Assembler
Вступ.
Після створення процесора 8086 фірма Intel розробила більш досконалі процесори об’єднані під назвою I 80x86, така назва означає, що всі команди мікропроцесора, які виконуються на молодших моделях обов’язково виконуються на старше, отже все ПЗ, які розроблені для процесора 8086 успішно будуть працювати і на останніх моделях 80486 і Pentium. Ми будемо розглядати процесори з точки зору програміста. Не дивлячись на різноманітність моделей процесорів, найбільш важливим з точки зору біології програмування є 8086 як базова модель і 80386 , як перший процесор фірми Intel, який в повному об’ємі реалізував принцип багатозадачності.
Програмування на мові асемблера
Програмування на мові асемблера вважається складною задачею, причини цього такі:
Мова асемблера будь-якого процесора суттєво складніша будь-якої мови високого рівня. Щоб скористатись всіма можливостями мови асемблера, треба по крайній мірі знати команди мікропроцесора, а їх число з усіма можливими варіантами переважає 100, їх кількість значно перевищує кількість операторів і ключових слів інших мов високого рівня. Проблема ускладнюється ще тим, що зміни в асемблері виникають набагато швидше ніж в мовах високого рівня, це зв’язано з появою нових мікропроцесорів і відповідно нових команд.
Програміст, який використовує мови асемблера повинен сам слідкувати за розподілом пам’яті та вмістом регістрів, щоб коректно розподіляти і оперувати пам’яттю, в мовах високого рівня це робиться автоматично при допомозі компілятора, але ця обставина має перевагу: можна оптимально розташувати дані в пам’яті, забезпечити максимальну швидкість виконання та мінімальну довжину програми.
Програми на мові асемблера важче проектувати та підлагоджувати, треба весь час пам’ятати, що конкретно знаходиться в кожному регістрів в даній комірці пам’яті. Прийнято вважати, що розробка програми тільки на мові асемблера, деякого процесора, навіть якщо він поширений не рекомендується. Зрозуміло, що будь-яку програму можна написати тільки з допомогою асемблера, але для цього треба використати набагато більшу кількість команд і час який піде на її виконання і відладку буде набагато більший ніж для мови високого рівня. Набагато вигідніше писати програми на мові високого рівня, а найбільш критичні частини на швидкодії писати на мові асемблера. Наприклад на асемблері можна скласти процедури для реалізації вводу-виводу низького рівня, процедури обробки переривань та деякі інші.
Етапи створення програми.
Розробка програми на мові асемблера включає кілька етапів.
Підготовка початкового тексту програми;
Асемблювання програми(отримання об’єктного коду);
Компоновка програми(отримання виконуваного файлу);
Відладка програми(знаходження помилок).
Ці етапи циклічно повторюються.
Підготовка лістінгу програми.
Текст програми на мові асемблера записується в один або кілька файлів, імена файлів і їх розширення можуть бути будь-які, прийнято для файлів які містять програми мовою асемблера прийнято використовувати розширення *.asm. Для файлів визначених констант і повних типів розширення *.inc. Ці файли є текстовими їх можна набрати в будь-якому текстовому редакторі. Можна також використати інтегровані середовища для розробки програм, при програмуванні зручно виділяти один каталог для збереження всіх файлів програми і звідти запускати всі необхідні програми для підготовки, асемблювання та компонування програми. При використанні стандартних редакторів тексту, редаговані тексти треба зберігати у вигляді звичайних файлів у форматі ASCII, це означає, що ці файли треба зберігати без додаткових символів, ці символи часто вставляють в текст різні спеціалізовані редактори, наприклад WORD.
Асемблювання програми.
Підготовлений текст мови асемблер є початковим для спеціальних програм, які називаються асемблерами, далі програма асемблера. Задача програми асемблера перетворити текст програми у форму двійкових команд, останні можуть вже бути виконанні мікропроцесором. Після асемблювання дістають так звані файли об’єктних модулів, які мають відповідні розширення *.obj. Для отримання об’єктних файлів необхідного виконати відповідну програму асемблера masm фірми Microsoft, або tasm фірми Borland. В обох випадках після команди вказується ім’я файлу : masm prog1.asm, tasm prog1.asm.
Така форма команди є мінімальною, крім цієї форми можна використовувати іншу форму задаючи перед іменем файлу опції або ключі. Якщо програма складається з декількох файлів, то їх асемблювання проводиться незалежно один від одного, хоча отримані об’єктні файли представлені вже в двійковій формі запускати їх на виконання не можливо.
Компоновка програми.
Текст програми може знаходитись в декількох файлах, змінні які описані в цих файлах можуть використовуватися спільно, якщо такі файли асемблюються окремо, то не можливо дістати повну інформацію, для того, щоб генерувати виконавчий код. Тому процес підготовки програми обов’язково включає в себе етап компоновки. На цьому етапі визначають всі невідомі, при окремому асемблювані, адреси всіх змінних або функцій, які використовуються спільно. Процес об’єднання об’єктних модулів в один файл виконується спец. програмою, яка називається компоновщиком. Це може бути програма link фірми Microsoft, або tlink фірми Borland, отримуваний виконуваний файл має розширення *.exe, або *.com. Компановщику треба передати імена відповідних об’єктних файлів.
Link prog1.obj prog2.obj
Tlink prog1.obj prog2.obj
Після компонування отримується виконуваний файл, він отримує ім’я файла, який стоїть перший у відповідній команді.Відладка програми.
За винятком початкових простих програм практично всі програми на мові асемблера мають потребу в відладці. Для відладки можна використовувати різні відладчики, наприклад tg386-Turbo Debuger фірми Borland. Сучасні відладчики дозволяють в процесі відладки контролювати значення регістрів загального призначення, а також значення змінних і змінювати їх в процесі відладки, можна переглядати зміст різних ділянок пам’яті, можна контролювати виконання покроково, або розставляти точки зупинки.Використання інтегрованих середовищ (ІС).
Дуже зручно користуватись для підготовки тексту програми редакторами ІС, такі можливості передбачають практично всі виробники сучасних асемблерів. ІС мають суттєву перевагу, так як дають доступ до довідкової інформації.