один виконуваний і настройку адрес у ньому. Саме так і працює Turbo Asstmbler. Звичайно, якщо програма складається лише з одного вихідного файлу і не використовує ніяких бібліотек, то 2 стадії були б не потрібні - можна було б відразу створювати виконуваний файл без генерування проміжного об'єктного і його збірки, але це ускладнювало б сам компілятор або асемблер (необхідно було б окремо аналізувати, є програма одномодульною чи багатомодульною, або ж взагалі відмовитися від підтримки багатомодульності і принципу роздільної компіляції і асемблювання, як у деяких застарілих пакетах). Тому задля простоти, розроблювачі компіляторів або асемблерів домовилися незалежно від кількості модулів програми, завжди проводити компіляцію та асемблювання у 2 стадії: власне компіляція або асемблювання, а потім лінкування. Крім того, вони також домовилися використовувати єдиний стандартний формат об'єктних файлів, так званий OBJ-формат, запропонований фірмою Microsoft Corp. Саме завдяки цьому стандарту і з'явилася можливість об'єднувати програми на різних мовах, від різних компіляторів, асемблерів, що підтримують цей стандарт. Пакет Turbo Assembler також підтримує OBJ-стандарт. Лінкер, що входить у нього, називається Turbo Link (TLINK), і відрізняється від аналогів високою швидкістю лінкування та розширеними можливостями (ще один аргумент на користь пакета TASM).

До складу пакету TASM входить ще декілька утиліт (бібліотекар, генератор перехресних посилань і т. ін.). Але вони не є настільки необхідними, як TASМ i TLINК, у всякому випадку для програміста-початківця на мові Асемблера. Для таких випадків цілком достатньо мати TASM i TLINK. Решта утиліт пакету будуть розглянуті окремо в міру виникнення в них необхідності. З цієї ж причини в цьому розділі не будемо детально розглядати повний синтаксис командного рядка утиліт TASV i TLINK, а лише їх найважливіші та найчастіше вживані параметри і ключі.

Загальна схема розробки програми на мові Асемблера така:

prog _ I. asm - початковий асемблерний текст програми;

prog _ I. obj. - машинний об'єктний код програми;

prog _ I. Ist. - лістин асемлюювання програми;

prog _ I. crf. - лістінг перехресних посилань;

prog _ I. exe - завантажувальний модуль.

Командний рядок TASM у спрощеному варіанті виглядає так:

TASM <file> ,

де <file> - ім'я файла з програмою на мові Асемблера. Розширення можна не писати, розуміючи .asm. Цілком аналогічно виглядає спрощений командний рядок TLINK.

TLINK <file> ,

де <file> - ім'я об'єктного файлу. Розширення можна не писати, розуміючи .obj.

Оскільки послідовний запуск TASM i TLINK дуже часто зустрічається при програмуванні на мові асемблера, до комплекту поставки TASM входить декілька різних BAT-файлів. які спрощують цю справу до однієї команди. Для наших цілей підходить один із них, а саме ASM.BAT. Саме його ми і будемо всюди використовувати. Крім того, зручно занести у файл NC.EXT або VC.EXT рядки, що запускають для ASM-файлів послідовно TASM i TLINK, а для OBJ-файлів - TLINK. Тоді весь процес асемблювання і лінкування програми можна запустити натисненням всього однієї клавіші <ENTER>. З тією ж метою зручності слід у файлі AUTOEXEC.BAT занести каталог TASM до списку каталогів, доступних по PATH.

Програмісти-початківці, як правило, вчаться на прикладах (це набагато ефективніше, ніж просто читання документації та книжок із наступними намаганнями написати хоча б що-небудь працююче). Для полегшення навчання фірма Borland поставляє разом із TASM більше 20 прикладів вихідних текстів. Найперший і найпростіший з них називається HELLO.ASM, і, як видно з його назви, нічого корисного не робить, крім того, що виводить на екран текст “Hello, World”. Але він дуже зручний для того, щоб розібратися у тому, як працюють TASM і TLINK , і зрозуміти шаблон структури програми на мові асемблера. Прочитайте, розберіть його і спробуйте одержати файл HELLO.EXE, який можна запускати і відладжувати. При запуску він повинен вивести на екран повідомлення “Hello, World” і завершитися.

Допустимі символи при написанні тексту програми на Асемблері:

1. Всі латинські букви A-Z, a-z.

2. Цифри від 0 до 9.

3. Розділювачі : , . [] () < > + / % ! “ ? \ = # ^

Треба пам'ятати, що мікропроцесор апаратно підтримує такі основні типи даних:

байт (8 біт);

слово (16 біт);

подвійне слово (32 біти);

учетверенне слово (64 біти);

цілий тип зі знаком (8,16 або 32 біти);

цілий тип без знаку (8,16 або 32 біти);

указник на пам'ять ближнього (32 біти) та дальнього типу (48 біт);

ланцюжок - набір байтів слів або подвійних довжиною до 4 Гбайт;

бітове поле (до 32 байт);

неупакований двійково-десятковий тип - байтове представлення десяткової цифри від 0 до 9;

упакований двійково-десятковий тип - упаковане представлення двох десяткових цифр від 0 до 9 в одному байт.

Ідентифікатор в Асемблері може містити букви латинського алфавіту, цифри і деякі спеціальні знаки - _ , ? , $, @. Він не може починатися цифрою і містити більше ніж 255 символів, хоча транслятор сприймає лише перші 32, а інші ігнорує. Використовується для позначень кодів операцій, імен змінних та назв міток.

При використанні директиви MODEL транслятор робить доступними кілька ідентифікаторів, до яких можна звертатися під час виконання програм:

Ідентифікатори, які створює директива MODEL

Обов'язковим параметром директиви MODEL є модель пам'яті. Цей параметр визначає модель сегментації пам'яті для програмного модуля.

Моделі пам'яті