Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение 2
• 1. Псевдооператоры equ и = 5
• 2. Макрокоманды 9
• 3. Макродирективы 25
• 3.1 Директивы WHILE и REPT 25
• 3.2 Директива IRP 27
• 3.3 Директива IRPC 28
• 4. Директивы условной компиляции 30
• 4.1 Директивы компиляции по условию 30
• 4.2 Директивы IF и IFE 32
• 4.3 Директивы IFDEF и IFNDEF 35
• 4.4 Директивы IFB и IFNB 38
• 4.5 Директивы IFIDN, IFIDNI, IFDIF и IFDIFI 40
• 4.6 Вложенность директив условной трансляции 41
• 5. Директивы генерации ошибок 43
• 5.1 Безусловная генерация пользовательской ошибки 43
• 5.2 Условная генерация пользовательской ошибки 44
• 5.3 Директивы ERRB (ERRIFB) и .ERRNB (ERRIFNB) 45
• 5.4 Директивы ERRDEF (ERRIFDEF) и .ERRNDEF (ERRIFNDEF) 46
• 5.5 Директивы ERRDIF (ERRIFDIF) и .ERRIDN (ERRIFIDN) 46
• 5.6 Директивы ERRE (ERRIFE) и .ERRNZ (ERRIF) 47
• 6. Константные выражения в условных директивах 48
• 6.1 Дополнительное управление трансляцией 49
• Литература 51

Введение

Любопытный читатель к этому занятию, вероятно, попытался самостоятельно написать хотя бы несколько программ на ассемблере. Скорее всего, эти программы были предназначены для решения небольших, чисто исследовательских задач, но даже на примере этих маленьких по объему программ вам, наверное, стали очевидны некоторые из перечисленных здесь проблем:

плохое понимание исходного текста программы, особенно по прошествии некоторого времени после ее написания;

ограниченность набора команд;

повторяемость некоторых идентичных или незначительно отличающихся участков программы;

необходимость включения в каждую программу участков кода, которые уже были использованы в других программах;

и многое другое

Если бы мы писали программу на машинном языке, то данные проблемы были бы принципиально не решаемыми. Но язык ассемблера, являясь символическим аналогом машинного языка, предоставляет для их решения ряд средств. Основной целью, которая при этом преследуется, является повышение удобства написания программ. В общем случае эта цель достигается по нескольким направлениям за счет следующего:

расширения набора директив;

введения некоторых дополнительных команд, не имеющих аналогов в системе команд микропроцессора. За примером далеко ходить не нужно -- команды setfield и getfield, которые скрывают от программиста рутинные действия и генерируют наиболее эффективный код;

введения сложных типов данных.

Но это все глобальные направления, по которым развивается сам транслятор от версии к версии. Что же делать программисту для решения его локальной задачи, для облегчения работы в определенной проблемной области? Для этого разработчики компиляторов ассемблера включают в язык и постоянно совершенствуют аппарат макросредств. Этот аппарат является очень мощным и важным. В общем случае есть смысл говорить о том, что транслятор ассемблера состоит из двух частей -- непосредственно транслятора, формирующего объектный модуль, и макроассемблера (рис. 1).

Если вы знакомы с языком С или С++, то конечно помните широко применяемый в них механизм препроцессорной обработки. Он является некоторым аналогом механизма заложенного в работу макроассемблера. Для тех, кто ничего раньше не слышал об этих механизмах, поясню их суть. Основная идея -- использование подстановок, которые замещают определенным образом организованную символьную последовательность другой символьной последовательностью. Создаваемая таким образом последовательность может быть как последовательностью, описывающей данные, так и последовательностью программных кодов. Главное здесь то, что на входе макроассемблера может быть текст программы весьма далекий по виду от программы на языке ассемблера, а на выходе обязательно будет текст на чистом ассемблере, содержащем символические аналоги команд системы машинных команд микропроцессора.



Рис. 1. Макроассемблер в общей схеме трансляции программы на TASM

Таким образом, обработка программы на ассемблере с использованием макросредств неявно осуществляется транслятором в две фазы(рис. 1). На первой фазе работает часть компилятора, называемая макроассемблером, функции которого на идейном уровне мы описали чуть выше. На второй фазе трансляции работает непосредственно ассемблер, задачей которого является формирование объектного кода, содержащего текст исходной программы в машинном виде.

Далее мы обсудим основной набор макросредств, доступных при использовании компилятора TASM. Отметим, что большинство этих средств доступно и в компиляторе с языка ассемблера фирмы Microsoft. Обсуждение начнем с простейших средств и закончим более сложными.

1. Псевдооператоры equ и =

К простейшим макросредствам языка ассемблера можно отнести псевдооператоры equ и "=" (равно). Их мы уже неоднократно использовали при написании программ. Эти псевдооператоры предназначены для присвоения некоторому выражению символического имени или идентификатора. Впоследствии, когда в ходе трансляции этот идентификатор встретится в теле программы, макроассемблер подставит вместо него соответствующее выражение. В качестве выражения могут быть использованы константы, имена меток, символические имена и строки в апострофах. После присвоения этим конструкциям символического имени его можно использовать везде, где требуется размещение данной конструкции.

Синтаксис псевдооператора equ:

Синтаксис псевдооператора «=»:

Несмотря на внешнее и функциональное сходство псевдооператоры equ и «=» отличаются следующим:

из синтаксического описания видно, что с помощью equ идентификатору можно ставить в соответствие как числовые выражения, так и текстовые строки, а псевдооператор «=» может использоваться только с числовыми выражениями;

идентификаторы, определенные с помощью «=», можно переопределять в исходном тексте программы, а определенные с использованием equ -- нельзя.

Ассемблер всегда пытается вычислить значение строки, воспринимая ее как выражение. Для того чтобы строка воспринималась именно как текстовая, необходимо заключить ее в угловые скобки: <строка>. Кстати сказать, угловые скобки являются оператором ассемблера, с помощью которого транслятору сообщается, что заключенная в них строка должна трактоваться как текст, даже если в нее входят служебные слова ассемблера или операторы. Хотя в режиме Ideal это не обязательно, так как строка для equ в нем всегда трактуется как текстовая.

Псевдооператор equ удобно использовать для настройки программы на конкретные условия выполнения, замены сложных в обозначении объектов, многократно используемых в программе, более простыми именами и т. п. К примеру:

masm

model small

stack 256

mas_size equ 10 размерность массива

akk equ ax переименовать регистр

mas_elem equ mas[bx][si] ;адресовать элемент массива

data

описание массива из 10 байт:

mas db mas_size dup (0)

code

mov akk,@data ;фактически mov ax,@data

mov ds,akk ;фактически mov ds,ax

mov al,mas_elem ;фактически -- mov al,mas[bx][si]

Псевдооператор «=» удобно использовать для определения простых абсолютных (то есть не зависящих от места загрузки программы в память) математических выражений. Главное условие то, чтобы транслятор мог вычислить эти выражения во время трансляции.

К примеру:

data

adr1 db 5 dup (0)

adr2 dw 0

len = 43

len = len+1 ;можно и так, через предыдущее определение

len = adr2-adr1

Как видно из примера, в правой части псевдооператора «=» можно использовать метки и ссылки на адреса -- главное, чтобы в итоге получилось абсолютное выражение.

Компилятор TASM, начиная с версии 3.00, содержит директивы, значительно расширяющие его возможности по работе с текстовыми макросами. Эти директивы аналогичны некоторым функциям обработки строк в языках высокого уровня. Под строками здесь понимается текст, описанный с помощью псевдооператора equ.

Набор этих директив следующий:

директива слияния строк catstr: идентификатор catstr строка_1,строка_2,... -- значением этого макроса будет новая строка, состоящая из сцепленной слева направо последовательности строк строка_1,строка_2,... В качестве сцепляемых строк могут быть указаны имена ранее определенных макросов. К примеру:

pre equ Привет,

name equ <Юля>

privet catstr pre,name

;privet= «Привет, Юля»

директива выделения подстроки в строке substr: идентификатор substr строка,номер_позиции,размер -- значением данного макроса будет часть заданной строки, начинающаяся с позиции с номером номер_позиции и длиной, указанной в размер. Если требуется только остаток строки, начиная с некоторой позиции, то достаточно указать только номер_позиции без указания размера. К примеру:

продолжение предыдущего фрагмента:

privet catstr pre,name ;privet= «Привет, Юля»

name substr privet,7,3 ;name=«Юля»

директива определения вхождения одной строки в другую instr: идентификатор instr номер_нач_позиции,строка_1,строка_2 -- после обработки данного макроса транслятором идентификатору будет присвоено числовое значение, соответствующее номеру (первой) позиции, с которой совпадают строка_1 и строка_2. Если такого совпадения нет, то идентификатор получит значение 0;

директива определения длины строки в текстовом макросе sizestr: идентификатор sizestr строка -- в результате обработки данного макроса значение идентификатор устанавливается равным длине строки.

как продолжение предыдущего фрагмента:

privet catstr pre,name ;privet= «Привет, Юля»

len sizestr privet ;len=10

Эти директивы очень удобно использовать при разработке макрокоманд, которые являются следующим макросредством, предоставляемым компилятором ассемблера.

2. Макрокоманды

Идейно макрокоманда представляет собой дальнейшее развитие механизма замены текста. С помощью макрокоманд в текст программы можно вставлять последовательности строк (которые логически могут быть данными или командами) и даже более того -- привязывать их к контексту места вставки.

Представим ситуацию, когда необходимо выполнить некоторые повторяющиеся действия. Программа из листинга 1 является ярким этому примером.

Листинг 1. Пример программы на ассемблере

<1 ;--------------Prg.asm----------------------------------

<2 ;Программа преобразования двузначного шестнадцатеричного числа

<3 ;в символьном виде в двоичное представление.

<4 ;Вход: исходное шестнадцатеричное число из двух цифр,

<5 ;вводится с клавиатуры.

<6 ;Выход: результат преобразования должен

<7 ;быть в регистре al.

<8 ;------------------------------------------------------

<9 data segment para public 'data' ;сегмент данных

<10 message db 'Введите две шестнадцатеричные цифры,$'

<11 data ends

<12 stk segment stack

<13 db 256 dup ('?') ;сегмент стека

<14 stk ends

<15 code segment para public 'code' ;начало сегмента кода

<16 main proc ;начало процедуры main

<17 assume cs:code,ds:data,ss:stk

<18 mov ax,data ;адрес сегмента данных в регистр ax

<19 mov ds,ax ;ax в ds

<20 mov ah,9

<21 mov dx,offset message

<22 int 21h

<23 xor ax,ax ;очистить регистр ax

<24 mov ah,1h ;1h в регистр ah

<25 int 21h ;генерация прерывания с номером 21h

<26 mov dl,al ;содержимое регистра al в регистр dl

<27 sub dl,30h ;вычитание: (dl)=(dl)-30h

<28 cmp dl,9h ;сравнить (dl) с 9h

<29 jle M1 ;перейти на метку M1 если dl<9h или dl=9h

<30 sub dl,7h ;вычитание: (dl)=(dl)-7h

<31 M1: ;определение метки M1

<32 mov cl,4h ;пересылка 4h в регистр cl

<33 shl dl,cl ;сдвиг содержимого dl на 4 разряда влево

<34 int 21h ;вызов прерывания с номером 21h

<35 sub al,30h ;вычитание: (dl)=(dl)-30h

<36 cmp al,9h ;сравнить (al) с 9h 28

<37 jle M2 ;перейти на метку M2, если al<9h или al=9h

<38 sub al,7h ;вычитание: (al)=(al)-7h

<39 M2: ;определение метки M2

<40 add dl,al ;сложение: (dl)=(dl)+(al)

<41 mov ax,4c00h ;пересылка 4c00h в регистр ax

<42 int 21h ;вызов прерывания с номером 21h

<43 main endp ;конец процедуры main

<44 code ends ;конец сегмента кода

<45 end main ;конец программы с точкой входа main

Структурно в ней явно прослеживаются повторяющиеся участки кода. Их можно оформить в виде макрокоманд и использовать эти повторяющиеся фрагменты в различных программах. Дальнейшее наше обсуждение будет посвящено тому, как это сделать.

Определимся с терминологией. Макрокоманда представляет собой строку, содержащую некоторое символическое имя -- имя макрокоманды, предназначенную для того, чтобы быть замещенной одной или несколькими другими строками. Имя макрокоманды может сопровождаться параметрами.

Обычно программист сам чувствует момент, когда ему нужно использовать макрокоманды в своей программе. Если такая необходимость возникает и нет готового, ранее разработанного варианта нужной макрокоманды, то вначале необходимо задать ее шаблон-описание, который называют макроопределением. Синтаксис макроопределения следующий:

имя_макрокоманды macro список_формальных_аргументов

тело макроопределения

endm

Где должны располагаться макроопределения? Есть три варианта:

1. В начале исходного текста программы до сегмента кода и данных с тем, чтобы не ухудшать читабельность программы. Этот вариант следует применять в случаях, если определяемые вами макрокоманды актуальны только в пределах одной этой программы.

2. В отдельном файле. Этот вариант подходит при работе над несколькими программами одной проблемной области. Чтобы сделать доступными эти макроопределения в конкретной программе, необходимо в начале исходного текста этой программы записать директиву include имя_файла, к примеру:

masm

model small

include show.inc

в это место будет вставлен текст файла show.inc

3. В макробиблиотеке. Если у вас есть универсальные макрокоманды, которые используются практически во всех ваших программах, то их целесообразно записать в так называемую макробиблиотеку. Сделать актуальными макрокоманды из этой библиотеки можно с помощью все той же директивы include.

Недостаток двух последних способов в том, что в исходный текст программы включаются абсолютно все макроопределения. Для исправления ситуации можно использовать директиву purge, в качестве операндов которой через запятую перечисляются имена макрокоманд, которые не должны включаться в текст программы. К примеру,

include iomac.inc

purge _outstr,_exit

В данном случае в исходный текст программы перед началом компиляции TASM вместо строки include iomac.inc вставит строки из файла iomac.inc. Но вставленный текст будет отличаться от оригинала тем, что в нем будут отсутствовать макроопределения _outstr и _exit.

А теперь вернемся к программе из листинга 1. Проанализируем ее текст, выявим повторяющиеся участки и составим для них макроопределения (листинг 2).

Листинг 2. Пример 1 создания и использования макрокоманд

<1;prg1.asm с макроопределениями

<2init_ds macro

<3;Макрос настройки ds на сегмент данных

<4 mov ax,data

<5 mov ds,ax

<6 endm

<7out_str macro str

<8;Макрос вывода строки на экран.

<9;На входе -- выводимая строка.

<10;На выходе - сообщение на экране.

<11 push ax

<12 mov ah,09h

<13 mov dx,offset str

<14 int 21h

<15 pop ax

<16 endm

<17

<18clear_r macro rg

<19;очистка регистра rg

<20 xor rg,rg

<21 endm

<22

<23get_char macro

<24;ввод символа

<25;введенный символ в al

<26 mov ah,1h

<27 int 21h

<28 endm

<29

<30conv_16_2 macro

<31;макрос преобразования символа шестнадцатеричной цифры

<32;в ее двоичный эквивалент в al

<33 sub dl,30h

<34 cmp dl,9h

<35 jle $+5

<36 sub dl,7h

<37 endm

<38

<39exit macro

<40 ;макрос конца программы

<41 mov ax,4c00h

<42 int 21h

<43 endm

<44

<45 data segment para public 'data'

<46 message db 'Введите две шестнадцатеричные цифры (буквы A,B,C,D,E,F -- прописные): $'

<47 data ends

<48

<49 stk segment stack

<50 db 256 dup('?')

<51 stk ends

<52

<53 code segment para public 'code'

<54 assume cs:code,ds:data,ss:stk

<55 main proc

<56 init_ds

<57 out_str message

<58 clear_r ax

<59 get_char

<60 mov dl,al

<61 conv_16_2

<62 mov cl,4h

<63 shl dl,cl

<64 get_char

<65 conv_16_2

<66 add dl,al

<67 xchg dl,al ;результат в al

<68 exit

<69 main endp

<70 code ends

<71 end main

В листинге 2 в строках 3-7, 9-18, 20-23, 25-30, 32-38, 40-44 описаны макроопределения. Их назначение приведено сразу после заголовка в теле каждого макроопределения.

Все эти макроопределения можно использовать и при написании других программ. Посмотрите на модернизированный исходный текст программы из листинга 3.1 в листинге 2 (строки 56-70). Если не обращать внимания на некоторые неясные моменты, то сам сегмент кода стал внешне более читабельным и даже можно сказать, что в нем появился какой то смысл.

Функционально макроопределения похожи на процедуры. Сходство их в том, что и те, и другие достаточно один раз где-то описать, а затем вызывать их специальным образом. На этом их сходство заканчивается, и начинаются различия, которые в зависимости от целевой установки можно рассматривать и как достоинства и как недостатки:

в отличие от процедуры, текст которой неизменен, макроопределение в процессе макрогенерации может меняться в соответствии с набором фактических параметров. При этом коррекции могут подвергаться как операнды команд, так и сами команды. Процедуры в этом отношении объекты менее гибки;

при каждом вызове макрокоманды ее текст в виде макрорасширения вставляется в программу. При вызове процедуры микропроцессор осуществляет передачу управления на начало процедуры, находящейся в некоторой области памяти в одном экземпляре. Код в этом случае получается более компактным, хотя быстродействие несколько снижается за счет необходимости осуществления переходов.

Макроопределение обрабатывается компилятором особым образом. Для того чтобы использовать описанное макроопределение в нужном месте программы, оно должно быть активизировано с помощью макрокоманды указанием следующей синтаксической конструкции:

имя_макрокоманды список_фактических_аргументов

Результатом применения данной синтаксической конструкции в исходном тексте программы будет ее замещение строками из конструкции тело макроопределения. Но это не простая замена. Обычно макрокоманда содержит некоторый список аргументов -- список_фактических_аргументов, которыми корректируется макроопределение. Места в теле макроопределения, которые будут замещаться фактическими аргументами из макрокоманды, обозначаются с помощью так называемых формальных аргументов. Таким образом, в результате применения макрокоманды в программе формальные аргументы в макроопределении замещаются соответствующими фактическими аргументами; в этом и заключается учет контекста. Процесс такого замещения называется макрогенерацией, а результатом этого процесса является макрорасширение.

К примеру, рассмотрим самое короткое макроопределение в листинге 2 -- clear_rg. Как отмечено выше, результаты работы макроассемблера можно узнать, просмотрев файл листинга после трансляции. Покажем несколько его фрагментов, которые демонстрируют, как был описан текст макроопределения clear_rg (строки 24-27), как был осуществлен вызов макрокоманды clear_rg с фактическим параметром ax (строка 58) и как выглядит результат работы макрогенератора, сформировавшего команду ассемблера xor ax,ax (строка 75);

24 clear_r macro rg

25 ;очистка регистра rg

26 xor rg,rg

27 endm

74 clear_r ax

75000E 33 C0 xor ax,ax

Таким образом в итоге мы получили то, что и требовалось -- команду очистки заданного регистра, в данном случае ax. В другом месте программы вы можете выдать ту же макрокоманду, но уже с другим именем регистра.

Каждый фактический аргумент представляет собой строку символов, для формирования которой применяются следующие правила:

строка может состоять из:

последовательности символов без пробелов, точек, запятых, точек с запятой;

последовательности любых символов, заключенных в угловые скобки: <...>. В этой последовательности можно указывать как пробелы, так и точки, запятые, точки с запятыми. Не забывайте о том, что угловые скобки < > -- это тоже оператор ассемблера. Мы упоминали о них при обсуждении директивы equ;

для того чтобы указать, что некоторый символ внутри строки, представляющей фактический параметр, является собственно символом, а не чем-то иным, например некоторым разделителем или ограничивающей скобкой, применяется специальный оператор «!». Этот оператор ставится непосредственно перед описанным выше символом, и его действие эквивалентно заключению данного символа в угловые скобки (см. предыдущий пункт);

если требуется вычисление в строке некоторого константного выражения, то в начале этого выражения нужно поставить знак «%»: % константное_выражение -- значение константное_выражение вычисляется и подставляется в текстовом виде в соответствии с текущей системой счисления.

Теперь обсудим вопрос -- как транслятор распознает формальные аргументы в теле макроопределения для их последующей замены на фактические аргументы?

Прежде всего по их именам в заголовке макроопределения. В процессе генерации макрорасширения компилятор ассемблера ищет в тексте тела макроопределения последовательности символов, совпадающие с теми последовательностями символов, из которых состоят формальные параметры. После обнаружения такого совпадения формальный параметр из тела макроопределения замещается соответствующим фактическим параметром из макрокоманды. Этот процесс называется подстановкой аргументов.

Здесь нужно еще раз особо отметить список_формальных_аргументов в заголовке макроопределения. В общем случае он содержит не только перечисление формальных аргументов через запятую, но и некоторую дополнительную информацию. Полный синтаксис формального аргумента следующий:

имя_формального_аргумента[:тип]

где тип может принимать значения:

REQ, которое говорит о том, что требуется обязательное явное задание фактического аргумента при вызове макрокоманды;

=<любая_строка> -- если аргумент при вызове макрокоманды не задан, то в соответствующие места в макрорасширении будет вставлено значение по умолчанию, соответствующее значению любая_строка. Будьте внимательны: символы, входящие в любая_строка, должны быть заключены в угловые скобки.

Но не всегда ассемблер может распознать в теле макроопределения формальный аргумент. Это, например, может произойти в случае, когда он является частью некоторого идентификатора. В этом случае последовательность символов формального аргумента отделяют от остального контекста с помощью специального символа &. Этот прием часто используется для задания модифицируемых идентификаторов и кодов операций. К примеру, определим макрос, который предназначен для генерации в программе некоторой таблицы, причем параметры этой таблицы можно задавать с помощью аргументов макрокоманды:

def_table macro type=b,len=REQ

tabl_&type d&type len dup (0)

endm

...

data

def_tabl b,10

def_tabl w,5

После того как вы подвергнете трансляции текст программы, содержащий эти строки, вы получите следующие макрорасширения:

tabl_b db 10 dup (0)

tabl_w dw 10 dup (0)

Символ & можно применять и для распознавания формального аргумента в строке, заключенной в кавычки ' '. Например:

num_char macro message

;...

подсчитать количество (num) символов в строке

jmp m1

elem db 'Строка &message содержит '

число символов в строке message в коде ASCII

num db 2 dup (0)

db ' символов',10,13,'$' ;конец строки для вывода функцией 09h

m1:

вывести elem на экран

endm

В связи с рассмотрением последнего фрагмента разберем ситуацию, когда тело макроопределения содержит метку или имя в директиве резервирования и инициализации данных. Если в программе некоторая макрокоманда вызывается несколько раз, то в процессе макрогенерации возникнет ситуация, когда в программе один идентификатор будет определен несколько раз, что, естественно, будет распознано транслятором как ошибка. Для выхода из подобной ситуации применяют директиву local, которая имеет следующий синтаксис:

local список_идентификаторов

Эту директиву необходимо размещать непосредственно за заголовком макроопределения. Результатом работы этой директивы будет генерация в каждом экземпляре макрорасширения уникальных имен для всех идентификаторов, перечисленных в список_идентификаторов. Эти уникальные имена имеют вид ??xxxx, где хххх -- шестнадцатеричное число. Для первого идентификатора в первом экземпляре макрорасширения хххх= 0000, для второго -- хххх= 0001 и т. д. Контроль за правильностью размещения и использования этих уникальных имен берет на себя ассемблер.

Для того чтобы вам окончательно все стало понятно, введем и подвергнем трансляции листинг 3. В нем, кроме некоторых ранее рассмотренных макрокоманд, содержится макрокоманда num_char. Ее назначение -- подсчитывать количество символов в строке, адрес которой передается этой макрокоманде в качестве фактического параметра. Строка должна удовлетворять требованию, предъявляемому к строке, предназначенной для вывода на экран функцией 09h прерывания 21h, то есть заканчиваться символом $. Другой момент, который нашел отражение в этой программе, -- использование символа $ для распознавания формального аргумента в строке, заключенной в кавычки ' ' (см. последний фрагмент).

Листинг 3. Пример 2 создания и использования макрокоманд

prg_13_2.asm

init_ds macro

макрос настройки ds на сегмент данных

mov ax,data

mov ds,ax

xor ax,ax

endm

out_str macro str

макрос вывода строки на экран.

На входе -- выводимая строка.

На выходе -- сообщение на экране.

push ax

mov ah,09h

mov dx,offset str

int 21h

pop ax

endm

exit macro

макрос конца программы

mov ax,4c00h

int 21h

endm

num_char macro message

local

m1,elem,num,err_mes,find,num_exit

макрос подсчета количества символов в строке.

Длина строки -- не более 99 символов.

Вход: message -- адрес строки символов, ограниченной '$'

Выход: в al -- количество символов в строке message и вывод сообщения

jmp m1

elem db 'Строка &message содержит '

num db 2 dup (0) ;число символов в строке message в коде ASCII

db ' символов',10,13,'$' ;конец строки для вывода функцией 09h

err_mes db 'Строка &message не содержит символа конца строки',10,13,'$'

m1:

сохраняем используемые в макросе регистры

push es

push cx

push ax

push di

push ds

pop es ;настройка es на ds

mov al,'$' ;символ для поиска -- `$`

cld ;сброс флага df

lea di,message ;загрузка в es:di смещения строки message

push di ;запомним di -- адрес начала строки

mov cx,99 ;для префикса repne -- максимальная длина строки

поиск в строке (пока нужный символ и символ в строке не равны)

выход -- при первом совпавшем

repne scasb

je find ;если символ найден -- переход на обработку

вывод сообщения о том, что символ не найден

push ds

подставляем cs вместо ds для функции 09h (int21h)

push cs

pop ds

out_str err_mes

pop ds

jmp num_exit ;выход из макроса

find: ;совпали

считаем количество символов в строке:

pop ax ;восстановим адрес начала строки

sub di,ax ;(di)=(di)-(ax)

xchg di,ax ;(di) <-> (ax)

sub al,3 ;корректировка на служебные символы -- 10, 13, '$'

aam ;в al две упакованные BCD-цифры результата подсчета

or ax,3030h ;преобразование результата в код ASCII

mov cs:num,ah

mov cs:num+1,al

вывести elem на экран

push ds

подставляем cs вместо ds для функции 09h (int21h)

push cs

pop ds

out_str elem

pop ds

num_exit:

push di

push ax

push cx

push es

endm

data segment para public 'data'

msg_1 db 'Строка_1 для испытания',10,13,'$'

msg_2 db 'Строка_2 для второго испытания',10,13,'$'

data ends

stk segment stack

db 256 dup('?')

stk ends

code segment para public 'code'

assume cs:code,ds:data,ss:stk

main proc

init_ds

out_str msg_1

num_char msg_1

out_str msg_2

num_char msg_2

exit

main endp

code ends

end main

В теле макроопределения можно размещать комментарии и делать это особым образом. Если применить для обозначения комментария не одну, как обычно, а две подряд идущие точки с запятой, то при генерации макрорасширения этот комментарий будет исключен. Если по какой-то причине необходимо присутствие комментария в макрорасширении, то его нужно задавать обычным образом, то есть с помощью одинарной точки с запятой. Например:

mes macro messsage

... этот комментарий будет включен в текст листинга

... этот комментарий не будет включен в текст листинга

endm

3. Макродирективы

С помощью макросредств ассемблера можно не только частично изменять входящие в макроопределение строки, но и модифицировать сам набор этих строк и даже порядок их следования. Сделать это можно с помощью набора макродиректив (далее -- просто директив). Их можно разделить на две группы:

директивы повторения WHILE, REPT, IRP и IRPC. Директивы этой группы предназначены для создания макросов, содержащих несколько идущих подряд одинаковых последовательностей строк. При этом возможна частичная модификация этих строк.

директивы управления процессом генерации макрорасширения EXITM и GOTO. Они предназначены для управления процессом формирования макрорасширения из набора строк соответствующего макроопределения. С помощью этих директив можно как исключать отдельные строки из макрорасширения, так и вовсе прекращать процесс генерации. Директивы EXITM и GOTO обычно используются вместе с условными директивами компиляции, поэтому они будут рассмотрены вместе с ними.

3.1 Директивы WHILE и REPT

Директивы WHILE и REPT применяют для повторения определенное количество раз некоторой последовательности строк. Эти директивы имеют следующий синтаксис:

WHILE константное_выражение

последовательность_строк

ENDM

REPT константное_выражение

последовательность строк

ENDM

Обратите внимание, что последовательность повторяемых строк в обеих директивах ограничена директивой ENDM.

При использовании директивы WHILE макрогенератор транслятора будет повторять последовательность_строк до тех пор, пока значение константное_выражение не станет равно нулю. Это значение вычисляется каждый раз перед очередной итерацией цикла повторения (то есть значение константное_выражение должно подвергаться изменению внутри последовательность_строк в процессе макрогенерации).

Директива REPT, подобно директиве WHILE, повторяет последовательность_строк столько раз, сколько это определено значением константное_выражение. Отличие этой директивы от WHILE состоит в том, что она автоматически уменьшает на единицу значение константное_выражение после каждой итерации.

В качестве примера рассмотрим листинг 4, в котором демонстрируется применение директив WHILE и REPT для резервирования области памяти в сегменте данных. Имя идентификатора и длина области задаются в качестве параметров для соответствующих макросов def_sto_1 и def_sto_2.

Листинг 4. Использование директив повторения

prg_13_3.asm

def_sto_1 macro id_table,ln:=<5

макрос резервирования памяти длиной len.

Используется WHILE

id_table label byte

len=ln

while len

db 0

len=len-1

endm

endm

def_sto_2 macro id_table,len

макрос резервирования памяти длиной len

id_table label byte

rept len

db 0

endm

endm

data segment para public 'data'

def_sto_1 tab_1,10

def_sto_2 tab_2,10

data ends

сегменты команд и стека в этой программе необязательны

end

Заметьте, что счетчик повторений в директиве REPT уменьшается автоматически после каждой итерации цикла. Проанализируйте результат трансляции листинга 13.3.

Таким образом, директивы REPT и WHILE удобно применять для «размножения» в тексте программы последовательности одинаковых строк без внесения в эти строки каких-либо изменений.

Следующие две директивы, IRP и IRPC, делают этот процесс более гибким, позволяя модифицировать на каждой итерации некоторые элементы в последовательность_строк.

3.2 Директива IRP

Директива IRP имеет следующий синтаксис:

IRP формальный_аргумент,<строка_символов_1,...,строка_символов_N>

последовательность_строк

ENDM

Действие данной директивы заключается в том, что она повторяет последовательность_строк N раз, то есть столько раз, сколько строк_символов заключено в угловые скобки во втором операнде директивы IRP. Но это еще не все. Повторение последовательности_строк сопровождается заменой в ней формального_аргумента строкой символов из второго операнда. Так, при первой генерации последовательности_строк формальный_аргумент в них заменяется на строка_символов_1. Если есть строка_символов_2, то это приводит к генерации второй копии последовательности_строк, в которой формальный_аргумент заменяется на строка_символов_2. Эти действия продолжаются до строка_символов_N включительно.

К примеру, рассмотрим результат определения в программе следующей конструкции:

irp ini,<1,2,3,4,5

db ini

endm

Макрогенератором будет сгенерировано следующее макрорасширение:

db 1

db 2

db 3

db 4

db 5

3.3 Директива IRPC

Директива IRPC имеет следующий синтаксис:

IRPC формальный_аргумент,строка_символов

последовательность строк

ENDM

Действие данной директивы подобно IRP, но отличается тем, что она на каждой очередной итерации заменяет формальный_аргумент очередным символом из строка_символов. Понятно, что количество повторений последовательность_строк будет определяться количеством символов в строка_символов. К примеру:

irpc rg,<abcd>

push rg&x

endm

В процессе макрогенерации эта директива развернется в следующую последовательность строк:

push ax

push bx

push cx

push dx

4. Директивы условной компиляции

Последний тип макросредств -- директивы условной компиляции. Существует два типа этих директив:

директивы компиляции по условию позволяют проанализировать определенные условия в ходе генерации макрорасширения и, при необходимости, изменить этот процесс;

директивы генерации ошибок по условию также контролируют ход генерации макрорасширения с целью генерации или обнаружения определенных ситуаций, которые могут интерпретироваться как ошибочные.

С этими директивами применяются директивы управления процессом генерации макрорасширений EXITM и GOTO.

Директива EXITM не имеет операндов, и ее действие заключается в том, что она немедленно прекращает процесс генерации макрорасширения, начиная с того места, где она встретилась в макроопределении.

Директива GOTO имя_метки переводит процесс генерации макроопределения в другое место, прекращая тем самым последовательное разворачивание строк макроопределения. Метка, на которую передается управление, имеет специальный формат: имя_метки

Примеры применения этих директив будут приведены ниже.

4.1 Директивы компиляции по условию

Данные директивы предназначены для организации выборочной трансляции фрагментов программного кода. Такая выборочная компиляция означает, что в макрорасширение включаются не все строки макроопределения, а только те, которые удовлетворяют определенным условиям. То, какие конкретно условия должны быть проверены, определяется типом условной директивы.

Введение в язык ассемблера этих директив значительно повышает его мощь. Всего имеется 10 типов условных директив компиляции. Их логично попарно объединить в четыре группы:

1. Директивы IF и IFE -- условная трансляция по результату вычисления логического выражения.

2. Директивы IFDEF и IFNDEF -- условная трансляция по факту определения символического имени.

3. Директивы IFB и IFNB -- условная трансляция по факту определения фактического аргумента при вызове макрокоманды.

4. Директивы IFIDN, IFIDNI, IFDIF и IFDIFI -- условная трансляция по результату сравнения строк символов.

Условные директивы компиляции имеют общий синтаксис и применяются в составе следующей синтаксической конструкции:

IFxxx логическое_выражение_или_аргументы

фрагмент_программы_1

ELSE

фрагмент_программы_2

ENDIF

Заключение некоторых фрагментов текста программы -- фрагмент_программы_1 и фрагмент_программы_2 -- между директивами IFxxx, ELSE и ENDIF приводит к их выборочному включению в объектный модуль. Какой именно из этих фрагментов -- фрагмент_программы_1 или фрагмент_программы_2 -- будет включен в объектный модуль, зависит от конкретного типа условной директивы, задаваемого значением xxx, и значения условия, определяемого операндом (операндами) условной директивы логическое_выражение_или_аргумент(ы).

Синтаксические конструкции, соответствующие директивам условной компиляции, могут быть вложенными друг в друга (см. "Вложенность директив условной трансляции")

4.2 Директивы IF и IFE

Синтаксис этих директив следующий:

IF(E) логическое_выражение

фрагмент_программы_1

ELSE

фрагмент_программы_2

ENDIF

Обработка этих директив макроассемблером заключается в вычислении логического_выражения и включении в объектный модуль фрагмент_программы_1 или фрагмент_программы_2 в зависимости от того, в какой директиве IF или IFE это выражение встретилось:

если в директиве IF логическое выражение истинно, то в объектный модуль помещается фрагмент_программы_1. Если логическое выражение ложно, то при наличии директивы ELSE в объектный код помещается фрагмент_программы_2. Если же директивы ELSE нет, то вся часть программы между директивами IF и ENDIF игнорируется и в объектный модуль ничего не включается. Кстати сказать, понятие истинности и ложности значения логического_выражения весьма условно. Ложным оно будет считаться, если его значение равно нулю, а истинным -- при любом значении, отличном от нуля.

директива IFE аналогично директиве IF анализирует значение логического_выражения. Но теперь для включения фрагмент_программы_1 в объектный модуль требуется, чтобы логическое_выражение имело значение «ложь».

Директивы IF и IFE очень удобно использовать при необходимости изменения текста программы в зависимости от некоторых условий.

К примеру, составим макрос для определения в программе области памяти длиной не более 50 и не менее 10 байт (листинг 5).

Листинг 5. Использование условных директив IF и IFE

<1;prg_13_4.asm

<2masm

<3model small

<4 stack 256

<5 def_tab_50 macro len

<6if len GE 50

<7GOTO exit

<8endif

<9 if len LT 10

<10:exit

<11EXITM

<12endif

<13rept len

<14 db 0

<15endm

<16endm

<17.data

<18def_tab_50 15

<19 def_tab_50 5

<20.code

<21main:

<22 mov ax,@data

<23 mov ds,ax

<24exit:

<25 mov ax,4c00h

<26 int 21h

<27end main

ENDIF

Введите и оттранслируйте листинг 5. При этом не забывайте о том, что условные директивы действуют на шаге трансляции, и поэтому результат их работы можно увидеть только после макрогенерации, то есть в листинге программы. В нем вы увидите, что в результате трансляции строка 18 листинга 5 развернется в пятнадцать нулевых байт, а строка 19 оставит макрогенератор совершенно равнодушным, так как значение фактического операнда в строках 6 и 9 будет ложным. Обратите внимание, что для обработки реакции на ложный результат анализа в условной директиве мы использовали макродирективы EXITM и GOTO.

Другой интересный и полезный вариант применения директив IF и IFE -- отладочная печать. Суть здесь в том, что в процессе отладки программы почти всегда возникает необходимость динамически отслеживать состояние определенных программно- аппаратных объектов, в качестве которых могут выступать переменные, регистры микропроцессора и т. п. После этапа отладки отпадает необходимость в таких диагностических сообщениях. Для их устранения нужно корректировать исходный текст программы, после чего ее следует подвергнуть повторной трансляции. Но есть более изящный выход. Можно определить в программе некоторую переменную, к примеру debug, и использовать ее совместно с условными директивами IF или IFE. К примеру,

<1...

<2debug equ 1

<3...

<4.code

<5...

<6if debug

<7;любые команды и директивы ассемблера

<8;(вывод на печать или монитор)

<9endif

На время отладки и тестирования программы вы можете заключить отдельные участки кода в своеобразные операторные скобки в виде директив IF и ENDIF (строки 6-9 последнего фрагмента), которые реагируют на значение логической переменной debug. При значении debug = 0 транслятор полностью проигнорирует текст внутри этих условных операторных скобок; при debug = 1, наоборот, будут выполнены все действия, описанные внутри них.

4.3 Директивы IFDEF и IFNDEF

Синтаксис этих директив следующий:

IF(N)DEF символическое_имя

Фрагмент_программы_1

ELSE

Фрагмент_программы_2

ENDIF

Данные директивы позволяют управлять трансляцией фрагментов программы в зависимости от того, определено или нет в программе некоторое символическое_имя. Директива IFDEF проверяет, описано или нет в программе символическое_имя, и если это так, то в объектный модуль помещается фрагмент_программы_1. В противном случае, при наличии директивы ELSE, в объектный код помещается фрагмент_программы_2. Если же директивы ELSE нет (и символическое_имя в программе не описано), то вся часть программы между директивами IF и ENDIF игнорируется и в объектный модуль не включается.

Действие IFNDEF обратно IFDEF. Если символического_имени в программе нет, то транслируется фрагмент_программы_1. Если оно присутствует, то при наличии ELSE транслируется фрагмент_программы_2. Если ELSE отсутствует, а символическое_имя в программе определено, то часть программы, заключенная между IFNDEF и ENDIF, игнорируется.

В качестве примера рассмотрим ситуацию, когда в объектный модуль программы должен быть включен один из трех фрагментов кода. Какой из трех фрагментов будет включен в объектный модуль, зависит от значения некоторого идентификатора switch:

если switch = 0, то сгенерировать фрагмент для вычисления выражения y = x*2**n;

если switch = 1, то сгенерировать фрагмент для вычисления выражения y = x/2**n;

если switch не определен, то ничего не генерировать.

Соответствующий фрагмент исходной программы может выглядеть так:

ifndef sw ;если sw не определено, то выйти из макроса

EXITM

else ;иначе -- на вычисление

mov cl,n

ife sw

sal x,cl ;умножение на степень 2 сдвигом влево

else

sar x,cl ;деление на степень 2 сдвигом вправо

endif

endif

Как видим, эти директивы логически связаны с директивами IF и IFE, то есть их можно применять в тех же самых случаях, что и последние. Есть еще одна интересная возможность использования этих директив. На уроке 4 мы обсуждали формат командной строки и говорили об опциях, которые в ней можно задавать. Вспомните одну из опций командной строки TASM -- опцию /dидентификатор=значение. Ее использование дает возможность управлять значением идентификатора прямо из командной строки транслятора, не изменяя при этом текста программы. В качестве примера рассмотрим листинг 6, в котором мы попытаемся с помощью макроса контролировать процесс резервирования и инициализации некоторой области памяти в сегменте данных.

Листинг 6. Инициализация значения идентификатора из командной строки

<1;prg_13_5.asm

<2masm

<3model small

<4 stack 256

<5def_tab_50 macro len

<6ifndef len

<7display 'size_m не определено, задайте значение 10<size_m<50'

<8exitm

<9else

<10if len GE 50

<11GOTO exit

<12endif

<13if len LT 10

<14:exit

<15EXITM

<16endif

<17rept len

<18 db 0

<19endm

<20endif

<21endm

<22;size_m=15

<23.data

<24def_tab_50 size_m

<25

<26.code

<27main:

<28 mov ax,@data

<29 mov ds,ax

<30exit:

<31 mov ax,4c00h

<32 int 21h

<33end main

Запустив этот пример на трансляцию, вы получите сообщение о том, что забыли определить значение переменной size_m. После этого попробуйте два варианта действий:

1. Определите где-то в начале исходного текста программы значение этой переменной с помощью equ: size_m equ 15

2. Запустите программу на трансляцию командной строкой вида tasm /dsize_m=15 /zi prg_13_2,,,

В листинге 6 мы использовали еще одну возможность транслятора -- директиву display, с помощью которой можно формировать пользовательское сообщение в процессе трансляции программы.

4.4 Директивы IFB и IFNB

Синтаксис этих директив следующий:

IF(N)B аргумент

фрагмент_программы_1

ELSE

фрагмент_программы_2

ENDIF

Данные директивы используются для проверки фактических параметров, передаваемых в макрос. При вызове макрокоманды они анализируют значение аргумента, и в зависимости от того, равно оно пробелу или нет, транслируется либо фрагмент_программы_1, либо фрагмент_программы_1. Какой именно фрагмент будет выбран, зависит от кода директивы:

Директива IFB проверяет равенство аргумента пробелу. В качестве аргумента могут выступать имя или число. Если его значение равно пробелу (то есть фактический аргумент при вызове макрокоманды не был задан), то транслируется и помещается в объектный модуль фрагмент_программы_1. В противном случае, при наличии директивы ELSE, в объектный код помещается фрагмент_программы_1. Если же директивы ELSE нет, то при равенстве аргумента пробелу вся часть программы между директивами IFB и ENDIF игнорируется и в объектный модуль не включается.

Действие IFNB обратно IFB. Если значение аргумента в программе не равно пробелу, то транслируется фрагмент_программы_1. В противном случае, при наличии директивы ELSE, в объектный код помещается фрагмент_программы_1. Если же директивы ELSE нет, то вся часть программы (при неравенстве аргумента пробелу) между директивами IFNB и ENDIF игнорируется и в объектный модуль не включается.

В качестве типичного примера применения этих директив предусмотрим строки в макроопределении, которые будут проверять, указывается ли фактический аргумент при вызове соответствующей макрокоманды:

show macro reg

ifb <reg>

display 'не задан регистр'

exitm

endif

endm

Если теперь в сегменте кода вызвать макрос show без аргументов, то будет выведено сообщение о том, что не задан регистр и генерация макрорасширения будет прекращена директивой exitm.

4.5 Директивы IFIDN, IFIDNI, IFDIF и IFDIFI

Эти директивы позволяют не просто проверить наличие или значение аргументов макрокоманды, но и выполнить идентификацию аргументов как строк символов.

Синтаксис этих директив:

IFIDN(I) аргумент_1,аргумент_2

фрагмент_программы_1

ELSE

фрагмент_программы_2

ENDIF

IFDIF(I) аргумент_1,аргумент_2

фрагмент_программы_1

ELSE

фрагмент_программы_2

ENDIF

В этих директивах проверяются аргумент_1 и аргумент_2 как строки символов. Какой именно код -- фрагмент_программы_1 или рагмент_программы_1 -- будет транслироваться по результатам сравнения, зависит от кода директивы. Парность этих директив объясняется тем, что они позволяют учитывать либо не учитывать различие строчных и прописных букв. Так, директивы IFIDNI и IFDIFI игнорируют это различие, а IFIDN и IFDIF -- учитывают.

Директива IFIDN(I) сравнивает символьные значения аргумент_1 и аргумент_2. Если результат сравнения положительный, то фрагмент_программы_1 транслируется и помещается в объектный модуль. В противном случае, при наличии директивы ELSE, в объектный код помещается фрагмент_программы_1. Если же директивы ELSE нет, то вся часть программы между директивами IFIDN(I) и ENDIF игнорируется и в объектный модуль не включается.

Действие IFDIF(I) обратно IFIDN(I). Если результат сравнения отрицательный (строки не совпадают), транслируется фрагмент_программы_1. В противном случае все происходит аналогично рассмотренным ранее директивам.

Как мы уже упоминали, эти директивы удобно применять для проверки фактических аргументов макрокоманд. К примеру, проверим, какой из регистров -- al или ah -- передан в макрос в качестве параметра (проверка проводится без учета различия строчных и прописных букв):

show macro rg

ifdifi <al>,<rg>

goto M_al

else

ifdifi <ah>,<rg>

goto M_ah

else

exitm

endif

endif

M_al

M_ah

endm

ENDIF

4.6 Вложенность директив условной трансляции

Как мы неоднократно видели в приведенных выше примерах, TASM допускает вложенность условных директив компиляции. Более того, так как вложенность требуется довольно часто, TASM предоставляет набор дополнительных директив формата ELSEIFxxx, которые заменяют последовательность подряд идущих ELSE и IFxxx в структуре:

IFxxx

ELSE

IFxxx

ENDIF

ENDIF

Эту последовательность условных директив можно заменить эквивалентной последовательностью дополнительных директив:

Ifxxx

ELSEIFxxx

ENDIF

Наличие xxx в ELSExxx говорит о том, что каждая из директив IF, IFB, IFIDN и т. д. имеет аналогичную директиву ELSEIF, ELSEIFB, ELSEIFIDN и т. д. В конечном итоге это улучшает читаемость кода. В последнем примере фрагмента макроса, проверяющем, имя какого регистра было передано в макрос, наблюдается подобная ситуация. Последовательность ELSE и IFDIFI можно записать так, как в строке 4:

<1show macro rg

<2ifdifi <al>,<rg>

<3goto M_al

<4elseifdifi <ah>,<rg>

<5 goto M_ah

<6else

<7exitm

<8endif

<9:M_al

<10...

<11:M_ah

<12...

<13endm

5. Директивы генерации ошибок

В языке TASM есть ряд директив, называемых директивами генерации пользовательской ошибки. Их можно рассматривать и как самостоятельное средство, и как метод, расширяющий возможности директив условной компиляции. Они предназначены для обнаружения различных ошибок в программе, таких как неопределенные метки или пропуск параметров макроса.

Директивы генерации пользовательской ошибки по принципу работы можно разделить на два типа:

безусловные директивы, генерирующие ошибку трансляции без проверки каких-либо условий;

условные директивы, генерирующие ошибку трансляции после проверки определенных условий.

Большинство директив генерации ошибок имеют два обозначения, хотя принцип их работы одинаков. Второе название отражает их сходство с директивами условной компиляции. При дальнейшем обсуждении такие парные директивы будут приводиться в скобках.

5.1 Безусловная генерация пользовательской ошибки

К безусловным директивам генерации пользовательской ошибки относится только одна директива -- это ERR (.ERR).

Данная директива, будучи вставлена в текст программы, безусловно приводит к генерации ошибки на этапе трансляции и удалению объектного модуля. Она очень эффективна при ее использовании с директивами условной компиляции или в теле макрокоманды с целью отладки. К примеру, эту директиву можно было бы вставить в ту ветвь программы (в последнем рассмотренном нами макроопределении), которая выполняется, если указанный в качестве аргумента регистр отличен от al и ah:

show macro rg

ifdifi <al>,<rg>

goto M_al

else

ifdifi <ah>,<rg>

goto M_ah

else

Err

endif

endif

endm

Если после определенного таким образом макроопределения в сегменте кода вызвать макрокоманду show с фактическим параметром, отличным от имен регистров ah или al, будет сгенерирована ошибка компиляции (с текстом «User error»), сам процесс компиляции прекращен и, естественно, объектный модуль создан не будет.

Остальные директивы являются условными, так как их поведение определяют некоторые условия.

5.2 Условная генерация пользовательской ошибки

Набор условий, на которые реагируют директивы условной генерации пользовательской ошибки, такой же, как и у директив условной компиляции. Поэтому и количество этих директив такое же. К их числу относятся следующие директивы: