Асамблер

Синтаксис асемблера
Речення, що складають програму, можуть являти собою синтаксичну конструкцію, що відповідає команді, макрокоманді, чи директиві коментарю. Для того щоб транслятор асемблера міг розпізнати їх, вони повинні формуватися по визначених синтаксичних правилах. Для цього найкраще використовувати формальний опис синтаксису мови на зразок правил граматики. Найбільш розповсюджені способи подібного опису мови програмування — синтаксичні діаграми і розширені форми Бекуса—Наура. Для практичного використання більш зручні синтаксичні діаграми. Приміром, синтаксис речень асемблера можна описати за допомогою синтаксичних діаграм, показаних на наступних малюнках.

Синтаксис асемблера
Формат речення асемблера

Синтаксис асемблера
Формат директив

Синтаксис асемблера
Формат команд и макрокоманд

Синтаксис асемблера
ім'я мітки — ідентифікатор, значенням якого є адреса першого байта тієї Речення вихідного тексту програми, що він позначає;
ім'я — ідентифікатор, що відрізняє дану директиву від інших однойменних директив. У результаті обробки асемблером визначеної директиви цьому імені можуть бути привласнені визначені характеристики;
код операції (КОП) і директива — це мнемонічні позначення відповідної машинної команди, чи макрокоманди директиви транслятора;
операнди — частини команди, чи макрокоманди директиви асемблера, що позначають об'єкти, над якими виробляються дії. Операнди асемблера описуються виразами з числовими і текстовими константами, мітками й ідентифікаторами перемінних з використанням знаків операцій і деяких зарезервованих слів.

Синтаксис асемблера
Припустимими символами при написанні тексту програм є:
усі латинські букви: A—Z, a—z. При цьому заголовні і малі літери вважаються еквівалентними;
цифри від 0 до 9;
знаки ?, @, $, _, &;
роздільники , . [ ] ( ) < > { } + / * % ! ' " ? \ = # ^.
Речення асемблера формуються з лексем, що представляють собою синтаксично нероздільні послідовності припустимих символів мови, що мають зміст для транслятора.

Синтаксис асемблера
Лексемами є:
ідентифікатори — послідовності припустимих символів, що використовуються для позначення таких об'єктів програми, як коди операцій, імена перемінних і назви міток. Правило запису ідентифікаторів полягає в наступному: ідентифікатор може складатися з одного чи декількох символів. Як символи можна використовувати букви латинського алфавіту, цифри і деякі спеціальні знаки — _, ?, $, @. Ідентифікатор не може починатися символом цифри. Довжина ідентифікатора може бути до 255 символів, хоча транслятор сприймає лише перші 32, а інші ігнорує. Регулювати довжину можливих ідентифікаторів можна з використанням опції командного рядка mv. Крім цього існує можливість указати транслятору на те, щоб він розрізняв прописні і малі літери або ігнорував їхнє розходження (що і робиться за замовчуванням). Для цього застосовуються опції командного рядка /mu, /ml, /mx;
ланцюг символів — послідовності символів, укладені в одинарних чи подвійних лапок;
цілі числа в одній з наступних систем числення: двійковій, десятковій, шістнадцятирічній.

Синтаксис асемблера
Ототожнення чисел при записі їх у програмах на асемблері виробляється за визначеними правилами:
Десяткові числа не вимагають для свого ототожнення вказівки яких-небудь додаткових символів, наприклад 25 чи 139.
Для ототожнення у вихідному тексті програми двійкових чисел необхідно після запису нулів і одиниць, що входять у їхній склад, поставити латинське “b”, наприклад 10010101b.
шістнадцятирічні числа мають більше умовностей при своєму записі.

Синтаксис асемблера
Умовності при записі шістнадцятирічних чисел :
По-перше, вони складаються з цифр 0...9, рядкових і прописних букв латинського алфавіту a, b, c, d, e, f чи A, B, C, D, E, F.
По-друге, у транслятора можуть виникнути труднощі з розпізнаванням шістнадцятирічних чисел через те, що вони можуть складатися як з одних цифр 0...9 (наприклад 190845), так і починатися з букви латинського алфавіту (наприклад ef15). Для того щоб "пояснити" транслятору, що дана лексема не є десятковим числом чи ідентифікатором, програміст повинний спеціальним чином виділяти шістнадцятирічне число. Для цього на кінці послідовності шістнадцятирічних цифр, що складають шістнадцятирічне число, записують латинську букву “h”. Це обов'язкова умова. Якщо шістнадцятирічне число починається з букви, то перед ним записується ведучий нуль: 0ef15h.

Синтаксис асемблера
Практично кожне речення містить опис об'єкта, над яким чи за допомогою якого виконується деяка дія. Ці об'єкти називаються операндами.
ОПЕРАНДИ — це об'єкти (деякі значення, регістри чи комірки пам'яті), на які діють інструкції чи директиви, або це об'єкти, що чи визначають уточнюють дію інструкцій чи директив.
Операнди можуть комбінуватися з арифметичними, логічними, побітовими й атрибутивними операторами для розрахунку деякого значення чи визначення комірки пам'яті, на яку буде впливати дана команда чи директива.

Класифікація операндів
· постійні, чи безпосередні, операнди
· адресні операнди
· переміщувані операнди
· лічильник адреси
· реєстровий операнд
· базовий і індексний операнди
· структурні операнди

Операнди
Постійні чи безпосередні операнди — число, рядок, чи ім'я вираження, що мають деяке фіксоване значення. Ім'я не повинне бути переміщуваним, тобто залежати від адреси завантаження програми в пам'ять. Наприклад, воно може бути визначено операторами equ чи =.
num equ 5
imd = num-2
mov al,num ;еквівалентно mov al,5
;5 тут безпосередній операнд
add [si],imd ; imd=3 - безпосередній операнд
mov al,5 ;5 - безпосередній операнд
У даному фрагменті визначаються дві константи, що потім використовуються в якості безпосередніх операндів у командах пересилання mov і додавання add.

Адресні операнди
Адресні операнди — задають фізичне розташування операнда в пам'яті за допомогою вказівки двох складових адрес: сегмента і зсуву

Адресні операнди
mov ax,0000h
mov ds,ax
mov ax,ds:0000h ;записати слово в ax з області
;пам'яті по фізичній адресі 0000:0000
Тут третя команда mov має адресний операнд.

Переміщувані операнди
Переміщувані операнди — будь-які символьні імена, що представляють деякі адреси пам'яті. Ці адреси можуть позначати місце розташування в пам'яті деяких інструкції (якщо операнд — мітка) чи даних (якщо операнд — ім'я області пам'яті в сегменті даних).
Переміщувані операнди відрізняються від адресних тим, що вони не прив'язані до конкретної адреси фізичної пам'яті. Сегментна складова адреси переміщуваного операнда невідома і буде визначена після завантаження програми в пам'ять для виконання.

Переміщувані операнди
data segment
mas_w dw 25 dup (0)
…
code segment
…
lea si,mas_w ;mas_w - переміщуваний операнд
У цьому фрагменті mas_w — символьне ім'я, значенням якого є початкова адреса області пам'яті розміром 25 слів. Повна фізична адреса цієї області пам'яті буде відома тільки після завантаження програми в пам'ять для виконання.

Лічильник адреси
Лічильник адреси — специфічний вид операнда. Він позначається знаком $. Специфіка цього операнда в тім, що коли транслятор замість нього поточне значення лічильника адреси. Значення лічильника адреси, чи, як його іноді називають, лічильника розміщення, являє собою зсув поточної машинної команди відносно початку сегмента коду. У форматі лістінгу лічильнику адреси відповідає другий чи третій стовпчик (у залежності від того, є присутнім чи ні в лістінгу стовпчик з рівнем вкладеності). Якщо взяти в якості приклад будь-який лістінг, то видно, що при обробці транслятором чергової команди асемблера лічильник адреси збільшується на довжину сформованої машинної команди. Важливо правильно розуміти цей момент.

Домашнє завдання
Проаналізувати використання наступних операндів:
Базовий і індексний
Структурний
Запису

Оператори
Типи операторів асемблера і синтаксичні правила формування виразів асемблера.
· Арифметичні оператори
· Оператори зсуву
· Оператори порівняння
· Логічні оператори
· Індексний оператор
· Оператор перевизначення типу
· Оператор перевизначення сегмента
· Оператор іменування типу структури
· Оператор одержання сегментної складової адреси виразу
· Оператор одержання зсуву виразу

Оператори і їхній пріоритет

Арифметичні оператори
Арифметичні оператори. До них відносяться:
унарні “+” і “–”;
бінарні “+” і “–”;
множення “*”;
цілочисельного ділення “/”;
одержання залишку від ділення “mod”.

Арифметичні оператори
tab_size equ 50 ;розмір масиву в байтах
size_el equ 2 ;розмір елементів
…
;обчислюється число елементів масиву і заноситься врегістр cx
mov cx,tab_size / size_el ;оператор “/”

Арифметичні оператори

Оператори зсуву
Оператори зсуву виконують зсув виразу на зазначену кількість розрядів
mask_b equ 10111011
…
mov al,mask_b shr 3 ;al=00010111

Оператори порівняння
Оператори порівняння (повертають значення “істина” чи “неправда”) призначені для формування логічних виразів. Логічне значення “істина” відповідає цифровій одиниці, а “неправда” — нулю. Наприклад,
tab_size equ 30 ;розмір таблиці
…
mov al,tab_size ge 50 ;завантаження розміру таблиці в al cmp al,0
;якщо tab_size < 50, то
je m1 ;перехід на m1
…
m1:
…

Оператори порівняння
У цьому прикладі якщо значення tab_size більше чи дорівнює 50, то результат у al дорівнює 0ffh, а якщо tab_size менше 50, то al дорівнює 00h. Команда cmp порівнює значення al з нулем і установлює відповідні прапори в flags/eflags. Команда je на основі аналізу цих прапорів передає чи не передає керування на мітку m1.

Оператори порівняння

Логічні оператори
Логічні оператори виконують над виразами побітові операції. Вирази повинні бути абсолютними, тобто такими, чисельне значення яких може бути обчислено транслятором. Наприклад:
flags equ 10010011
mov al,flags xor 01h ;al=10010010;пересилання в al поле flags з
;інвертованим правим бітом

Індексний оператор
Індексний оператор [ ]. Не дивуйтеся, але дужки теж є оператором, і транслятор їхню наявність сприймає як вказівку скласти значення вираження_1 за цими дужками з вираження_2, взятим у дужки Наприклад,
mov ax,mas[si];пересилання слова за адресою mas+(si) у регістр ax

Оператор перевизначення типу
Оператор перевизначення типу ptr застосовується для перевизначення чи уточнення типу чи мітки змінної, обумовленим виразом.
d_wrd dd 0
...
mov al,byte ptr d_wrd+1
;пересилання другого байта з подвійного слова

Оператор перевизначення сегмента
Змушує обчислювати фізичну адресу відносно конкретно заданої сегментної складової: "ім'я сегментного регістра", "ім'я сегмента" з відповідної директиви SEGMENT чи "ім'я групи"
code
...
jmp met1 ;обхід обов'язковий, інакше поле іnd буде трактуватися
;як чергова команда
іnd db 5 ;опис поля даних у сегменті команд
met1:
...
mov al,cs:іnd ;перевизначення сегмента дозволяє працювати з
;даними, визначеними всередині сегмента коду

Оператор перевизначення сегмента

Оператори іменування типу структури одержання сегментної складової адреси виразу
Оператор іменування типу структури . (крапка) також змушує транслятор робити визначені обчислення, якщо він зустрічається у виразі.
Оператор одержання сегментної складової адреси виразу seg повертає фізичну адресу сегмента для виразу, у якості якого можуть виступати мітка, змінна, ім'я сегмента, ім'я групи чи деяке символічне ім'я.

Оператор одержання зсуву виразу offset
Оператор одержання зсуву виразу offset дозволяє одержати значення зсуву виразу у байтах відносно початку того сегмента, у якому вираз визначений.
. data
pole dw 5
...
.code
...
mov ax,seg pole
mov es,ax
mov dx,offset pole ;тепер у парі es:dx повна адреса pole

Директиви сегментації
Мікропроцесор має шість сегментних регістрів, за допомогою яких може одночасно працювати:
с одним сегментом коду;
с одним сегментом стека;
с одним сегментом даних;
с трьома додатковими сегментами даних.

Директиви сегментації

Операнди в директиві SEGMENT
Атрибут вирівнювання сегмента (тип вирівнювання) повідомляє розроблювачу про те, що потрібно забезпечити розміщення початку сегмента на заданій границі.
BYTE — вирівнювання не виконується.
WORD — сегмент починається за адресою, що кратна двом
DWORD — сегмент починається за адресою, що кратна чотирьом
PARA — сегмент починається за адресою, що кратна 16
PAGE — сегмент починається за адресою, що кратна 256
MEMPAGE — сегмент починається за адресою, що кратна 4 КБ
За замовчуванням тип вирівнювання має значення PARA.

Операнди в директиві SEGMENT
Атрибут комбінування сегментів (комбінаторний тип) повідомляє розроблювачу , як потрібно комбінувати сегменти різних модулів, що мають те саме ім'я.
PRIVATE — сегмент не буде поєднуватися з іншими сегментами з тим же ім'ям поза даним модулем;
PUBLIC — розроблювач змушує з'єднати всі сегменти з однаковими іменами.
COMMON — розташовує всі сегменти із тим самим ім'ям за однією адресою.
AT xxxx — розташовує сегмент по абсолютній адресі параграфа
STACK — визначення сегмента стека. Змушує розроблювача з'єднати всі однойменні сегменти й обчислювати адреси в цих сегментах щодо регістра ss.
За замовчуванням атрибут комбінування приймає значення PRIVATE.

Операнди в директиві SEGMENT
Атрибут класу сегмента (тип класу) — це укладений в лапки рядок, що допомагає розроблювачу визначити відповідний порядок проходження сегментів при збиранні програми із сегментів декількох модулів.
Атрибут розміру сегмента. Для процесорів сегменти можуть бути 16, 32 та 64-розрядними. Це впливає, насамперед, на розмір сегмента і порядок формування фізичної адреси усередині нього. Атрибут може приймати наступні значення:
USE16 — це означає, що сегмент допускає 16-розрядну адресацію. При формуванні фізичної адреси може використовуватися тільки 16-розрядний зсув. Відповідно, такий сегмент може містити до 64 Кбайт коду чи даних;
USE32 — сегмент буде 32-розрядним. При формування фізичної адреси може використовуватися 32-розрядний зсув. Тому такий сегмент може містити до 4 Гбайт коди чи даних.

Директива MODEL
Обов'язковим параметром директиви MODEL є модель пам'яті. Цей параметр визначає модель сегментації пам'яті для програмного модуля. Передбачається, що програмний модуль може мати тільки визначені типи сегментів, що визначаються згаданими нами раніше спрощеними директивами опису сегментів.

Спрощені директиви визначення сегмента

Директива MODEL
При використанні директиви MODEL транслятор робить доступними кілька ідентифікаторів, до яких можна звертатися під час роботи програми, для того, щоб одержати інформацію про ті чи інші характеристики даної моделі пам'яті