Wykład 8

Struktury danych

Konstrukcje warunkowe

•

Definiowanie symboli

•

Zmienne programu

•

Struktury zło

ż

one

•

Sterowanie programem

•

Skoki warunkowe

•

Warunkowe polecenia blokowe

Definicje symboli

•

Etykiety

przy instrukcjach lub polach danych

•

Warto

ś

ci

ą

etykiety jest adres przypisany linii programu

ASM

•

Stałe

•

symbol

EQU

warto

ść

•

< warto

ść

> ::= <stała > | <inny symbol> | <wyra

ż

enie>

•

Zwi

ę

ksza czytelno

ść

i zrozumiało

ść

programu

•

definiowanie uprzednie (niemo

ż

liwe odwołania w przód)

Definiowanie symboli

•

Przykład 1

MAXLEN

EQU

4096

MOV

EX,#MAXLEN

•

Przykład 2 (def. wielu rejestrów uniwersalnych)

BASE

EQU

R1

COUNT EQU

R2

INDEX EQU R3

•

Przykład 3

MAXLEN

EQU

BUFEND-BUFFER

Symbole lokalne

dyrektywa QUAL:

QUAL symbol

ASM poprzedza ka

ż

dy kolejny

symbol przedrostkiem
/<symbol>/

Nie wyst

ę

puje

w MASM 86

Definiowanie zmiennych programu

•

Rezerwacja komórek pami

ę

ci na zmienne programu

•

- zmienne z warto

ś

ci

ą

zainicjalizowan

ą

•

- zmienne bez zainicjalizowanej warto

ś

ci

•

Np. dyrektywy:

DB, DW, DQ, DT

Dyrektywa DB:

symbol

DB wyra

ż

enie, [wyra

ż

enie],

Lista odpowiadaj

ą

ca zainicjalizowanym warto

ś

ciom.

Zwykle „?”

oznacza warto

ść

dowoln

ą

Definiowanie zmiennych programu

Przykład 1

Przykład 3

Bł

ę

dnie!!!

Zostanie

potraktowane jak kod instrukcji

Przykład 2

ENTRY

Przypisanie adresu pocz

ą

tkowego

Dyrektywa ORG (origin):

ORG warto

ść

< warto

ść

> ::= <stała > | <inny

symbol> | <wyra

ż

enie>

•

Po

ś

rednio przypisuje

warto

ś

ci symbolom

•

Ustawia wska

ź

nik

lokalizacji kodu na
wyspecyfikowan

ą

warto

ść

•

definiowanie uprzednie
(niemo

ż

liwe odwołania w

przód)

•

Przy u

ż

yciu EQU

STAB

DB

1190 DUP (?)

SYMBOL

EQU

STAB

VALUE

EQU

STAB+6

FLAG

EQU

STAB+10

SYMBOL

VALUE FLAGS

STAB

6 bajtów

4 bajty 2 bajty

(100 pozycji)

.

.

.

.

.

.

.

.

.

•Przy u

ż

yciu ORG

STAB

DB

1190 DUP (?)

ORG

STAB

SYMBOL

DB

6 DUP (?)

VALUE

DW

?

FLAGS

DB

2 DUP (?)

ORG

STAB+1190

Przypisanie bloku do pami

ę

ci,

definiowanie tablic

Przykład

Zło

ż

one struktury zmiennych programu

Dyrektywa RECORD:

symbol

RECORD n_pola:długo

ść

[wyra

ż

enie], [n_pola:długo

ść

[wyra

ż

enie]]

Definiuje struktur

ę

o danej nazwie.

Nie dokonuje alokacji

Dyrektywa STRUCT:

symbol

STRUCT [alignment]

deklaracje pól

symbol

ENDS

Zło

ż

one struktury zmiennych programu

Definiuje struktur

ę

o danej

nazwie. Nie dokonuje alokacji

Ustala „raster” lokalizacji w

pami

ę

ci

Konstrukcje warunkowe

Flagi statusu – przypomnienie

•

Flaga

Zero

ustawiana, gdy wynik wynosi 0.

•

Flaga

Carry

ustawiana, gdy wynik jest zbyt du

ż

y (zbyt mały), aby

umie

ś

ci

ć

w lokalizacji docelowej.

•

Flaga

Sign

ustawiana, gdy wynik jest ujemny.

•

Flaga

Overflow

ustawiana, gdy wynik w postaci liczby ze znakiem

jest niewła

ś

ciwy.

•

Flaga

Parity

ustawiana, gdy wynik zawiera parzyst

ą

liczb

ę

1 (low

byte).

•

Flaga

Auxiliary Carry

ustawiana, gdy przeniesienie z bitu 3 na bit 4

Skoki warunkowe

•

Warunki odnosz

ą

si

ę

do. . .

•

- flag

•

- równo

ś

ci (argumentów)

•

- wyników porówna

ń

(bez znaku)

•

- wyników porówna

ń

(ze znakiem)

Skoki warunkowe (od flag)

Skoki warunkowe (równo

ść

/nierówno

ść

)

rejestr licznikowy

Skoki warunkowe (porównania bez znaku)

CF=0 i ZF=0

CF=0 i ZF=0

CF=0

CF=0

CF=1

CF=1

CF=1 lub ZF=1

CF=1 lub ZF=1

Skoki warunkowe (porównania ze znakiem)

SF=OF i ZF=0

SF=OF

SF

≠

OF

SF

≠

OF lub ZF=1

Warunki rozgał

ę

zie

ń

mov ax,wordVal

and ax,1

; zeruj bity poza najmłodszym

jz EvenValue

; skocz, gdy ustawiona flaga zera

• Zadanie: skocz do etykiety, je

ż

eli liczba całk. parzysta.

• Rozwi

ą

zanie: wyzeruj wszystkie bity poza najmłodszym

(x

AND

1). Gdy rezultat 0 - liczba była parzysta.

• Zadanie: Skocz do etykiety, gdy zawarto

ść

AL

≠

0.

• Rozwi

ą

zanie: wykonaj AL

OR

AL (0

⇔

AL=0). U

ż

yj JNZ

(jump if not zero).

or al,al

jnz IsNotZero

; skocz, gdy nie zero

Uwaga! x

∪

x=x

Warunki rozgał

ę

zie

ń

•

Zastosowanie instrukcji

TEST

•

Nie modyfikuje operandów; okre

ś

la stan flagi „Zero”.

•

Warto

ść

flagi „Zero” jak dla instrukcji AND

•

Przykład 1: skocz, gdy AL

0

lub AL

1

ustawione.

test al,00000011b

jnz ValueFound

•

Przykład 2: skocz, gdy ani AL

0

ani AL

1

ustawione.

test al,00000011b

jz ValueNotFound

Warunki rozgał

ę

zie

ń

•

Zastosowanie instrukcji

CMP

•

Porównuje operand docelowy ze

ź

ródłowym

•

Warto

ś

ci flag jak dla odejmowania operandu

ź

ródłowego od

operandu docelowego; operandy niezmienione.

•

Składnia:

CMP arg docelowy, arg

ź

ródłowy

SF=¬OF

CF=1

docelowy <

ź

ródłowy

SF=OF

ZF=0

∩

CF=0

docelowy >

ź

ródłowy

ZF=1

docelowy

≡

ź

ródłowy

Oprnd1

minus

Oprnd2

S

O

------

------

-

-

0FFFF (-1)

-

0FFFE (-2)

0

0

8000

-

00001

0

1

FFFE (-2)

-

0FFFF (-1)

1

0

07FFF (32767) -

0FFFF (-1)

1

1

Warunki rozgał

ę

zie

ń

•

Zastosowanie instrukcji

CMP

Warunki rozgał

ę

zie

ń

cmp eax,ebx

ja

Larger

• Zadanie: skocz do etykiety, je

ż

eli EAX>EBX (

bez znaku

)

• Rozwi

ą

zanie: u

ż

yj

CMP

, nast

ę

pnie

JA

cmp eax,ebx

jg

Greater

• Zadanie: skocz do etykiety, je

ż

eli EAX>EBX (

ze znakiem

)

• Rozwi

ą

zanie: u

ż

yj

CMP

, nast

ę

pnie

JG

Warunki rozgał

ę

zie

ń

cmp eax,Val1

jbe

L1

; mniejsze lub równe

• Skocz, je

ż

eli EAX

≤

Val1 (

bez znaku

)

cmp eax,Val1

jle

L1

; mniejsze lub równe

• Skocz, je

ż

eli EAX

≤

Val1 (

ze znakiem

)

Warunki rozgał

ę

zie

ń

cmp

WORD PTR [esi],

0

je

L1

• Skocz, je

ż

eli słowo „adresowane” przez ESI równa si

ę

0

test

DWORD PTR [edi],

1

jz

L2

• Skocz, je

ż

eli podwójne słowo „adresowane” przez EDI jest

parzyste

Warunki rozgał

ę

zie

ń

•

Warunki od warto

ś

ci bitu:

•

U

ż

yj

BT

do przekopiowania bitu do CF

•

Składnia:

BT symbol, n

•

U

ż

yj skoku od

CF

•

Przykład: skocz, je

ż

eli AX

9

=1:

bt

AX,9

; CF = bit 9

jc

L1

; skocz, gdy CF=1

r16, r32, lub imm8

r/m16 lub r/m32

Organizacja p

ę

tli

•

Składnia:

LOOP etykieta

Działanie:

•

ECX

←

ECX – 1

•

ECX > 0, skok do etykiety

Organizacja p

ę

tli

•

Składnia:

LOOPE etykieta

(

↔

LOOPZ etykieta)

•

Działanie:

•

ECX

←

ECX – 1

•

ECX > 0 i ZF=1, skok do etykiety

•

Składnia:

LOOPNE etykieta

(

↔

LOOPNZ etykieta)

•

Działanie:

•

ECX

←

ECX – 1

•

ECX > 0 i ZF=0, skok do etykiety

Instrukcja do wykorzystania, nale

ż

y powtarza

ć

p

ę

tl

ę

w czasie, gdy

jedna warto

ść

=drugiej, lecz nie przekroczy

ć

maksymalnej liczby iteracji

Organizacja p

ę

tli

•

LOOPE etykieta

Przykład: poszukiwanie pierwszego niezerowego elementu
tablicy, w granicach tablicy:

mov cx, 16

;max 16 elementów

mov bx, -1

;indeks w tablicy

SearchLp:

inc bx

;przesu

ń

indeks

cmp Array[bx], 0

;czy zero?

loope SearchLp

;powtarzaj (zero, <16)

je AllZero

;gdy wszystkie= zero

Instrukcja do wykorzystania, gdy nale

ż

y powtarza

ć

p

ę

tl

ę

maksymaln

ą

liczb

ę

razy oczekuj

ą

c na spełnienie pewnego warunku

Organizacja p

ę

tli

•

LOOPNE etykieta

Przykład: oczekiwanie, a

ż

urz

ą

dzenie gotowe:

mov dx, 379h

;adres portu

mov cx, 0

;p

ę

tla max 65536 razy

WaitNotBusy: in al, dx

;czytaj port

test al, 80h

;zaj

ę

ty?

loopne WaitNotBusy

;gdy zaj

ę

ty i <65536x

jne TimedOut

;skok, gdy „time out”(CX=0, ZF=0)

Struktury warunkowe

•

Implementacja struktur warunkowych w ASM

• Blokowe polecenia IF

• P

ę

tle WHILE

• Przeł

ą

cznik CASE

•

Wsparcie makroasemblera (MASM)

• Polecenia blokowe IF

• P

ę

tle WHILE

• P

ę

tle REPEAT

Blokowe polecenia IF

Odpowiedniki polece

ń

j

ę

zyków wysokiego poziomu:

mov eax,op1

cmp eax,op2

jne L1

mov X,1

jmp L2

L1: mov X,2

L2:

if( op1 == op2 )

X = 1;

else

X = 2;

Zło

ż

one wyra

ż

enia warunkowe

•

Wyra

ż

enie warunkowe z iloczynem (AND)

•

Przykład: w poni

ż

szym przykładzie HLL pomija wyznaczanie

drugiego wyra

ż

enia, je

ż

eli pierwsze fałszywe.

if (al > bl) AND (bl > cl)

X = 1;

Zło

ż

one wyra

ż

enia warunkowe

if (al > bl) AND (bl > cl)

X = 1;

cmp al,bl

; pierwsze wyra

ż

enie...

ja L1

jmp next

L1:

cmp bl,cl

; drugie wyra

ż

enie...

ja L2

jmp next

L2:

; obydwa prawdziwe

mov X,1

; ustaw X na 1

next:

Jedna z mo

ż

liwych implementacji: [IF

(al > bl)

]

AND

[IF

(bl > cl)

]

{

{

Zło

ż

one wyra

ż

enia warunkowe

cmp al,bl

; pierwsze wyra

ż

enie...

jbe next

; ko

ń

cz, gdy fałsz

cmp bl,cl

; drugie wyra

ż

enie...

jbe next

; ko

ń

cz, gdy fałsz

mov X,1

; obydwa prawdziwe

next:

if (al > bl) AND (bl > cl)

X = 1;

Ale....poni

ż

sza implementacja u

ż

ywa prawie 30% kodu

mniej: NOT {[IF NOT

(al > bl)

]

OR

[IF NOT

(bl > cl)

]

}

Zło

ż

one wyra

ż

enia warunkowe

•

Wyra

ż

enie warunkowe z sum

ą

logiczn

ą

(OR)

•

Przykład: w poni

ż

szym przykładzie HLL pomija wyznaczanie

drugiego wyra

ż

enia, je

ż

eli pierwsze prawdziwe.

if (al > bl) OR (bl > cl)

X = 1;

Zło

ż

one wyra

ż

enia warunkowe

cmp al,bl

; AL > BL?

ja L1

; tak

cmp bl,cl

; nie: BL > CL?

jbe next

; nie: omi

ń

L1: mov X,1

; ustaw X na 1

next:

if (al > bl) OR (bl > cl)

X = 1;

Mo

ż

na zastosowa

ć

poprzedni

ą

koncepcj

ę

dla skrócenia

programu:

P

ę

tle WHILE

while( eax < ebx)

eax = eax + 1;

P

ę

tla

WHILE

jest w rzeczywisto

ś

ci poleceniem IF po którym

nast

ę

puje tre

ść

p

ę

tli zako

ń

czona skokiem bezwarunkowym

na pocz

ą

tek p

ę

tli.

Przykład:

top: cmp eax,ebx

; sprawd

ź

warunek p

ę

tli

jae next

; fałsz? Opu

ść

p

ę

tl

ę

inc eax

; program p

ę

tli

jmp top

; powtarzaj p

ę

tl

ę

next:

Mo

ż

liwa implementacja:

CASE zmienna in

"wzorzec1") polecenie1 ;;
"wzorzec2") polecenie2 ;;
"wzorzec3") polecenie3 ;;
*) polecenie_domy

ś

lne

esac

Przeł

ą

cznik CASE

Przeł

ą

cznik CASE

o nast

ę

puj

ą

cej składni:

... Porównuje zmienn

ą

z wzorcami i po napotkaniu pierwszej

zgodno

ś

ci wykonuje odpowiadaj

ą

ce polecenie a nast

ę

pnie

ko

ń

czy CASE

Przeł

ą

cznik - implementacja

.data

CaseTable BYTE 'A'

; warto

ść

sprawdzana

DWORD Process_A

; adres procedury

EntrySize = ($ - CaseTable)

BYTE 'B'

DWORD Process_B

BYTE 'C'

DWORD Process_C

BYTE 'D'

DWORD Process_D

NumberOfEntries = ($ - CaseTable) / EntrySize

Krok 1: utwórz tablic

ę

zawieraj

ą

c

ą

wyró

ż

niki i przesuni

ę

cia do

procedur:

wyró

ż

nik

adres

Przeł

ą

cznik - implementacja

mov ebx,OFFSET CaseTable

; EBX wskazuje tablic

ę

mov ecx,NumberOfEntries

; licznik p

ę

tli

L1: cmp al,[ebx]

; znaleziono?

jne L2

; nie: kontynuuj

call NEAR PTR [ebx + 1]

; tak: wywołaj procedur

ę

jmp L3

; po zako

ń

czeniu opu

ść

p

ę

tl

ę

L2: add ebx,EntrySize

; przesu

ń

na nast.pozycj

ę

loop L1

; powtarzaj, a

ż

ECX = 0

L3:

Krok 2: U

ż

yj p

ę

tli do przeszukiwania tablicy. Wywołaj procedur

ę

,

której przesuni

ę

cie wpisane w znalezionej pozycji:

wymagane dla

wska

ź

ników do

procedury

Dyrektywy makroasemblera

.IF eax > ebx

mov edx,1

.ELSE

mov edx,2

.ENDIF

• Dyrektywy

.IF, .ELSE, .ELSEIF, .ENDIF

mog

ą

by

ć

u

ż

yte do

utworzenia blokowych polece

ń

IF.

• Przykłady:

• Makroasembler (MASM) utworzy „ukryty” kod

ź

ródłowy

składaj

ą

cy si

ę

z instrukcji, etykiet, CMP i skoków

warunkowych.

.IF eax > ebx && eax > ecx

mov edx,1

.ELSE

mov edx,2

.ENDIF

U

ż

ywane operatory logiczne i porówna

ń

Ekwiwalentny kod ASM

mov eax,6

cmp eax,val1

jbe

@C0001

mov result,1

@C0001:

.data

val1 DWORD 5

result DWORD ?

.code

mov eax,6

.IF eax > val1

mov result,1

.ENDIF

Odpowiadaj

ą

cy kod ASM:

MASM automatycznie stosuje

JBE

(

bez znaku

), gdy

ż

val1 jest

liczb

ą

bez znaku

.

mov eax,6

cmp eax,val1

jle

@C0001

mov result,1

@C0001:

.data

val1 SDWORD 5

result SDWORD ?

.code

mov eax,6

.IF eax > val1

mov result,1

.ENDIF

Ekwiwalentny kod ASM

Odpowiadaj

ą

cy kod ASM:

MASM automatycznie stosuje

JLE

(

ze znakiem

), gdy

ż

val1 jest

liczb

ą

ze znakiem

.

mov ebx,5

mov eax,6

cmp eax,ebx

jbe

@C0001

mov result,1

@C0001:

.data

result DWORD ?

.code

mov ebx,5

mov eax,6

.IF eax > ebx

mov result,1

.ENDIF

MASM automatycznie stosuje

JBE

(

bez znaku

), gdy

ż

obydwa

operandy

s

ą

rejestrami

Ekwiwalentny kod ASM

Odpowiadaj

ą

cy kod ASM:

mov ebx,5

mov eax,6

cmp eax,ebx

jle

@C0001

mov result,1

@C0001:

.data

result SDWORD ?

.code

mov ebx,5

mov eax,6

.IF SDWORD PTR eax > ebx

mov result,1

.ENDIF

. . .chyba,

ż

e operand rejestrowy zostanie poprzedzony

prefiksem w postaci

operatora SDWORD PTR

. Wówczas

u

ż

ywany jest skok

JLE

(

ze znakiem

).

Ekwiwalentny kod ASM

Odpowiadaj

ą

cy kod ASM:

Dyrektywa .REPEAT

; Display integers 1 – 10:

mov eax,0

.REPEAT

inc eax

call WriteDec

call Crlf

.UNTIL eax == 10

Program p

ę

tli jest wykonywany

przed sprawdzeniem

warunku

p

ę

tli, umieszczonego po dyrektywie .UNTIL.

Przykład:

Dyrektywa .REPEAT

Ekwiwalentny kod ASM

implementacja:

; Display integers 1 – 10:

mov eax,0

@C0001:

inc eax

call WriteDec

call Crlf

cmp eax,10

; sprawd

ź

warunek p

ę

tli

jb @C0001

; fałsz? Opu

ść

p

ę

tl

ę

Dyrektywa .WHILE

; Display integers 1 – 10:

mov eax,0

.WHILE eax < 10

inc eax

call WriteDec

call Crlf

.ENDW

Warunek p

ę

tli sprawdzany jest

przed wykonaniem programu

p

ę

tli. Koniec p

ę

tli oznaczony jest dyrektyw

ą

.ENDW.

Przykład:

Dyrektywa .WHILE

; Display integers 1 – 10:

mov eax,0

cmp eax,10

; sprawd

ź

warunek p

ę

tli

jae @C0001

; fałsz? Opu

ść

p

ę

tl

ę

inc eax

call WriteDec

call Crlf

@C0001:

Ekwiwalentny kod ASM

implementacja: