1 / 51

Системное программное обеспечение

Системное программное обеспечение. Лекции: Ассемблер, система прерываний, основы построения компиляторов, ассемблер «под Windows » Семинары: подготовка к лабораторным работам Лаб. работы: 4 – по специальному расписанию Зачет: (кафедральный) по лаб. работам Экзамен :

efrat
Download Presentation

Системное программное обеспечение

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Системное программное обеспечение Лекции: Ассемблер, система прерываний, основы построения компиляторов, ассемблер «под Windows» Семинары: подготовка к лабораторным работам Лаб. работы: 4 – по специальному расписанию Зачет: (кафедральный) по лаб. работам Экзамен: два вопроса и задача на ассемблере

  2. 1 Машинный языкСтруктурная схема микропроцессора i8086

  3. Регистры a) четыре регистра общего назначения (регистры данных): AX - регистр-аккумулятор, BX - базовый регистр, СХ - счетчик, DX - регистр-расширитель аккумулятора; б) три адресных регистра: SI - регистр индекса источника, DI - регистр индекса результата, BP - регистр-указатель базы; в) три управляющих регистра: SP - регистр-указатель стека, IP - регистр-счетчик команд, PSW - регистр флагов (слово состояния программы); г) четыре сегментных регистра: CS - регистр сегмента кодов, DS - регистр сегмента данных, ES - регистр дополнительного сегмента данных, SS - регистр сегмента стека.

  4. Организация основной памяти 0 1 2 3 4 5 6 7 … Адрес базы Смещение Схема адресация«база +смещение»: A = Aб + Асм Сегментная схема адресация микропроцессора i8086:

  5. Схема адресации Исполнительный адрес ОП Индекс SI, DI База BX, BP Смещение Disp + Исполнительный адрес (16) Указатель (32) Блок преобразования адресов Физический адрес (20) Сегментный адрес (16) Сегментный регистр SS Сегментный регистр ES Сегментный регистр DS Сегментный регистр CS

  6. Адресация сегментов 1. Сегмент кода: CS: IP 2. Сегменты данных: BX+DI + <Смещение> BX+SI + <Смещение> BP+DI + <Смещение> DS: BP+SI + <Смещение> ES: BX + <Смещение> BP + <Смещение> SI + <Смещение> DI + <Смещение> 3. Сегмент стека: SS:SP

  7. Слово состояния программы (PSW) О - флаг переполнения; D - флаг направления; I - флаг прерывания; Т - флаг трассировки; S - флаг знака: 1 - число < 0, 0 - число > 0; Z - флаг нуля: 1 - число = 0; А - флаг переноса из тетрады; P - флаг четности; С - флаг заема/переноса.

  8. Форматы машинных команд Префиксы Код операции 1 байт адресации 2 байта смещения 2 байта данных D - 1- в регистр, 0 - из регистра W - 1- операнды-слова, 0 - байты W=1 W=0 Sr Reg 000 AX 000 AL00 ES 001 CX 001 CL 01 CS 010 DX 010 DL 10 SS 011 BX 011 BL 11 DS 100 SP 100 AH 101 BP 101 CH 110 SI 110 DH 111 DI 111 BH Mod - 00 - Disp=0 байт 01 - Disp=1 байт 10 - Disp=2 байта 11 - операнды-регистры M = 000 EA=(BX)+(SI)+Disp 001 EA=(BX)+(DI) +Disp 010 EA=(BP)+(SI) +Disp 011 EA=(BP)+(DI) +Disp 100 EA=( SI) +Disp 101 EA=(DI) +Disp 110 EA=( BP)+ Disp * 111 EA=(BX) + Disp

  9. Примеры машинных команд 8 9 C B Примеры: 1) mov BX,CX 100010DW Mod Reg R/M 10001001 11 001 011 2) mov CX, 6[BX] 100010DW Mod Reg R/M См.мл.байт 10001011 01 001 111 00000110 3) mov byte ptr 6[BX], 10 1100011W Mod 000 R/M См.мл.байтДанные 11000110 01 000 111 00000110 00001010 8 B 4 F 0 6 C 6 4 7 0 6 0 A

  10. Ассемблер Предложения ассемблера бывают четырех типов: • команды или инструкции, представляющие собой символические аналоги машинных команд. В процессе трансляции инструкции ассемблера преобразуются в соответствующие команды системы команд микропроцессора; • макрокоманды — оформляемые определенным образом предложения текста программы, замещаемые во время трансляции другими предложениями; • директивы, являющиеся указанием транслятору ассемблера на выполнение некоторых действий. У директив нет аналогов в машинном представлении; • строки комментариев, содержащие любые символы, в том числе и буквы русского алфавита. Комментарии игнорируются транслятором.

  11. Формат команды ассемблера [<Метка> :] <Код операции > [<Спиcок операндов >] ; [<Комментарий>] Примеры: 1) m1: mov AX,BX ; пересылка числа 2) cbw 3) ; суммы по месяцам

  12. Определение полей памяти для размещения данных DB<Число>или (<Список чисел>)или? [<Имя поля>] DW < Количество > DUP ( <Список чисел > ) DD < Количество > DUP ( ? ) Примеры: adb12 db ? dw 1234H db5dup (?) b db ′A′ s dw 4,-1 k db 00001100b a 0 C ? 3 4 1 2 ? ? ? ? ? b 6 1 s 0 4 0 0 F F F F k 0 C

  13. Операнды команд ассемблера 1. Операндыкоманд ассемблера могут размещаться: а) в регистрах; б) в команде – литералы; в) в памяти. Примеры: 1) mov AX,10 2) mov AX, 6[BX+DI] 2. Длина операнда определяется: а) кодом команды: б) регистром: в) явно: byte ptr, word ptr, dword ptr Пример: mov 0[BX],10  mov word ptr 0[BX],10

  14. Команды пересылки / преобразования данных 1. Команда пересылки данных MOV <Адрес приемника>,< Адрес источника> Примеры: а) mov AX, BX б) mov SI, 1000 в) mov 0[DI], AL г) mov AX, code mov DS, AX Литерал Оперативная память AX,BX,CX,DX, SI, DI. SP, BP Сегментные регистры

  15. Команды пересылки / преобразования данных (2) 2. Команда обмена данных ХCHG <Операнд 1> , <Операнд 2> Примеры: а)xchgBX, CX б) xchgBX, 0[DI] 3. Команда загрузки исполнительного адреса LEA <Регистр> , <Операнд 2> Пример: а)leaBX, exword б)lea DI, 6[BX,SI] Адрес сегмента Смещение exword

  16. Команды пересылки / преобразования данных (3) 4-5. Команды загрузки указателя LDS <Регистр> ,<Операнд 2> LЕS <Регистр > ,<Операнд 2> Пример: ldsSI, exword 6-7. Команда записи слова в стеки извлечения из стека PUSH <Операнд> POP <Операнд> Примеры: pushSI pop 0[BX]

  17. Команды пересылки / преобразования данных (4) 8-9. Команды сложения ADD <Операнд 1>, <Операнд 2> ADC <Операнд 1>, <Операнд 2> Пример. Сложение 32-разрядных чисел mov AX,value1 add AX,value2 mov res,AX mov AX,value1+2 adc AX,value2+2 mov res+2,AX 10-11. Команды вычитания SUB <Операнд 1>, <Операнд 2> SBB <Операнд 1>, <Операнд 2> мл.байт ст.байт

  18. Команды пересылки / преобразования данных (5) 12. Команда сравнения СМP <Операнд 1> , <Операнд 2> Примеры: а) cmp AX,5 б)cmp byte ptr 0[BX],’A’ 13-14. Команда добавления/вычитания единицы INC<Операнд> DEC <Операнд> Примеры: inc AX dec byte ptr 8[BX,DI] 15. Команда изменения знака NEG <Операнд>

  19. Команды пересылки / преобразования данных (6) 16-17. Команды умножения MUL <Операнд> IМUL <Операнд> mov AX,4 imul word ptr A

  20. Команды пересылки / преобразования данных (7) 18-19. Команды «развертывания» чисел CBW ; AL -> AX CWD ; AX -> DX:AX

  21. Команды пересылки / преобразования данных (8) 20-21. Команды деления DIV <Операнд> IDIV <Операнд> mov AX,40 cwd idiv word ptr A

  22. Пример программирования выражения Сегмент кода: movCX,C add CX,8 mov BX,B dec BX mov AX,A add AX,C imul BX idiv CX movX,AX X = (A+C)(B-1)/(C+8) Сегмент данных: A dw 25 B dw -6 C dw 11 X dw ?

  23. Команды передачи управления 1. Команда безусловного перехода short JMPnear ptr<Символическое имя или адрес> far ptr Примеры: а)jmpshortLabel1 б) cycle:… jmp cycle в)jmpBX г) jmp dword ptr [BX]

  24. Команды передачи управления (2) 2. Команды условного перехода <Команда> <Символическое имя или адрес> Команды условного перехода: JZ– переход по "ноль"; JE – переход по "равно"; JNZ– переход по "не нуль"; JNE– переход по "не равно"; JL– переход по "меньше"; JNG, JLE– переход по "меньше или равно "; JG– переход по "больше"; JNL, JGE– переход по "больше или равно "; JA– переход по "выше" (беззнаковое “больше”); JNA, JBE– переход по "не выше"(беззнаковое “не больше”); JB– переход по "ниже" (беззнаковое “меньше”); JNB, JAE– переход по"не ниже" (беззнаковое “не меньше”).

  25. Условный переход на более чем 128 байт  jzzerojnzcontinue jmp zero continue: ...

  26. Программирование ветвлений cmp ... j<условие> ELSE <операции 1> jmpCOM ELSE: <операции 2> COM: <продолжение>

  27. Пример 1. Процедура определения большего числа Написать процедуру вычисления X=max(A,B): max proc near mov AX, A cmpAX, B ; сравнение A и B jlLESS; переход по меньше movX, AX jmpCONTINUE; переход на конец ветвления LESS: mov AX, B mov X, AX CONTINUE: ret maxendp

  28. Пример 2. Определение НОД (Ex1.asm) code segment assume cs:code,ds:code c dw ? a dw 24 b dw 18 begin proc far push DS mov AX,0 push AX mov AX,code mov DS,AX

  29. Пример. Определение НОД (2) mov ax,a mov bx,b cycl: cmp ax,bx je kon jl lit sub ax,bx jmp short com lit: sub bx,ax com: jmp cycl kon: mov c,ax ret begin endp code ends end begin cycl lit com kon

  30. Команды передачи управления (3) 3. Команды организации циклической обработки 1) Команда организации цикла LOOP < Символическое имя или адрес> Пример: movcx, loop_count begin_loop: < Телоцикла> … loop begin_loop

  31. Команды передачи управления (4) 2) Команда перехода по обнуленному счетчику JCXZ <адрес перехода> Пример: movcx, loop_count jcxz end_of_loop begin_loop: < Телоцикла > … loop begin_loop end_of_loop: ...

  32. Команды передачи управления (5) 3) Команды организации цикла с условием LООРE<Символическое имя или адрес> LOOPNE <Символическое имя или адрес> Пример: movCX, loop_count jcxz end_of_loop begin_loop: < Тело цикла> cmpal, 100 loopnebegin_loop end_of_loop: ...

  33. Программирование циклической обработки Определить сумму натуральных чисел 1..n. ; сегмент данных S dw 0 n dw 18 ; сегмент кода mov CX,n mov AX,0 cycle: add AX,CX loop cycle mov S,AX S=0 i=1,n S=S+i mov CX,n mov AX,0 mov BX,1 cycle: add AX,BX inc BX loop cycle mov S,AX

  34. Программирование обработки массивов A 4 6 -1 7 5 A dw 4,6,-1,7,5 Вариант 1 mov AX,0 lea BX,A mov CX,5 cycle:add AX,0[BX] add BX,2 loop cycle DS DS A A 4 6 -1 7 5 4 6 -1 7 5 S=0 BX BX i=1,n Вариант 2 mov AX,0 mov BX,0 mov CX,5 cycle:add AX,A[BX] add BX,2 loop cycle S=S+A[i]

  35. Программирование обработки матриц A db 2,3,1,-1,8 db 6,-8,5,4,7 db 8,6,3,1,6 mov BX,0 mov CX,3 cycle1: push CX mov CX,5 cycle2: ... A[BX] inc BX loop cycle2 pop CX loop cycle1 A 2 3 -1 -1 8 6 -8 5 4 7 A db 2,3,1,-1,8 db 6,-8,5,4,7 db 8,6,3,1,6 mov BX,0 mov CX,3 cycle1: push CX mov CX,5 cycle2: ... A[BX] inc BX loop cycle2 pop CX loop cycle1 8 6 -3 1 6 DS DI A 2 3 -1 -1 8 6 -8 5 4 7 8 6 -3 1 6 BX mov DI,0 mov CX,5 cycle1: push CX mov CX,3 mov BX,0 cycle2: ... A[BX,DI] add BX,5 loop cycle2 pop CX inc DI loop cycle1

  36. Пример Определить количество положительных, нулевых и отрицательных значений в массиве code segment assume cs:code,ds:code x dw 1,-1,3,0,15,-4,0 n dw 7 ng dw ? nl dw ? nz dw ? ; begin proc far push ds mov ax,0 push ax mov ax,code mov ds,ax

  37. Пример (2) Начало mov cx,n mov bx,0 mov di,bx mov si,bx again: cmp x[bx],0 jle less_or_eq inc di jmp short next less_or_eq: jl next inc si next: add bx,2 dec cx jnz again mov ax,n sub ax,di sub ax,si mov ng,di mov nl,ax mov nz,si ret begin endp code ends end begin ng=0 ng=0 nz=0 i=1,n >0 =0 x[i]  0 <0 ng=ng+1 ng=ng+1 nl=n-ng-nz Конец

  38. Команды передачи управления (6) 4) Команды вызова подпрограмм а) Команда вызова процедуры CALL<Символическое имя или адрес > б) Команда возврата управления RET [<Целое>] Текст процедуры должен быть оформлен в виде: <Имя процедуры> ргос < Описатель удаленности> <Тело процедуры> <Имя процедуры> endp

  39. Организация передачи управления в процедуру Основная программа Процедура CALL <Имя> <Имя>PROC RET <Имя>ENDP Стек Адрес возврата 2 или 4 байта

  40. Команды обработки строк DS:SI DF =0 Элемент: байт или слово Установка/сброс флага направления: STD CLD Источник ES:DI DF =0 Приемник

  41. Команды обработки строк (2) DS:SI 1) Команда загрузки строки LODS LODSB ; загрузка байта LODSW; загрузка слова 2) Команда записи строки STOS STOSB; запись байта STOSW ; запись слова 3) Команда пересылки MOVS. MOVSB ;пересылка байта МОVSW ;пересылки слова AX(AL) ES:DI AX(AL) DS:SI ES:DI

  42. Команды обработки строк (3) 4) Префиксная команда повторения REP <команда> Пример: mov CX,10 lea SI, A lea DI, B rep movsb

  43. Команды обработки строк (4) AX(AL) 5) Команда сканирования строки SCAS SCASB;поиск байта SCASW;поиск слова AX(AL)-(ES:DI) -> флаги 6) Команда сравнения строк CMPS СMPSB;сравнение байт СMPSW;сравнение слов (CS:SI)-(ES:DI) -> флаги ES:DI DS:SI ES:DI

  44. Команды обработки строк (5) 7) Префиксные команды "повторять, пока равно" и "повторять, пока не равно" REPE < Команда > REPNE < Команда > Пример: mov CX,10 lea SI, A lea DI, B repe cmpsb

  45. Пример. Сравнение строки с таблицей (Ex2_2) S ES:DI Flaq=0 A B C D E Tabl DS:SI i = 1,6 S F D Y E D H F Y U A B C D R S=Tabl[i] нет да F Y E D K A B C D E Flaq=0 S Y U F K Flaq=i

  46. code segment assume CS:code,DS:code,ES:code Flag DB 0 S DB 'ABCDE' Tabl DB 'ARTYG','FGJJU' DB 'FGHJK','ABCDY' DB 'ABCDE','FTYRG' begin proc far push DS mov AX,0 push AX mov AX,code mov DS,AX mov ES,AX lea SI,S lea DI,Tabl mov CX,6 mov BL,1 cld Сравнение строки с таблицей (2)

  47. Сравнение строки с таблицей (3) Cycle: push SI push DI push CX mov CX,5 repe cmpsb pop CX pop DI pop SI je Found add DI,5 inc BL loop Cycle jmp not_Found Found: mov byte ptr Flag,BL not_Found: ret begin endp code ends end begin

  48. Команды манипулирования битами 1. Логические команды NOT <Операнд> ; логическое НЕ; AND <Операнд 1>, <Операнд 2>;логическое И; OR <Операнд 1>, <Операнд 2>;логическое ИЛИ; XOR <Операнд 1>, <Операнд 2>;исключающее ИЛИ; TEST <Операнд 1>, <Операнд 2>; И без записи результата Пример. Выделить из числа в AL первый бит: andal, 10000000B 10110001 10000000 10000000

  49. Команды манипулирования битами (2) 2. Команды сдвига <Код операции> <Операнд>, СL или 1 Команды: SAL–сдвиг влево арифметический; SHL– сдвиг влево логический; SAR–сдвиг вправо арифметический; SHR–сдвиг вправо логический; ROL–сдвиг влево циклический; ROR–сдвиг вправо циклический; RCL–сдвиг циклический влево с флагом переноса; RCR–сдвиг циклический вправо с флагом переноса 0 CF 0 CF CF CF 0 CF CF

  50. Команды манипулирования битами (3) Пример. Умножить число в AX на 10: mov bx, ax shl ax, 1 shl ax, 1 add ax, bx shlax, 1

More Related