Системное программирование на ассемблер

Текст задания

Задание 1.1. Используя командные файлы, подготовьте к выполнению и запустите программы из примеров 1, 2 и 3. Убедитесь, что они выводят на экран нужный текст и успешно завершаются.

Задание 1.2. Заполните таблицы трассировки для программ вывода строки на экран из примеров 1, 2 и 3.

Таблица трассировки программы

Пример 1

Текст программы

stak segment stack ‘stack’ ;Начало сегмента стека
db 256 dup (?) ;Резервируем 256 байт для стека
stak ends ;Конец сегмента стека
data segment ‘data’ ;Начало сегмента данных
Hello db ‘Hello, World!$’ ;Строка для вывода
data ends ;Конец сегмента данных
code segment ‘code’ ;Начало сегмента кода
assume CS:code, DS:data, SS:stak  ;Сегментный регистр CS будет ;указывать на сегмент команд,
  ;регистр DS — на сегмент данных, ;SS – на стек
start:  ;Точка входа в программу start
;Обязательная инициализация регистра DS в начале программы
mov AX, data  ;Адрес сегмента данных сначала ;загрузим в AX,
mov DS, AX  ;а затем перенесем из AX в DS
mov AH,09h  ;Функция DOS 9h вывода на экран
mov DX, offset Hello ;Адрес начала строки ‘Hello, ;World!’ записывается в регистр DX
int 21h  ;Вызов функции DOS
mov AX,4C00h  ;Функция 4Ch завершения ;программы с кодом возврата 0
int 21h  ;Вызов функции DOS
code ends  ;Конец сегмента кода
end start  ;Конец текста программы с точкой ;входа

Текст командного файла

cls

tasm. exe task1.asm

tlink. exe /x task1.obj

task1

Таблица трассировки

Пример 2

Текст программы

.model small  ;Модель памяти SMALL использует ;сегменты 
  ;размером не более 64Кб
.stack 100h  ;Сегмент стека размером 100h (256 ;байт)
.data  ;Начало сегмента данных
Hello db ‘Hello, World!$’
.code  ;Начало сегмента кода
start:  ;Точка входа в программу start 
 ;Предопределенная метка @data ;обозначает
  ;адрес сегмента данных в момент ;запуска программы,
mov AX, @data ;который сначала загрузим в AX,
mov DS, AX  ;а затем перенесем из AX в DS
mov AH,09h
mov DX, offset Hello
int 21h
mov AX,4C00h
int 21h
end start

Текст командного файла

cls

tasm. exe task2.asm

tlink. exe /x task2.obj

task2

Таблица трассировки

Пример 3

Текст программы

.model tiny ;Модель памяти TINY, в которой код, ;данные и стек
 ;размещаются в одном и том же сегменте ;размером до 64Кб
.code  ;Начало сегмента кода
org 100h  ;Устанавливает значение программного ;счетчика в 100h
  ;Начало необходимое для COM-программы,
 ;которая загружается в память с адреса ;PSP:100h

start:
mov AH,09h
mov DX, offset Hello
int 21h
mov AX,4C00h
int 21h
;===== Data =====
Hello db ‘Hello, World!$’
end start

Текст командного файла

cls

tasm. exe task3.asm

tlink. exe /x /t task3.obj

task3

Таблица трассировки

Контрольные вопросы

1.  Запустите под управлением отладчика программу из примера 1. Как располагаются сегменты программы в памяти? Сопоставьте полученные данные с соответствующими размерами сегментов из листинга трансляции.

Ответ: CS – сегмент команд, DS – сегмент данных, SS – сегмент стека. CS = 48BEh, DS = 489Dh, SS = 48ADh

2.  Что такое сегментный (базовый) адрес?

Ответ: Адрес ячейки памяти. Находится по формуле: база сегмента + смещение.

3.  Почему перед началом выполнения программы из примера 1 содержимое регистра DS в точности на 10h меньше содержимого регистра SS?

Ответ: Адрес начала сегмента всегда кратен 16-ти (каждый сегмент должен начинаться на границе параграфа).

4.  Почему в программе из примера 1 первая команда mov AX, data, начинающаяся с байта 0000 сегмента команд, занимает 3 байта? Какая еще команда занимает 3 байта?

Ответ: Так как здесь используется прямая адресация. Ещё 3 байта занимает команда mov dx, 0000.

5.  Чему равен сегментный адрес сегмента команд программы из примера 2? Почему?

Ответ: 48ADh, так как используется модель памяти small.

6.  Сравните содержимое регистра SP в программах из примера 2 и примера 3. Объясните, как получены эти значения.

Ответ: Во 2-м примере SP = 0100h, так как используется модель памяти small и стек располагается в первых 256 байтах сегмента памяти, а в 3-м – FFFEh, так как используется модель памяти tiny и сегменты кода, данных и стека находятся в одном сегменте размером 64 Кб.

7.  Какие операторы называют директивами ассемблера? Приведите примеры директив.

Ответ: Директивы – это параметры, указывающие программе ассемблеру, каким образом следует объединять инструкции для создания модуля, который станет работающей программой. Примеры: ASSUME, SEGMENT.

8.  Зачем в последнем предложении end указывают метку, помечающую первую команду программы?

Ответ: Для того, чтобы программа ассемблер поняла какая из подпрограмм закончена.

9.  Как числа размером в слово хранятся в памяти и как они заносятся в 2-ух байтовые регистры?

Ответ: Они хранятся в памяти как шестнадцатеричное число и записываются справа налево. При занесении их в 2-х байтовые регистры байты меняются местами.

10.Как инициализируются в программе выводимые на экран текстовые строки?

Ответ: Сначала строка заносится в память также как и обычное число, а затем строка выводится на экран.

11.Что нужно сделать, чтобы обратиться к DOS для вывода строки на экран? Как DOS определит, где строка закончилась?

Ответ: Использовать оператор int 21h. В конец строки всегда добавляется символ $.

12.Программы, которые должны исполняться как. EXE и. COM, имеют существенные различия по:

o  размеру,

o  сегментной структуре,

o  механизму инициализации.

Охарактеризуйте каждый из перечисленных пунктов.

Ответ: COM программы занимают меньше места в памяти и быстрее загружаются. В COM программах префикс программного сегмента, код программы, инициализированные данные и стек располагаются в одном сегменте. При запуске такой программы в начале строится PSP, занимающий 256 байт, далее располагается содержимое программы. Указатель стека устанавливается на конец сегмента.

EXE программы содержат сегменты кода, данных и стека. EXE файл загружается, начиная с адреса PSP:0100h. В процессе загрузки считывается информация EXE-заголовка в начале файла, при помощи которого загрузчик настраивает ссылки на сегменты в загруженном модуле, так как программа загружается в произвольный сегмент. После настройки ссылок управление передается загрузочному модулю к адресу CS:IP, извлеченному из заголовка EXE.