Operator OFFSET

Operator OFFSET



położenie zmiennej (lub rozkazu) w pamięci

położenie zmiennej (lub rozkazu) w pamięci

określa się poprzez podanie odległości, liczonej

określa się poprzez podanie odległości, liczonej

we bajtach, zmiennej od początku obszaru

we bajtach, zmiennej od początku obszaru

danych — odległość ta nazywana jest

danych — odległość ta nazywana jest

przesunięciem

przesunięciem

lub

lub

offsetem

offsetem

i można ją wyznaczyć

i można ją wyznaczyć

za pomocą operatora OFFSET

za pomocą operatora OFFSET



przykładowo, adres zmiennej moc_czynna, która

przykładowo, adres zmiennej moc_czynna, która

została zdefiniowana w segmencie danych

została zdefiniowana w segmencie danych

moc_czynna

moc_czynna

dw

dw

800

800

można wpisać do rejestru EBX za pomocą rozkazu

można wpisać do rejestru EBX za pomocą rozkazu

mov

mov

ebx, OFFSET moc_czynna

ebx, OFFSET moc_czynna

Rozkaz LEA (1)

Rozkaz LEA (1)



położenie pewnej lokacji pamięci względem

położenie pewnej lokacji pamięci względem

początku segmentu można także wyznaczyć za

początku segmentu można także wyznaczyć za

pomocą rozkazu LEA, który wyznacza adres

pomocą rozkazu LEA, który wyznacza adres

efektywny rozkazu, czyli położenie lokacji pamięci

efektywny rozkazu, czyli położenie lokacji pamięci

(względem początku danych), na której zostanie

(względem początku danych), na której zostanie

wykonana operacja

wykonana operacja



podany poprzednio przykład można przedstawić

podany poprzednio przykład można przedstawić

w innej postaci

w innej postaci

lea

lea

ebx, moc_czynna

ebx, moc_czynna

Rozkaz LEA (2)

Rozkaz LEA (2)



rozkaz LEA wyznacza adres efektywny w trakcie

rozkaz LEA wyznacza adres efektywny w trakcie

wykonywania programu, podczas gdy wartość

wykonywania programu, podczas gdy wartość

operatora OFFSET obliczana jest w trakcie

operatora OFFSET obliczana jest w trakcie

translacji (asemblacji) programu

translacji (asemblacji) programu



należy zwrócić uwagę, że rozkaz LEA nigdy nie

należy zwrócić uwagę, że rozkaz LEA nigdy nie

odczytuje zawartości lokacji pamięci

odczytuje zawartości lokacji pamięci

Rozkaz LEA (3)

Rozkaz LEA (3)



rozkaz LEA używany jest także w obliczeniach nie

rozkaz LEA używany jest także w obliczeniach nie

zawsze związanych z wyznaczeniem adresu

zawsze związanych z wyznaczeniem adresu

zmiennej, np. można go zastosować do obliczenia

zmiennej, np. można go zastosować do obliczenia

sumy zawartości rejestrów czy mnożenia

sumy zawartości rejestrów czy mnożenia



takie konstrukcje trzeba jednak stosować

takie konstrukcje trzeba jednak stosować

ostrożnie, ponieważ w przypadku rozkazu LEA

ostrożnie, ponieważ w przypadku rozkazu LEA

ewentualny nadmiar nie jest sygnalizowany

ewentualny nadmiar nie jest sygnalizowany

Rozkaz LEA (4)

Rozkaz LEA (4)



obliczenia sumy zawartości rejestrów:

obliczenia sumy zawartości rejestrów:

lea

lea

eax, [ebx + ecx]

eax, [ebx + ecx]

zamiast tradycyjnego rozwiązania

zamiast tradycyjnego rozwiązania

mov

mov

eax, ebx

eax, ebx

add

add

eax, ecx

eax, ecx



mnożenie

mnożenie

lea

lea

eax, [eax + eax

eax, [eax + eax





4]

4]

zamiast tradycyjnego rozwiązania

zamiast tradycyjnego rozwiązania

mov

mov

ebx, 5

ebx, 5

mul

mul

ebx

ebx

 

 

Tworzenie kodu

Tworzenie kodu

wykonywalnego programu

wykonywalnego programu

(1)

(1)



przekształcenie kodu źródłowego w asemblerze na
ciągi zero-jedynkowe zrozumiałe przez procesor
realizowane jest w kilku etapach:

1.

asemblacja polega na przekształceniu wierszy
źródłowych programu na ciągi zerojedynkowe, jednak z
pozostawieniem pewnej elastyczności umożliwiającej
późniejsze dołączenie podprogramów bibliotecznych i
innych modułów programowych; kod wygenerowany
przez asembler jest określany jako kod w języku
pośrednim (w systemie Windows jest zapisywany w
pliku z rozszerzeniem .OBJ)



 

 

Tworzenie kodu

Tworzenie kodu

wykonywalnego programu

wykonywalnego programu

(2)

(2)

2.

konsolidacja (lub linkowanie) polega na scaleniu
różnych modułów programu, w tym kodu
wytworzonego podczas asemblacji i
podprogramów bibliotecznych do postaci
pojedynczego programu, który zostaje zapisany
w pliku (w systemie Windows z rozszerzeniem
.EXE)

3.

ładowanie stanowi ostatnią fazę translacji
programu: system operacyjny wpisuje program
do pamięci głównej (operacyjnej) i dokonuje
niewielkich zmian kodu w celu dostosowania
programu do aktualnego położenia w pamięci

Tworzenie kodu

Tworzenie kodu

wykonywalnego programu

wykonywalnego programu

(3)

(3)



odpowiednikiem asemblacji w przypadku języków

odpowiednikiem asemblacji w przypadku języków

wysokiego poziomu jest kompilacja — kompilatory

wysokiego poziomu jest kompilacja — kompilatory

używane w systemie Windows generują również

używane w systemie Windows generują również

kod w języku pośrednim (plik .OBJ)

kod w języku pośrednim (plik .OBJ)

Asemblacja programów (1)

Asemblacja programów (1)



asemblacja realizowana jest dwuprzebiegowo: w

asemblacja realizowana jest dwuprzebiegowo: w

każdym przebiegu czytany jest cały plik źródłowy

każdym przebiegu czytany jest cały plik źródłowy

(ściśle: moduł) od początku do końca

(ściśle: moduł) od początku do końca



w pierwszym przebiegu asembler stara się
wyznaczyć ilości bajtów zajmowane przez
poszczególne rozkazy i dane; jednocześnie
asembler rejestruje w słowniku symboli wszystkie
pojawiające się definicje symboli (zmiennych i
etykiet)



w drugim przebiegu asembler tworzy kompletną
wersję tłumaczonego programu określając adresy
wszystkich rozkazów w oparciu o informacje
zawarte w słowniku symboli

Asemblacja programów (2)

Asemblacja programów (2)



w procesie asemblacji programów istotną rolę

w procesie asemblacji programów istotną rolę

odgrywa rejestr programowy (tj. definiowany

odgrywa rejestr programowy (tj. definiowany

przez asembler), zwany

przez asembler), zwany

licznikiem lokacji

licznikiem lokacji



licznik lokacji określa adres komórki pamięci

licznik lokacji określa adres komórki pamięci

operacyjnej, do której zostanie przesłany

operacyjnej, do której zostanie przesłany

aktualnie tłumaczony rozkaz lub dana

aktualnie tłumaczony rozkaz lub dana



po załadowaniu rozkazu lub danej, licznik lokacji

po załadowaniu rozkazu lub danej, licznik lokacji

zostaje zwiększony o ilość bajtów zajmowanych

zostaje zwiększony o ilość bajtów zajmowanych

przez ten rozkaz lub daną

przez ten rozkaz lub daną



w trakcie tłumaczenia pierwszego wiersza licznik

w trakcie tłumaczenia pierwszego wiersza licznik

lokacji zawiera 0

lokacji zawiera 0

Asemblacja programów (3)

Asemblacja programów (3)



jeśli asembler napotka wiersz zawierający

jeśli asembler napotka wiersz zawierający

definicję symbolu, to rejestruje go w słowniku

definicję symbolu, to rejestruje go w słowniku

symboli, jednocześnie przypisując temu

symboli, jednocześnie przypisując temu

symbolowi wartość równą aktualnej zawartości

symbolowi wartość równą aktualnej zawartości

licznika lokacji; ponadto zapisywane są także

licznika lokacji; ponadto zapisywane są także

atrybuty symbolu, jak np. byte, word, itp;

atrybuty symbolu, jak np. byte, word, itp;

Przykład asemblacji fragmentu

Przykład asemblacji fragmentu

programu (1)

programu (1)

gamma

gamma

dw

dw

?

?

beta

beta

db

db

?

?

alfa

alfa

dd

dd

74567H, 885678H, 789H

74567H, 885678H, 789H

dd

dd

0A15FF3H, 89ABH

0A15FF3H, 89ABH

— — — — — — —

— — — — — — —

mov

mov

ebx, 12

ebx, 12

; odjęcie liczby 74567H od EAX

; odjęcie liczby 74567H od EAX

sub

sub

eax,

eax,

alfa

alfa

; wpisanie liczby 885678H do EDX

; wpisanie liczby 885678H do EDX

mov

mov

edx,

edx,

alfa

alfa

+4

+4

; dodanie liczby 89ABH do ESI

; dodanie liczby 89ABH do ESI

add

add

esi,

esi,

alfa

alfa

[ebx]+4

[ebx]+4

Przykład asemblacji fragmentu

Przykład asemblacji fragmentu

programu (2)

programu (2)



po wczytaniu segmentu danych (w którym

po wczytaniu segmentu danych (w którym

zdefiniowano zmienne: gamma, beta, alfa)

zdefiniowano zmienne: gamma, beta, alfa)

słownik symboli zawiera następujące pozycje

słownik symboli zawiera następujące pozycje

 

 

alfa

alfa

Dword

Dword

0003 _DATA

0003 _DATA

beta

beta

Byte

Byte

0002 _DATA

0002 _DATA

gamma

gamma

Word

Word

0000 _DATA

0000 _DATA

 

 

Przykład asemblacji fragmentu

Przykład asemblacji fragmentu

programu (3)

programu (3)



tłumaczenie rozkazu mov ebx, 12 nie wymaga

tłumaczenie rozkazu mov ebx, 12 nie wymaga

zaglądania do słownika symboli — wystarczy tylko

zaglądania do słownika symboli — wystarczy tylko

zamienić mnemonik mov na odpowiedni kod

zamienić mnemonik mov na odpowiedni kod

binarny, następnie określić kod binarny rejestru

binarny, następnie określić kod binarny rejestru

ebx oraz liczbę 12 przedstawić w postaci 32-

ebx oraz liczbę 12 przedstawić w postaci 32-

bitowej liczby binarnej, co prowadzi do podanego

bitowej liczby binarnej, co prowadzi do podanego

niżej rozkazu 5-bajtowego

niżej rozkazu 5-bajtowego

Przykład asemblacji fragmentu

Przykład asemblacji fragmentu

programu (4)

programu (4)



tłumaczenie następnych rozkazów jest bardziej

tłumaczenie następnych rozkazów jest bardziej

skomplikowane: w celu wyznaczenia pola

skomplikowane: w celu wyznaczenia pola

adresowego asembler musi każdorazowo

adresowego asembler musi każdorazowo

odszukiwać w słowniku symboli wartość

odszukiwać w słowniku symboli wartość

przypisaną nazwie alfa — wartość licznika lokacji

przypisaną nazwie alfa — wartość licznika lokacji

dla obszaru danych w chwili wystąpienia definicji

dla obszaru danych w chwili wystąpienia definicji

zmiennej alfa wynosiła 3, zatem wartość

zmiennej alfa wynosiła 3, zatem wartość

przypisana nazwie alfa wynosi 3

przypisana nazwie alfa wynosi 3

Przykład asemblacji fragmentu

Przykład asemblacji fragmentu

programu (5)

programu (5)



należy zwrócić uwagę, że liczba 3 nie jest tu

należy zwrócić uwagę, że liczba 3 nie jest tu

wartością zmiennej alfa, lecz jej adresem

wartością zmiennej alfa, lecz jej adresem

względem początku obszaru danych

względem początku obszaru danych



dwa następne rozkazy zostaną przetłumaczone

dwa następne rozkazy zostaną przetłumaczone

na poniższą postać binarną

na poniższą postać binarną

Przykład asemblacji fragmentu

Przykład asemblacji fragmentu

programu (6)

programu (6)



zauważmy, że dwa ostatnie rozkazy mają

zauważmy, że dwa ostatnie rozkazy mają

identyczne pole adresowe (cztery ostatnie bajty)

identyczne pole adresowe (cztery ostatnie bajty)

Operacje na liczniku lokacji

Operacje na liczniku lokacji

(1)

(1)



licznikiem lokacji można się także posługiwać w

licznikiem lokacji można się także posługiwać w

programie źródłowym – aktualna zawartość

programie źródłowym – aktualna zawartość

licznika lokacji jest reprezentowana przez symbol

licznika lokacji jest reprezentowana przez symbol

$

$



symbol $ może stanowić operand w wyrażeniach

symbol $ może stanowić operand w wyrażeniach

języka asembler, reprezentujący bieżącą lokację

języka asembler, reprezentujący bieżącą lokację

wewnątrz aktualnie tłumaczonego kodu

wewnątrz aktualnie tłumaczonego kodu



 

 

Operacje na liczniku lokacji

Operacje na liczniku lokacji

(2)

(2)



Przykład

Przykład

: podany niżej dwubajtowy rozkaz jmp

: podany niżej dwubajtowy rozkaz jmp

powoduje przejście do następnego rozkazu. Obok

powoduje przejście do następnego rozkazu. Obok

podano postać rozkazu po asemblacji.

podano postać rozkazu po asemblacji.

jmp $+2

jmp $+2

(kod maszynowy: EBH 00H)

(kod maszynowy: EBH 00H)



Czasami tego rodzaju rozkazy umieszcza się w

Czasami tego rodzaju rozkazy umieszcza się w

programie w celu wprowadzenia dodatkowego

programie w celu wprowadzenia dodatkowego

opóźnienia.

opóźnienia.

Operacje na liczniku lokacji

Operacje na liczniku lokacji

(3)

(3)



Przykład:

Przykład:

wykorzystując symbol $ można łatwo

wykorzystując symbol $ można łatwo

wyznaczyć liczbę znaków łańcucha, np.:

wyznaczyć liczbę znaków łańcucha, np.:

 

 

blad_par

blad_par

db

db

'Podano błędne parametry’

'Podano błędne parametry’

wiel = $ — blad_par

wiel = $ — blad_par

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

mov

mov

ecx, wiel

ecx, wiel

 

 

Operacje na liczniku lokacji

Operacje na liczniku lokacji

(4)

(4)



wartość wyrażenia $ — blad_par obliczana jest w

wartość wyrażenia $ — blad_par obliczana jest w

trakcie asemblacji programu, a nie w czasie jego

trakcie asemblacji programu, a nie w czasie jego

wykonywania (co jest charakterystyczne dla

wykonywania (co jest charakterystyczne dla

języków wysokiego poziomu) — z tego powodu

języków wysokiego poziomu) — z tego powodu

wyrażenia tego rodzaju nazywane są

wyrażenia tego rodzaju nazywane są

wyrażeniami

wyrażeniami

arytmetycznymi czasu translacji

arytmetycznymi czasu translacji



także zmienna wiel jest

także zmienna wiel jest

zmienną czasu translacji

zmienną czasu translacji

,

,

co oznacza, że dla zmiennej tej nie jest

co oznacza, że dla zmiennej tej nie jest

rezerwowany żaden obszar w programie

rezerwowany żaden obszar w programie

wynikowym

wynikowym

Operacje na liczniku lokacji

Operacje na liczniku lokacji

(5)

(5)



innymi słowy zmienna wiel funkcjonuje jedynie w

innymi słowy zmienna wiel funkcjonuje jedynie w

czasie translacji (asemblacji) programu

czasie translacji (asemblacji) programu



zauważmy, że trakcie asemblacji instrukcji mov

zauważmy, że trakcie asemblacji instrukcji mov

zmienna czasu translacji wiel traktowana jest

zmienna czasu translacji wiel traktowana jest

jako liczba, a nie jako nazwa zmiennej

jako liczba, a nie jako nazwa zmiennej

zdefiniowanej za pomocą dyrektywy DW.

zdefiniowanej za pomocą dyrektywy DW.

Dyrektywa ORG

Dyrektywa ORG



dyrektywa ORG umożliwia wpisanie do licznika

dyrektywa ORG umożliwia wpisanie do licznika

lokacji potrzebnej wartości, np.:

lokacji potrzebnej wartości, np.:

ORG 100H

ORG 100H



w polu operandu dyrektywy ORG można podać

w polu operandu dyrektywy ORG można podać

wyrażenie arytmetyczne czasu translacji, np.

wyrażenie arytmetyczne czasu translacji, np.

dyrektywa

dyrektywa

ORG   $+7

ORG   $+7

powoduje zwiększenie

powoduje zwiększenie

aktualnej zawartości licznika lokacji o 7

aktualnej zawartości licznika lokacji o 7

Sprawozdanie z

Sprawozdanie z

przebiegu translacji

przebiegu translacji

programu (1)

programu (1)



w trakcie asemblacji tworzony jest plik z

w trakcie asemblacji tworzony jest plik z

rozszerzeniem .LST zawierający obszerne

rozszerzeniem .LST zawierający obszerne

sprawozdanie z jej przebiegu (tzw. listing

sprawozdanie z jej przebiegu (tzw. listing

asemblacji)

asemblacji)



analogicznie w trakcie konsolidacji tworzony jest

analogicznie w trakcie konsolidacji tworzony jest

plik z rozszerzeniem .MAP

plik z rozszerzeniem .MAP

Sprawozdanie z

Sprawozdanie z

przebiegu translacji

przebiegu translacji

programu (2)

programu (2)



w pliku .LST podawane są kolejne wiersze

w pliku .LST podawane są kolejne wiersze

programu źródłowego oraz wygenerowany na ich

programu źródłowego oraz wygenerowany na ich

podstawie kod półskompilowany (ang. object

podstawie kod półskompilowany (ang. object

code); podane są także nazwy i wartości

code); podane są także nazwy i wartości

wszystkich etykiet, zmiennych i symboli

wszystkich etykiet, zmiennych i symboli

stosowanych w programie źródłowym;

stosowanych w programie źródłowym;

sygnalizowane są też ewentualne błędy

sygnalizowane są też ewentualne błędy



poniżej podano przykładowy fragment tego pliku

poniżej podano przykładowy fragment tego pliku

obejmujący trzy rozkazy programu

obejmujący trzy rozkazy programu

Sprawozdanie z

Sprawozdanie z

przebiegu translacji

przebiegu translacji

programu (3)

programu (3)

000000A6

000000A6

8A 03

8A 03

nowy:

nowy:

mov

mov

al, [ebx]

al, [ebx]

000000A8

000000A8

43

43

inc

inc

ebx

ebx

000000A9

000000A9

3C 0A

3C 0A

cmp

cmp

al,10

al,10

 

 



w końcowej części sprawozdania podany jest

w końcowej części sprawozdania podany jest

słownik symboli używanych w programie.

słownik symboli używanych w programie.

Kod asemblerowy w

Kod asemblerowy w

wersji AT&T (1)

wersji AT&T (1)



omawiany wcześniej asembler został

omawiany wcześniej asembler został

zaprojektowany przez firmę Intel dla

zaprojektowany przez firmę Intel dla

wytwarzanych przez nią procesorów

wytwarzanych przez nią procesorów



dostępne są także asemblery używające innych

dostępne są także asemblery używające innych

składni języka, spośród których najbardziej znana

składni języka, spośród których najbardziej znana

jest składnia AT&T stosowana w Linuksie

jest składnia AT&T stosowana w Linuksie

Kod asemblerowy w

Kod asemblerowy w

wersji AT&T (2)

wersji AT&T (2)



zasadnicze różnice między tymi asemblerami są

zasadnicze różnice między tymi asemblerami są

następujące:

następujące:

•

nazwy rejestrów poprzedzone są znakiem %

nazwy rejestrów poprzedzone są znakiem %

•

przesłania zapisywane są w postaci

przesłania zapisywane są w postaci

skąd, dokąd

skąd, dokąd

•

prawie każdy rozkaz posiada jawnie zdefiniowany rozmiar

prawie każdy rozkaz posiada jawnie zdefiniowany rozmiar

operandów, określony przez ostatnią literę instrukcji, np.:

operandów, określony przez ostatnią literę instrukcji, np.:

movl (%ebx), %eax

movl (%ebx), %eax

(AT&T)

(AT&T)

mov eax, dword ptr [ebx]

mov eax, dword ptr [ebx]

(Intel)

(Intel)

 

 

.

.

Kod asemblerowy w

Kod asemblerowy w

wersji AT&T (3)

wersji AT&T (3)



wartości bezpośrednie są poprzedzone znakiem $, np.

wartości bezpośrednie są poprzedzone znakiem $, np.

movl $1, %ebx

movl $1, %ebx

(AT&T)

(AT&T)

mov ebx, 1

mov ebx, 1

(Intel)

(Intel)



liczby w zapisie szesnastkowym poprzedzone są znakami 0x

liczby w zapisie szesnastkowym poprzedzone są znakami 0x

(tak jak w C)

(tak jak w C)



segmenty programu są deklarowane poprzez nazwy, np.

segmenty programu są deklarowane poprzez nazwy, np.

.text, .bss

.text, .bss



część rozkazów procesora posiada odmienne mnemoniki, np.

część rozkazów procesora posiada odmienne mnemoniki, np.

cwb

cwb



komentarze poprzedzone są znakiem #

komentarze poprzedzone są znakiem #

.

.

Kod asemblerowy w

Kod asemblerowy w

wersji AT&T (4)

wersji AT&T (4)



modyfikacje adresowe stosują dość specyficzną

modyfikacje adresowe stosują dość specyficzną

notację

notację

movl (%ebx), %eax

movl (%ebx), %eax

mov eax, [ebx]

mov eax, [ebx]

movl 3(%ebx), %eax

movl 3(%ebx), %eax

mov eax, [ebx+3]

mov eax, [ebx+3]

mov (%ebx, %ecx), %eax

mov (%ebx, %ecx), %eax

mov eax, [ebx + ecx]

mov eax, [ebx + ecx]

mov (%ebx, %ecx, 2), %eax

mov (%ebx, %ecx, 2), %eax

mov eax, [ebx + ecx*2]

mov eax, [ebx + ecx*2]

Asemblery: za i przeciw (1)

Asemblery: za i przeciw (1)



Od wielu lat trwają dyskusje na temat

Od wielu lat trwają dyskusje na temat

przydatności kodowania programów na poziomie

przydatności kodowania programów na poziomie

asemblera — poniżej wymieniono najczęściej

asemblera — poniżej wymieniono najczęściej

podawane argumenty „za”:

podawane argumenty „za”:

1.

1.

argumenty edukacyjne

argumenty edukacyjne

: można poznać działanie procesora i

: można poznać działanie procesora i

komputera na poziomie rozkazów, można wybrać

komputera na poziomie rozkazów, można wybrać

efektywną technikę kodowania programu;

efektywną technikę kodowania programu;

2.

2.

asembler stanowi pomost łączący sprzęt i oprogramowanie:

asembler stanowi pomost łączący sprzęt i oprogramowanie:

można poznać kody generowane przez kompilatory

można poznać kody generowane przez kompilatory

języków wysokiego poziomu, można identyfikować błędy

języków wysokiego poziomu, można identyfikować błędy

trudne do znalezienia (ang. hard-to-find-errors); znajomość

trudne do znalezienia (ang. hard-to-find-errors); znajomość

techniki kodowania w asemblerze stanowi podstawę do

techniki kodowania w asemblerze stanowi podstawę do

budowy kompilatorów, debuggerów i innych narzędzi;

budowy kompilatorów, debuggerów i innych narzędzi;

Asemblery: za i przeciw (2)

Asemblery: za i przeciw (2)

3.

3.

w

w

systemach wbudowanych

systemach wbudowanych

, ze względu na ich mniejsze zasoby

, ze względu na ich mniejsze zasoby

sprzętowe w porównaniu z PC, stosowanie asemblera może być

sprzętowe w porównaniu z PC, stosowanie asemblera może być

konieczne ze względu na ostre wymagania dotyczące rozmiaru

konieczne ze względu na ostre wymagania dotyczące rozmiaru

programu czy prędkości wykonywania;

programu czy prędkości wykonywania;

4. oprogramowanie

4. oprogramowanie

sterowników urządzeń

sterowników urządzeń

korzysta zazwyczaj z

korzysta zazwyczaj z

rejestrów sterujących, które nie są dostępne w językach wysokiego

rejestrów sterujących, które nie są dostępne w językach wysokiego

poziomu;

poziomu;

5.

5.

kodowanie w asemblerze pozwala na tworzenie kodu

kodowanie w asemblerze pozwala na tworzenie kodu

samomodyfikującego się (aczkolwiek nie jest to zalecane ze względu

samomodyfikującego się (aczkolwiek nie jest to zalecane ze względu

na interferencje z kodem przechowywanym w pamięci podręcznej);

na interferencje z kodem przechowywanym w pamięci podręcznej);

6.

6.

możliwa jest optymalizacja kodu ze względu na rozmiar zajmowanej

możliwa jest optymalizacja kodu ze względu na rozmiar zajmowanej

pamięci i prędkość wykonywania.

pamięci i prędkość wykonywania.

 

 

Asemblery: za i przeciw (3)

Asemblery: za i przeciw (3)

argumenty „przeciw”:

argumenty „przeciw”:

1.

1.

czas opracowywania programu jest zazwyczaj bardzo długi;

czas opracowywania programu jest zazwyczaj bardzo długi;

2.

2.

kodowanie w asemblerze jest podatne na błędy, np. rzadko

kodowanie w asemblerze jest podatne na błędy, np. rzadko

wprowadza się kontrolę bilansowania stosu;

wprowadza się kontrolę bilansowania stosu;

3.

3.

identyfikacja błędów w programie jest czasami bardzo

identyfikacja błędów w programie jest czasami bardzo

trudna, mimo stosowania debuggerów;

trudna, mimo stosowania debuggerów;

4.

4.

kod w asemblerze jest w pełni zrozumiały dla autora, dla

kod w asemblerze jest w pełni zrozumiały dla autora, dla

innych osób może być słabo czytelny — utrudnia to

innych osób może być słabo czytelny — utrudnia to

wprowadzanie aktualizacji, szczególnie gdy autor nie pracuje

wprowadzanie aktualizacji, szczególnie gdy autor nie pracuje

już w firmie;

już w firmie;

5.

5.

kod w asemblerze jest dość trudno przenieść na inną

kod w asemblerze jest dość trudno przenieść na inną

platformę sprzętową;

platformę sprzętową;

Asemblery: za i przeciw (4)

Asemblery: za i przeciw (4)



wymienione przyczyny powodują, że kod

wymienione przyczyny powodują, że kod

asemblerowy stanowi zazwyczaj tylko fragment

asemblerowy stanowi zazwyczaj tylko fragment

całego programu i często zawiera operacje

całego programu i często zawiera operacje

krytyczne dla działania całej aplikacji

krytyczne dla działania całej aplikacji

Przekazywanie parametrów

Przekazywanie parametrów

do podprogramów (1)

do podprogramów (1)



A. Sposoby przekazywania

A. Sposoby przekazywania

parametrów:

parametrów:



przekazywanie przez wartość (ang. call by
value) – do podprogramu przekazywana jest
bezpośrednio wartość parametru, którym
może być liczba, tablica liczb, łańcuch
znaków, itp;



przekazywanie przez adres (ang. call by
location) – do podprogramu przekazywany
jest adres lokacji pamięci, w której znajduje
się przekazywana wartość

Przekazywanie parametrów

Przekazywanie parametrów

do podprogramów (2)

do podprogramów (2)



B. Drogi przekazywania parametrów:

B. Drogi przekazywania parametrów:



przez rejestry (w procesorach 64-bitowych,
w procesorach klasy RISC)



przez stos (typowa, powszechnie stosowana
metoda),



przez bufory (tj. przez zarezerwowane
obszary pamięci o ustalonych adresach).

Przekazywanie parametrów

Przekazywanie parametrów

przez stos (1)

przez stos (1)



Przekazywanie parametrów do podprogramów

Przekazywanie parametrów do podprogramów

(procedur, funkcji) przez stos jest powszechnie

(procedur, funkcji) przez stos jest powszechnie

stosowane przez kompilatory opracowane dla

stosowane przez kompilatory opracowane dla

procesorów 32-bitowych

procesorów 32-bitowych



W architekturze 64-bitowej pierwsze cztery

W architekturze 64-bitowej pierwsze cztery

parametry przekazywane są przez rejestry

parametry przekazywane są przez rejestry

procesora, a dopiero ewentualny piąty parametr,

procesora, a dopiero ewentualny piąty parametr,

szósty, itd. przekazywane są przez stos

szósty, itd. przekazywane są przez stos



Technikę przekazywania parametrów przez stos

Technikę przekazywania parametrów przez stos

wyjaśnimy na przykładzie podprogramu

wyjaśnimy na przykładzie podprogramu

suma

suma

,

,

który wyznacza sumę trzech liczb 32-bitowych ze

który wyznacza sumę trzech liczb 32-bitowych ze

znakiem

znakiem

Przekazywanie parametrów

Przekazywanie parametrów

przez stos (2)

przez stos (2)



Przyjmujemy następujące założenia:

Przyjmujemy następujące założenia:

•

parametry, w postaci liczb 32-bitowych ze

parametry, w postaci liczb 32-bitowych ze

znakiem (kod U2), wpisywane są na stos przed

znakiem (kod U2), wpisywane są na stos przed

wywołaniem podprogramu;

wywołaniem podprogramu;

•

obliczona wartość wyrażenia (zakładamy, że

obliczona wartość wyrażenia (zakładamy, że

również 32-bitowa) powinna zostać załadowana

również 32-bitowa) powinna zostać załadowana

do rejestru EAX;

do rejestru EAX;

•

w trakcie wykonywania obliczeń nie wystąpi

w trakcie wykonywania obliczeń nie wystąpi

nadmiar (przepełnienie)

nadmiar (przepełnienie)

•

obowiązek zdjęcia parametrów ze stosu po

obowiązek zdjęcia parametrów ze stosu po

wykonaniu obliczeń należy do podprogramu

wykonaniu obliczeń należy do podprogramu

Przekazywanie parametrów

Przekazywanie parametrów

przez stos (3)

przez stos (3)



Jeśli przykładowe wartości parametrów będą

Jeśli przykładowe wartości parametrów będą

wynosiły 17, –5, 7, to wywołanie podprogramu

wynosiły 17, –5, 7, to wywołanie podprogramu

suma

suma

może mieć postać:

może mieć postać:

 

 

push

push

dword PTR 17

dword PTR 17

push

push

dword PTR –5

dword PTR –5

push

push

dword PTR 7

dword PTR 7

call

call

suma

suma

; wywołanie podprogramu

; wywołanie podprogramu

 

 

Przekazywanie parametrów

Przekazywanie parametrów

przez stos (4)

przez stos (4)



w wyniku wykonania podanych rozkazów

w wyniku wykonania podanych rozkazów

zawartość stosu będzie następująca:

zawartość stosu będzie następująca:

Odczytywanie parametrów

Odczytywanie parametrów

przez rozkazy wewnątrz

przez rozkazy wewnątrz

podprogramu (1)

podprogramu (1)



odczytywanie parametrów za pomocą rozkazu

odczytywanie parametrów za pomocą rozkazu

POP byłoby kłopotliwe: wymagałoby uprzedniego

POP byłoby kłopotliwe: wymagałoby uprzedniego

odczytania wartości śladu, a po wykonaniu

odczytania wartości śladu, a po wykonaniu

obliczeń należało by ponownie załadować ślad na

obliczeń należało by ponownie załadować ślad na

stos

stos



odczytane parametry można by umieścić w

odczytane parametry można by umieścić w

rejestrach ogólnego przeznaczenia — rejestry te

rejestrach ogólnego przeznaczenia — rejestry te

jednak używane są do wykonywania obliczeń i

jednak używane są do wykonywania obliczeń i

przechowywania wyników pośrednich, wskutek

przechowywania wyników pośrednich, wskutek

czego nadają się do przechowywania jedynie kilku

czego nadają się do przechowywania jedynie kilku

parametrów

parametrów

Odczytywanie parametrów

Odczytywanie parametrów

przez rozkazy wewnątrz

przez rozkazy wewnątrz

podprogramu (2)

podprogramu (2)



w celu zorganizowania wygodnego dostępu do

w celu zorganizowania wygodnego dostępu do

parametrów umieszczonych na stosie przyjęto, że

parametrów umieszczonych na stosie przyjęto, że

obszar zajmowany przez parametry będzie

obszar zajmowany przez parametry będzie

traktowany jako zwykły obszar danych

traktowany jako zwykły obszar danych



w istocie stos jest bowiem umieszczony w

w istocie stos jest bowiem umieszczony w

pamięci głównej (operacyjnej) i nic nie stoi na

pamięci głównej (operacyjnej) i nic nie stoi na

przeszkodzie, by w pewnych sytuacjach traktować

przeszkodzie, by w pewnych sytuacjach traktować

jego zawartość jako zwykłe dane

jego zawartość jako zwykłe dane

Odczytywanie parametrów

Odczytywanie parametrów

przez rozkazy wewnątrz

przez rozkazy wewnątrz

podprogramu (3)

podprogramu (3)



taki niestandardowy dostęp do danych

taki niestandardowy dostęp do danych

zapisanych na stosie wymaga znajomości ich

zapisanych na stosie wymaga znajomości ich

adresów

adresów



trzeba przy tym uwzględnić, że położenie danych

trzeba przy tym uwzględnić, że położenie danych

zapisanych na stosie ustalane jest dopiero w

zapisanych na stosie ustalane jest dopiero w

trakcie wykonywania programu, i może się

trakcie wykonywania programu, i może się

zmieniać przy kolejnych wywołaniach

zmieniać przy kolejnych wywołaniach

podprogramu — konieczne jest więc opracowanie

podprogramu — konieczne jest więc opracowanie

schematu wyznaczania adresów parametrów

schematu wyznaczania adresów parametrów

umieszczonych na stosie, dostosowanego do

umieszczonych na stosie, dostosowanego do

aktualnej sytuacji na stosie

aktualnej sytuacji na stosie

Odczytywanie parametrów

Odczytywanie parametrów

przez rozkazy wewnątrz

przez rozkazy wewnątrz

podprogramu (4)

podprogramu (4)



można zauważyć, że parametry podprogramu

można zauważyć, że parametry podprogramu

odległe są o ustaloną liczbę bajtów od

odległe są o ustaloną liczbę bajtów od

wierzchołka stosu (tu: o 4 bajty, na których

wierzchołka stosu (tu: o 4 bajty, na których

zapisany jest ślad)

zapisany jest ślad)



ponieważ położenie wierzchołka stosu wskazuje

ponieważ położenie wierzchołka stosu wskazuje

rejestr ESP, więc na podstawie zawartości rejestru

rejestr ESP, więc na podstawie zawartości rejestru

ESP można wyznaczyć adresy parametrów, np.

ESP można wyznaczyć adresy parametrów, np.

liczba –5 znajduje się w komórce pamięci o

liczba –5 znajduje się w komórce pamięci o

adresie równym zawartości rejestru ESP

adresie równym zawartości rejestru ESP

powiększonej o 8

powiększonej o 8



z kolei znając adres komórki pamięci można

z kolei znając adres komórki pamięci można

odczytać jej zawartość posługując się

odczytać jej zawartość posługując się

mechanizmem modyfikacji adresowej

mechanizmem modyfikacji adresowej

Pomocniczy wskaźnik stosu

Pomocniczy wskaźnik stosu

EBP (1)

EBP (1)



zawartość rejestru ESP może się zmieniać w

zawartość rejestru ESP może się zmieniać w

trakcie wykonywania podprogramu, konieczne

trakcie wykonywania podprogramu, konieczne

jest użycie innego rejestru, którego zawartość,

jest użycie innego rejestru, którego zawartość,

ustalona przez cały czas wykonywania

ustalona przez cały czas wykonywania

podprogramu, będzie wskazywała obszar

podprogramu, będzie wskazywała obszar

parametrów na stosie — rolę tę pełni, specjalnie

parametrów na stosie — rolę tę pełni, specjalnie

do tego celu zaprojektowany rejestr EBP, często

do tego celu zaprojektowany rejestr EBP, często

nazywany

nazywany

pomocniczym wskaźnikiem stosu

pomocniczym wskaźnikiem stosu

Pomocniczy wskaźnik stosu

Pomocniczy wskaźnik stosu

EBP (2)

EBP (2)



jeśli zawartość rejestru EBP jest równa zawartości ESP, to

jeśli zawartość rejestru EBP jest równa zawartości ESP, to

adres określony przez EBP wskazuje wierzchołek stosu, a

adres określony przez EBP wskazuje wierzchołek stosu, a

EBP zwiększony o 4, 8, 12,... wskazuje kolejne, uprzednio

EBP zwiększony o 4, 8, 12,... wskazuje kolejne, uprzednio

zapisane, wartości 32-bitowe na stosie (należy pamiętać,

zapisane, wartości 32-bitowe na stosie (należy pamiętać,

że stos "rośnie" w kierunku malejących adresów, zatem

że stos "rośnie" w kierunku malejących adresów, zatem

lokacje bardziej odległe od wierzchołka stosu będą miały

lokacje bardziej odległe od wierzchołka stosu będą miały

wyższe adresy)

wyższe adresy)



ponieważ zawartość rejestru EBP jest zazwyczaj

ponieważ zawartość rejestru EBP jest zazwyczaj

potrzebna w programie nadrzędnym, więc przez użyciem

potrzebna w programie nadrzędnym, więc przez użyciem

EBP w podprogramie trzeba zapamiętać jego zawartość

EBP w podprogramie trzeba zapamiętać jego zawartość

na stosie

na stosie



 

 

Pomocniczy wskaźnik stosu

Pomocniczy wskaźnik stosu

EBP (3)

EBP (3)



zaraz po tym trzeba wpisać do rejestru EBP

zaraz po tym trzeba wpisać do rejestru EBP

aktualną zawartość rejestru ESP, tak by możliwy

aktualną zawartość rejestru ESP, tak by możliwy

był do parametrów zapisanych na stosie — zatem

był do parametrów zapisanych na stosie — zatem

dwa pierwsze rozkazy podprogramu

dwa pierwsze rozkazy podprogramu

suma

suma

będą

będą

miały postać:

miały postać:

suma

suma

PROC

PROC

push

push

ebp

ebp

; przechowanie EBP na stosie

; przechowanie EBP na stosie

mov

mov

ebp, esp

ebp, esp

; po wykonaniu tego rozkazu, rejestr EBP będzie

; po wykonaniu tego rozkazu, rejestr EBP będzie

; wskazywał wierzchołek stosu

; wskazywał wierzchołek stosu

Pomocniczy wskaźnik stosu

Pomocniczy wskaźnik stosu

EBP (4)

EBP (4)



Aktualna sytuacja na stosie pokazana jest

Aktualna sytuacja na stosie pokazana jest

rysunku

rysunku

Kod podprogramu

Kod podprogramu

suma

suma

suma PROC

push ebp ; przechowanie EBP na stosie
mov ebp,esp ; po wykonaniu tego rozkazu EBP
; będzie wskazywał wierzchoł. stosu
mov eax, [ebp] + 16
add eax, [ebp] + 12
add eax, [ebp] + 8

; wynik obliczeń znajduje się w rejestrze EAX

pop ebp ; odtworzenie EBP
ret12 ; powrót do programu wywołującego
; i usunięcie parametrów ze stosu

suma ENDP