Как написать программу на языке ассемблера

Встроенная сборка доступна только для целевых объектов x86. Для аналогичных функций в коде x64 или ARM64 используйте встроенные функции компилятора.

Если при создании функции используется встроенный код ассемблера, можно легко передать аргументы в функцию и вернуть из нее значение. В следующих примерах сравнивается функция, написанная для отдельного сборщика, и функция, перезаписанная для встроенного кода на языке ассемблера. Функция power2 получает два параметра путем умножения первого параметра на 2 в степени второго параметра. Как отдельный файл ассемблеров функция может выглядеть следующим образом:

; power2.asm ; x86 code for C interop ; Command line: ml /c /Cx /W3 /WX power2.asm .686P .XMM .MODEL flat PUBLIC _power2 ; int power2(int num, int power); ; computes num x 2^power _TEXT SEGMENT _power2 PROC push ebp ; save EBP mov ebp, esp ; Move ESP into EBP so we can refer ; to arguments on the stack mov eax, [ebp+8] ; load first argument mov ecx, [ebp+12] ; load second argument shl eax, cl ; compute result in EAX pop ebp ; restore EBP ret _power2 ENDP _TEXT ENDS END

Так как он записывается как отдельный файл ассемблера, функция требует отдельных шагов сборки и связывания. Аргументы функций C и C++ обычно передаются в стек, поэтому эта версия функции power2 обращается к аргументам по их позициям в стеке. (Директива MODEL , доступная в MASM и некоторых других ассемблерах, также позволяет получать доступ к аргументам стека и локальным переменным стека по имени.)

ЯЗЫК АССЕМБЛЕРА С НУЛЯ | #1 НАЧАЛО

Пример

В следующей программе функция power2 написана со встроенным кодом на языке ассемблера.

// Power2_inline_asm.c // compile with: /EHsc // processor: x86 #include int power2( int num, int power ); int main( void ) < printf_s( «3 times 2 to the power of 5 is %dn», power2( 3, 5) ); >int power2( int num, int power ) < __asm < mov eax, num ; Get first argument mov ecx, power ; Get second argument shl eax, cl ; EAX = EAX * ( 2 to the power of CL ) >// Return with result in EAX >

Встроенная версия функции power2 ссылается на аргументы по имени и отображается в том же исходном файле, что и остальные части программы. Кроме того, для этой версии требуется меньше инструкций сборки.

Поскольку встроенная версия функции power2 не выполняет оператор return С, при компилировании на уровне предупреждений 2 или выше отображается безвредное предупреждение. Функция возвращает значение, но компилятор не может сказать, что это происходит при отсутствии return оператора . С помощью #pragma warning можно отключить создание этого предупреждения.

Завершение блока, относящегося только к системам Майкрософт

Источник: learn.microsoft.com

Язык ассемблера

Пусть необходимо вычислить сумму двух двоичных чисел, хранящихся в памяти машины, и поместить результат в некоторую ячейку памяти. Для этого используем некоторый регистр в качестве накопителя, т. е. для хранения промежуточных результатов вычислений. Необходимые команды:

Hello World на Ассемблере (x86)

1.«Загрузить» содержимое первой ячейки памяти в регистр общего назначения, используемый в качестве накопителя. По команде загрузки производится выборка содержимого первой ячейки памяти (оставляя содержимое самой ячейки неизменным) и запоминание его в нашем регистре-накопителе, при этом предыдущее содержимое этого регистра теряется.

2.«Сложить» содержимое второй ячейки памяти с содержимым регистра-накопителя. Как мы знаем, содержимое второй ячейки остается неизменным, а результат сложения по окончании выполнения команды оказывается в регистре-накопителе.

3.«Запомнить» результат, находящийся пока в регистре, в некоторой ячейке памяти. Таким образом, третья ячейка памяти, как и регистр, содержит результат сложения содержимых первых двух ячеек.

Предположим, что в рассмотренном примере первое число хранилось в ячейке 256, второе — в ячейке 260, и результат требовалось поместить в ячейку 249- Регистр 6 был выбран в качестве накопителя. Соответствующие команды машинного языка IBM 360 таковы:

В большинстве программ команд значительно больше. Однако и в рассмотренном выше примере для задания необходимых команд на машинном языке потребовалось задать 96 (3×32) нулей и единиц. Ошибка хотя бы в одном бите привела бы к неверному конечному результату. Кроме того, программы на машинном языке очень трудны в составлении и для понимания из-за отсутствия соответствия между языком машины и обычным «человеческим» языком.

Можно добиться некоторого упрощения, применяя шестнадцатеричную систему счисления для краткой записи цепочек двоичных цифр. В результате каждая группа из четырех битов заменяется соответствующей шестнадцатеричной цифрой. Проведение подобных преобразований было описано в предыдущей главе. Машинная программа в шестнадцатеричном представлении будет выглядить так:

Это значительное улучшение по сравнению с двоичной формой машинного языка. Для программирования сложения двух чисел вместо 96 двоичных цифр теперь требуется написать всего лишь 3×8=24 шестнадцатеричных. В самом деле, наиболее удобной формой представления двоичной информации является шестнадцатеричная форма. Но все же команды машинного языка независимо от формы их представления лишь очень отдаленно напоминают о действиях, которые в соответствии с, ними выполняются.

Нужно попытаться представить операции машинного языка и адреса в форме более понятной программисту. Этой цели служит язык ассемблера. Символические формы представления, или мнемоники кодов операций, позволяют нам, например, писать Lвместо кода операции «Загрузка» (LOAD), А вместо кода операции «Сложение» (ADD),

STвместо кода операции «Запись в память» (STORE). Применение мнемоник исключает необходимость использования двоичных кодов операций машинного языка.

Но гораздо более важным является то, что в языке ассемблера можно использовать символические имена для указания адресов памяти, регистров и констант. Результат применения символа в программе будет тот же, как если бы мы указали его двоичный эквивалент.

Но поскольку выбор символа для представления некоторого числа или ячейки памяти зависит только от нас, то мы можем выбрать для этой цели символ, характеризующий данное число. Например, если программа вычисляет среднее значение нескольких чисел, то для обозначения адреса ячейки, в которой будет находиться результат, можно выбрать символ AVERAGE(СРЕДНЕЕ). Если мы не используем символов для обозначения ячеек памяти, то необходимо знать физические адреса тех ячеек, в которых хранится обрабатываемая информация. Использование символов облегчает программирование, поскольку оно устраняет необходимость иметь дело с действительными машинными адресами.

Возвращаясь к нашему примеру, назовем три ячейки памяти NUM- BER1, NUMBER2 и NUMсоответственно и регистр 6 — REGSIX. Теперь мы можем переписать команды так:

Несмотря на то что кое-что в нашем примере еще не совсем ясно, очевидно, что программу на ассемблере гораздо легче и писать и воспринимать, чем программу в машинных кодах.

Язык ассемблера — это символическое представление машинного языка. Каждой правильной команде языка ассемблера соответствует команда машинного языка, и каждой команде, записанной на языке ассемблера в некоторой программе, соответствует команда окончательной программы на машинном языке.

Программа, переведенная на язык машины, может быть выполнена ЭВМ. При работе по программе ЭВМ выполняет указанные действия так, как это было описано в предыдущей главе. Таким образом, трансляция и выполнение — два различных этапа обработки программы, написанной на символическом языке.

Существуют языки, такие, как, например, ФОРТРАН, программы на которых гораздо больше походят на математическое или словесное описание необходимых вычислений. На ФОРТРАНе рассмотренная выше программа будет выглядить так:

Рис. 3.1. Иерархия языков.

Как писать программы на ассемблере

В отличие от языков программирования высокого уровня, язык ассемблера поставляется без среды разработки программ. Поэтому разработчику приходится самостоятельно контролировать весь процесс создания программы. Для языка ассемблера этот процесс включает в себя следующие этапы:

1. Постановка задачи (точное и подробное описание функциональности будущей программы, а также описание всех входных и выходных данных и способа их передачи программе);
2. Разработка алгоритма программы (построение блок схемы, граф-схемы или текстовое или математическое описание решения);
3. Формализация алгоритма (запись алгоритма на языке программирования).
   Создание текстового файла программы с расширением .asm (например my.asm ). Отсутствие среды разработки позволяет программисту самостоятельно выбрать текстовый редактор для написания кода программы. Для этой цели подойдет любой текстовый редактор с нумерацией строк, мы рекомендуем редактор, встроенный в оболочку «FAR Manager».
4. Компиляция программы;
   Компиляция — процесс перевода программы из текстового вида в машинный код. При использовании компилятора фирмы Borland необходимо выполнить:
   tasm my.asm
   т.е. запускаем компилятор tasm и передаем с командной строки имя файла, содержащего программу. Если программа имеет синтаксические ошибки, компилятор выдаст сообщение об ошибке с указанием номера строки и описанием для каждой ошибки (нужно вернуться на этап №3 и исправить синтаксические ошибки).
   В случае успешной компиляции будет создан файл, содержащий объектный код программы my.obj , который ещё не является исполняемым модулем.
5. Компоновка программы;
   Компоновка — создание из файла объектного кода исполняемого модуля.
   tlink my.obj
   В качестве параметра компоновщик tlink принимает имя файла содержащего объектный код программы (в нашем случае — my.obj ). В случае успешной компоновки будет создан исполняемый модуль my.exe
6. Запуск и тестирование исполняемого модуля программы.
   На данном этапе необходимо проверить, соответствует ли написанная программа постановке задачи, сделанной нами на этапе №1. Неправильная работа программы говорит об алгоритмической ошибке (семантическая ошибка), поэтому для успешного её устранения нужно вернуться на этап разработки алгоритма (этап №2).

Написание первой программы на языке ассемблера

1. Постановка задачи. Написать программу, которая выводит на экран строчку «Привет!».
2. Разработка алгоритма программы. Алгоритм линейный, разработки не требует.
3. Формализация (запись) алгоритма
   В текстовом редакторе создаем файл privet.asm и записываем в него следующий код (без номеров строк) :

Описание программы privet.asm

Строки 1 — 3 программы privet.asm содержат описание сегмента данных. Сегмент данных — область память, в которой будут храниться данные для наших программ.
Строки 5 — 17 — это код программы, её исполняемая часть.
В 8 и 9 строках выполняется настройка сегмента данных программы.
Строки 11 — 13 — вывод строки на экран при помощи функции №9 прерывания 21h (подробнее о функциях и работе с ними на следующей лабораторной работе).
15 и 16 строки — стандартное завершение программы.
После символа ‘;’ пишутся комментарии, они не обрабатываются компилятором.

Переход на новую строку

Для организации перехода на новую строку достаточно вывести на экран символы перевода строки и возврата каретки (CR/LF). Эти символы имеют коды 10 и 13. Если в нашей программе необходимо после вывода строки перейти на новую, то для этого достаточно переписать вторую строку программы:

mes2 db ‘Выводим строку и переходим на новую. ‘, 10 , 13 , ‘$’

Переход на новую строку можно выполнить и до вывода сообщения на экран:

mes3 db 10 , 13 , ‘Выводим с новой строки. $’

Задание для выполнения

Написать программу, которая выводит одно под другим следующие сообщения:
Привет!
Меня зовут компьютер!
До свидания!

Наша первая программа на ассемблере.

Наша первая программа на ассемблере будет в формате *.COM — как мы уже знаем, исполняемые файлы указанного формата очень крохотные (tiny) по размеру и состоят из одного сегмента, в котором размещаются код, данные и стек.

Ещё мы знаем, что в указанном формате пишутся резидентные программы, драйверы и вирусы.

Резидентная (TSR-программа, от англ. Terminate and Stay Resident) — это программа, которая после запуска передает управление операционной системе, но сама не завершается, а остаётся в оперативной памяти, реагируя на определённые действия пользователя. Например, при нажатии сочетания горячих клавиш делает снимок экрана.

Код в статьях отображается в удобочитаемой форме: каждая строка имеет свой номер, строки и код подсвечиваются. Чтобы скопировать «чистый исходник», наведите курсор мыши на текст, дождитесь всплывающего меню и нажмите в меню кнопочку «копировать» (изображение двух листочков бумаги с текстом). Чистый код не содержит нумерации строк!

Наша первая программа выведет на экран монитора (консоль) надпись «Hello, World!». Итак, как говорил Юрий Алексеевич, поехали!

Создаём исполняемый файл PRG.COM.

Для достижения нашей цели делаем следующее.

• Скачиваем с нашего сайта архив (DOS-1.rar) с предустановленными DOSBox и программами. Запускаем DOSBox. Стартует эмулятор MS-DOS и Norton Commander пятой версии.
• В папке D:TASM.2_0TASM находим текстовый файл PRG.ASM. Это обычный текстовый файл, который можно создать
  с помощью любого текстового редактора, с расширением ASM вместо TXT.
• В файл вносим код:

• В папке D:TASM.2_0TASM находим «батник» ASM-COM.BAT со следующим текстом:

Первая сторка — запуск транслятора с названием нашего файла с кодом, расположенного в одной директории с транслятором.

Вторая строка — запуск компилятора с параметрами /t /x и название объектного файла — prg.obj, получившегося в результате выполнения первой команды.

Чтобы посмотреть список всех возможных параметров с пояснениями для файлов tasm.exe и tlink.exe необходимо запустить эти программы без параметров. Если вы сделаете это, не выходя из оболочки NC, то, чтобы просмотреть чистое окно DOS нажмите Ctrl+O, чтобы вернуться в NC, нажмите сочетание клавиш повторно.

• После запуска ASM-COM.BAT в этой же директории появится файл prg.com. Запустив его мы увидим сообщение «Hello World!» в окне MS-DOS (при необходимости просмотра, снова применяем Ctrl+O).

Батник ASM-EXE.BAT предназначен для создания исполняемого файла формате *.EXE (предусматривает раздельную сегментацию для кода, данных и стека — наиболее распространённый формат исполняемых файлов DOS).

Батник COMPLEX.BAT предназначен для создания исполняемых файлов из двух файлов кода (названия обязательно должны быть prg.asm, prg1.asm).

Наша первая программа на ассемблере прекрасно работает!

TASMED (Tasm Editor) — среда разработки приложений DOS на ассемблере.

Выше мы рассмотрели стандартный подход к программированию на TASM в системе MS-DOS. Указанным алгоритмом создания программ можно пользоваться и далее.

Для более удобной работы с кодом целесообразно применять какую-либо среду разработки. Среда разработки — это громко сказано для времён MS-DOS, правильнее сказать — специфический редактор.

Можете попробывать TASMED в папке D:UTILSTASMED. Программа уже настроена и готова к использованию.

Первая программа на ассемблере в среде разработки TASMED.

• подсветка ассемблерного синтаксиса;
• возможность сохранения проектов под любым именем и в любой директории;
• работа как с TASM, так и MASM.

• только английский язык интерфейса, но английский программист должен знать лучше русского;
• слишком много настроек для текстового редактора.
  Хотя, в принципе, настройки — не проблема. Основное, что необходимо настроить — это соответствующие пути:
  Options->External->Assembler
  Options->External->Linker
  В общем, разобраться не сложно.

Практические советы: группирование проектов, русский язык в MS-DOS.

Для удобства группирования создаваемых программ можно создать отдельную папку (мы создали папку PROJECTS) в которой создавать папки названий проектов, куда копировать соответствующие файлы. Пока у нас — это PRG.ASM, PRG.OBJ, PRG.EXE. Однако, в зависимости от параметров и наших программ их может быть больше (PRG.MAP, PRG.SYM и др.).

В нашем случае, все программы, рассматриваемые в курсе обучения будут группироваться в директории D:WORK в соответствующих папках. Например, наша первая программа в папке D:WORKPRGCOM (файлы prg.asm и prg.com). Папку D:TASM.2_0PROJECTS оставляем пустой для ваших проектов и экспериментов.

Для того, чтобы в исходниках, которые вы будете просматривать в системе MS-DOS с использованием текстовых редакторов DOS и различных сред разработок нормально отображалась кириллица (например в комментариях к строкам кода) необходимо проделать следующие действия.

1. Запустить драйвер русской раскладки клавиатуры. В нашей запущенной MS-DOS системе на базе DOSBox это файл C:KEYRUSkeyrus.com. Впрочем, при запуске MS-DOS согласно нашим настройкам DOSBox, он запустится автоматически. При этом будет обеспечено не только отображение русского текста в текстовых редакторах, но и русскоязычная раскладка клавиатуры. Переключение раскладки Eng->Rus и наоборот — горячая клавиша «правый CTRL».
2. Текст исходников необходимо писать в текстовых редакторах или средах разработки DOS.
3. Если исходники пишутся в Windows редакторах, должна быть обеспечена русскоязычная кодировка текста — ASCII для DOS (CP866 или OEM866).

Русскоязычная кодировка текста — программа просмотра файлов Total Commander. Русскоязычная кодировка текста — используем Notepad++.

Конечно вопрос снимается сам собой, если комментарии писать на английском.

В следующей статье мы разберём код нашей первой программы на ассемблере.

Источник: planshet-info.ru