Top-office11.ru

IT и мир ПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Loop в ассемблере

Инструкция LOOP

Что такое JavaScript

Если вы интересуетесь программированием вообще, и сайтостроением в частности, то вы наверняка слышали слово JavaScript. И, если вы до сих пор не узнали толком, что же это такое, то пришло время сделать это. Подробнее.

Инструкция LOOP в Ассемблере уменьшает значение в регистре СХ в реальном режиме или ECX в защищённом. Если после этого значение в СХ не равно нулю, то команда LOOP выполняет переход на МЕТКУ. Синтаксис:

Состояние флагов не изменяется.

МЕТКА — это допустимый в Ассемблере идентификатор. О метках в Ассемблере я рассказывал здесь.

Алгоритм работы команды LOOP:

  • CX = CX — 1
  • Если CX не равен 0, то выполнить переход
  • Иначе не выполнять переход, продолжить цикл

То есть команда LOOP выполняется в два этапа. Сначала из регистра СХ вычитается единица и его значение сравнивается с нулём. Если регистр не равен нулю, то выполняется переход к указанной МЕТКЕ. Иначе переход не выполняется и управление передаётся команде, которая следует сразу после команды LOOP.

Как выполнить цикл в Ассемблере

Выполнение цикла в Ассемблере можно организовать с помощью нескольких команд. Одна из таких команд — это команда LOOP. Команда цикла в Ассемблере всегда уменьшает значение счётчика на единицу. Это значение находится в регистре СХ (или ECX). Отличия между командами цикла заключаются только в условиях, при которых выполняется переход к метке или цикл завершается.

Команда LOOP выполняет переход к метке во всех случаях, когда значение в регистре СХ не равно нулю. Чтобы организовать цикл с помощью этой команды, нам надо сначала в регистр СХ записать число итераций цикла (то есть сколько раз цикл должен быть выполнен), затем вставить в код метку, а затем написать команды, которые должны быть выполнены в цикле. А уже в конце списка этих команд записать команду LOOP.

Более понятно это будет в примере программы (см. ниже).

Возможные ошибки

Начинающие довольно часто совершают одни и те же ошибки при организации циклов в Ассемблере. А именно — неправильно задают или обнуляют значение счётчика перед выполнение цикла.

При обнулении счётчика перед циклом при первой итерации цикла значение в регистре CX будет равно FFFFh (потому что команда LOOP отнимет от СХ единицу, а в СХ у нас был 0), и цикл в программе будет выполняться, соответственно 65536 раз.

Ещё один момент: диапазон адресов для передачи управления в команде LOOP ограничен в пределах -128…+127 байтов относительно адреса следующей команды. Если учесть, что в реальном режиме процессора средняя длина машинной команды равна 3 байта, то получается, что блок команд, выполняющихся в цикле, может состоять примерно из 42 команд. Если же в вашем цикле будет больше команд, то, например, MASM, выдаст сообщение об ошибке, которое будет выглядеть примерно так:

error A2075: jump destination too far : by 10 byte(s)

Здесь говорится, что местоположение перехода слишком далеко (примерно на 10 байт больше допустимого).

Ещё одна ошибка — это изменение значения регистра CX в теле цикла. В итоге команда LOOP будет работать неправильно. К тому же при этом можно попасть в бесконечный цикл. Пример:

Здесь в теле цикла увеличивается значение регистра СХ, поэтому он никогда не будет равен нулю, и, следовательно, цикл никогда не завершится.

А теперь о происхождении мнемоники LOOP. В общем то это не мнемоника, а слово. В переводе с английского оно означает “петля”, “виток”, “цикл”.

Алгоритмическая структура «Цикл» в языке Ассемблер

К изучению языка Ассемблер учащиеся подходят, как правило, имея начальные знания в области программирования. Поэтому им проще будет понять, как реализуются основные алгоритмические структуры в Ассемблере, если при изложении нового материала преподаватель будет проводить аналогию с изученным ими ранее языком программирования (например, Turbo Pascal).

Алгоритмическая структура “цикл”, как известно, обеспечивает выполнение некоторой последовательности действий, которая называется телом цикла.

Выделяется три типа циклов: цикл “ДЛЯ”, цикл “ПОКА”, цикл “ДО”. Друг от друга различные типы циклов отличаются в основном лишь способом проверки окончания цикла.

В языке программирования Паскаль для реализации каждого типа цикла имеются специальные операторы, но любой из этих трех типов можно организовать при помощи условного оператора и оператора безусловного перехода.

Система команд языка Ассемблер тоже позволяет организовать циклическое выполнение некоторого фрагмента программы, к примеру, используя команды условной передачи управления или команду безусловного перехода JMP.

Как и в языке Паскаль, в Ассемблере существует специальная команда, которая позволяет сокращать листинг циклической программы.

Это команда LOOP .

Данная команда выполняет следующие функции:

    1. Автоматически уменьшает значение счетчика.
    2. Выполняет проверку на выход из цикла.
    3. Выполняет переход на начало тела цикла.

Команда LOOP может быть использована лишь в случае цикла с известным числом повторений, т.е. цикла “ДЛЯ”. Количество повторений цикла должно быть присвоено регистру СХ до начала цикла.

Таким образом, команда LOOP заменила тройку команд:

Рассмотрим использование этой команды на практике.

Пример: Составим программу, которая выводит на экран 1000 нулей.

(1) prg segment para public ‘code’
(2) assume cs:prg,ss:prg,es:prg,ds:prg
(3) org 100h
(4) start: jmp go
(5) go:
(6) mov ax, 0600h
(7) mov bh,07
(8) mov cx, 0000
(9) mov dx,184fh
(10) mov cx,1000
(11) Zero:
(12) mov ah,02
(13) mov dl,30h
(14) int 21h
(15) loop Zero
(16) ret
(17) prg ends
(18) end start

Строки с (1) по (10) и с (16) по (18) вы уже знаете.

Строка (11) – это метка (начало цикла). Строка (15) – конец цикла. Все, что находится в пределах строк (11) – (15), является циклом. Сам цикл будет повторяться 1000 раз, для чего мы и заносим в СХ число 1000 (строка (10)).

В строке (12) заносим в регистр ah число 02 (запрос функции вывода одного символа).

В строке (13) в регистр dl заносим код выводимого символа (код символа “0” – 30h).

В строке (14) вызываем прерывание int 21h.

Теперь на экране появится первый ноль. Остается уменьшить счетчик (СХ) на 1 и повторить. Что мы и делаем в строке (15).

Задача 1 для практики: Составить фрагмент программы на языке Ассемблер, подсчитывающий сумму первых 10 натуральных чисел (результат записать в АХ).

Задача 2 для практики: Составить фрагмент программы на языке Ассемблер, вычисляющий значение выражения: (результат записать в АХ).

Задача 3 для практики: Составить фрагмент программы на языке Ассемблер, вычисляющий факториал заданного числа К (К – от 0 до 8).

Команды ассемблера

Команда lea для арифметики

Для выполнения некоторых арифметических операций можно использовать команду lea 2 Intel® 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual, 3.5.1.3 Using LEA . Она вычисляет адрес своего операнда-источника и помещает этот адрес в операнд-назначение. Ведь она не производит чтение памяти по этому адресу, верно? А значит, всё равно, что она будет вычислять: адрес или какие-то другие числа.

Вспомним, как формируется адрес операнда:

Вычисленный адрес будет равен база + индекс ? множитель + смещение.

Чем это нам удобно? Так мы можем получить команду с двумя операндами-источниками и одним результатом:

Вспомните, что при сложении командой add результат записывается на место одного из слагаемых. Теперь, наверно, стало ясно главное преимущество lea в тех случаях, где её можно применить: она не перезаписывает операнды-источники. Как вы это сможете использовать, зависит только от вашей фантазии: прибавить константу к регистру и записать в другой регистр, сложить два регистра и записать в третий… Также lea можно применять для умножения регистра на 3, 5 и 9, как показано выше.

Команда loop

  • уменьшить значение регистра %ecx на 1;
  • если %ecx = 0, передать управление следующей за loop команде;
  • если %ecx , передать управление на метку.

Напишем программу для вычисления суммы чисел от 1 до 10 (конечно же, воспользовавшись формулой суммы арифметической прогрессии, можно переписать этот код и без цикла — но ведь это только пример).

На Си это выглядело бы так:

Команды сравнения и условные переходы. Безусловный переход

Команда loop неявно сравнивает регистр %ecx с нулём. Это довольно удобно для организации циклов, но часто циклы бывают намного сложнее, чем те, что можно записать при помощи loop . К тому же нужен эквивалент конструкции if()<> . Вот команды, позволяющие выполнять произвольные сравнения операндов:

Команда cmp выполняет вычитание операнд_1 — операнд_2 и устанавливает флаги. Результат вычитания нигде не запоминается.

Внимание! Обратите внимание на порядок операндов в записи команды: сначала второй, потом первый.

Сравнили, установили флаги, — и что дальше? А у нас есть целое семейство jump -команд, которые передают управление другим командам. Эти команды называются командами условного перехода. Каждой из них поставлено в соответствие условие, которое она проверяет. Синтаксис:

Команды jcc не существует, вместо cc нужно подставить мнемоническое обозначение условия.

МнемоникаАнглийское словоСмыслТип операндов
Eequalравенстволюбые
Nnotинверсия условиялюбые
Ggreaterбольшесо знаком
Llessменьшесо знаком
Aaboveбольшебез знака
Bbelowменьшебез знака

Таким образом, je проверяет равенство операндов команды сравнения, jl проверяет условие операнд_1 и так далее. У каждой команды есть противоположная: просто добавляем букву n :

  • je — jne : равно — не равно;
  • jg — jng : больше — не больше.

Теперь пример использования этих команд:

Сравните с кодом на Си:

Кроме команд условного перехода, область применения которых ясна сразу, также существует команда безусловного перехода. Эта команда чем-то похожа на оператор goto языка Си. Синтаксис:

Эта команда передаёт управление на адрес, не проверяя никаких условий. Заметьте, что адрес может быть задан в виде непосредственного значения (метки), регистра или обращения к памяти.

Произвольные циклы

Все инструкции для написания произвольных циклов мы уже рассмотрели, осталось лишь собрать всё воедино. Лучше сначала посмотрите код программы, а потом объяснение к ней. Прочитайте её код и комментарии и попытайтесь разобраться, что она делает. Если сразу что-то непонятно — не страшно, сразу после исходного кода находится более подробное объяснение.

Программа: поиск наибольшего элемента в массиве

Сначала мы заносим в регистр %eax число array[0]. После этого мы сравниваем каждый элемент массива, начиная со следующего (нам незачем сранивать нулевой элемент с самим собой), с текущим наибольшим значением из %eax , и, если этот элемент больше, он становится текущим наибольшим. После просмотра всего массива в %eax находится наибольший элемент. Отметим, что если массив состоит из 1 элемента, то следующий после нулевого элемента будет находиться за границей массива, поэтому перед циклом стоит безусловный переход на проверку границы.

Этот код соответствует приблизительно следующему на Си:

Возможно, такой способ обхода массива не очень привычен для вас. В Си принято использовать переменную с номером текущего элемента, а не указатель на него. Никто не запрещает пойти этим же путём и на ассемблере:

Рассматривая код этой программы, вы, наверно, уже поняли, как создавать произвольные циклы с постусловием на ассемблере, наподобие do<> while(); в Си. Ещё раз повторю эту конструкцию, выкинув весь код, не относящийся к циклу:

В Си есть ещё один вид цикла, с проверкой условия перед входом в тело цикла (цикл с предусловием): while()<> . Немного изменив предыдущий код, получаем следующее:

Читать еще:  Developer android com sdk index html
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector