ASSEMBLER. Autor: Rodrigo Ferreira Markus Vinicius Home Page

Transcrição

1 ASSEMBLER Os programas que usamos no nosso dia-a-dia e aqueles que criaremos estarão em algum lugar da área disponível para o usuário, isto é, entre o endereço 00500h e 9ffffh. É difícil precisar exatamente o inicio desta área, pois ele depende do tamanho do DOS utilizado. Para que um programa funcione adequadamente os registradores de segmento deverão%apontar para as 4 suas áreas correspondentes, ou seja, o CS (CODE%SEGMENT) deverà indicar o início do segmento onde estão as instruções executáveis do programa; o DS (DATA SEGMENT) devera indi7ar o inicio da área de dados usada pelo programa; e o SS (STACK1SEGMENT) deveráüapontar para o início do segmento usado com stack da máquina. Sempre que uma instrução fizer referência, ou apontar para uma outra instrução (CALLs e JUMPs), o endereço desejado será obtido pelo valor do offset contado à partir do início do segmento apontado pelo CS. Sempre que uma instrução fizer referência a um dado (ler/gravar num determinado endereço) o endereço será obtido pelo DS. O mesmo vale para as operações com o stack (PUSHs e POPs), caso em que o apontador usado será o SS. As rotinas de carregamento de programas do Sistema Operacional se incubem de posicionar os registradores nos seus devidos lugares, pois esses endereços dependerão de onde o programa estará sendo carregado. Como isso é automático, resta saber onde estará ou qual será a primeira instrução executada por umj programa, para então iniciarmos a criação dos nossos. Quem já tem alguma prática em Assembler Z80 (principalmente em CP/M) encontrará um ambiente muito familiar nos programas com extensão.com. Isto porque esse tipo de programa de 64 Kbytes, ou seja, todos eles apontam para o mesmo endereço inicial. Nestas circunstâncias tudo se passa como se o micro só tivesse 64 Kbytes de memória. Quando esse tipo de programa é criado, os primeiros 256 Bytes são reservados para o prefixo do programa e o endereço inicial de execução é estabelecido em 100h. A partir daí tudo corre por conta do programa do usuário. No caso dos programas.exe a estrutura fica um pouco diferente, também porém neste caso é reservada uma área para o prefixo do programa. A seguir são definidos os outros segmentos e o endereço da primeira instrução do programa será exatamente o endereço inicial do segmento de código. Na verdade o programador não precisa se preocupar muito com isso, uma vez que esses procedimentos e códigos são automaticamente gerados e manipulados pelo

2 montador durante a criação do programa, ou pelo Sistema Operacional, quando o programa é executado. Escrevendo programas e rotinas Uma vez compreendido como é e onde fica um programa na memória e como cada segmento deve ser definido no montador utilizado, o passo seguinte é sair criando programas e rotinas. Mas para que tudo funcione perfeitamente será necessário antes traçar alguns mapas e escrever alguns guias de sobrevivência. Lápis e papel na mão, a primeira providência é traduzir em palavras o que se quer criar em linguagem de máquina. Mas é importante lembrar que em Assembler as coisas não são como no Basic, onde para imprimir alguma coisa no vídeo basta fazer um PRINT. Em Assembler, para escrever uma mensagem na tela será necessário lançar mão de uma rotina que, vista fora do seu contexto, não possui nenhum elemento que a caracterize como um rotina de impressão. Por causa disso é que o programador Assembler deve ser muito mais meticuloso e racional do que os outros programadores - para se salvar na selva de instruções w mnemônicos de um programa. Uma vez definido o tipo de programa a ser criado, parte-se para a criação das rotinas básicas, ou seja, impressão na tela, acesso ao teclado, gravação em disco, etc. Desvios e saltos do Assembler A essência dos programas escritos em linguagem de máquina pode ser descrita como um amontoado de comparações e desvios. De fato, na maior parte do tempo de execução de um programa estão ocorrendo milhares de testes e cheques entre valores, condições, tabelas, tempo, etc. O bom senso nos diz que logo após uma comparação ocorrerá, ou não, um desvio. Caso isso não ocorra, então não faz o menor sentido a operação de comparação. Para se comparar coisas em Assembler basta usar uma instrução CMP (COMPARE), ou até mesmo uma subtração. Já em relação aos desvios a coisa se complica um pouco, pois os computadores da linha PC são dotados de um set variado de instruções de salto, divididos em condicionais e incondicionais. Os desvios incondicionais Os desvios incondicionais são executados, como o nome indica, quando não há nenhuma condição a ser verificada para a realização do salto. O programa simplesmente encontra uma instrução JMP e desvia a execução para o endereço determinado. Traduzindo isto para o computês, o fato é que um computador 486 possui

3 um registrador de 64 bits cuja função é apontar para o endereço da instrução que está sendo executada naquele exato momento. Quando os ciclos que uma instrução terminam, o IP estará apontando para o endereço da próxima instrução a ser executada. Por tanto, um salto ou desvio nada mais é do que a alteração do valor presente no registrador IP. O salto incondicional pode ter três aspectos distintos: o endereço de destino está perto (SHORT) do endereço de origem; o endereço de destino está mais ou menos distantes (NEAR); o endereço de destino está muito longe (FAR) do endereço de origem. Em Assembler dizemos que um salto é curto (SHORT), ou perto quando o destino se encontra, no máximo, a 128 bytes de distância da origem, para a frente ou para trás. Os desvios condicionais Os desvios condicionais só são executados quando uma determinada condição se verifica verdadeira. Na totalidade dos casos, a condição requerida diz respeito a uma flag da CPU e as instruções de desvio deverão preceder a algum tipo de comparação. O Processador 486 possui um grupo bastante interessante de instruções de santo condicional, embora apenas dois tipos de instrução bastassem para resolver noventa porcento dos problemas de programação. Em que pese essa aparente flexibilidade algo não funcionou corretamente nas cabeças dos criadores do 486 pois esse tipo de instrução só aceita o desvio short, o seja, distante o máximo 128 bytes do endereço de origem. Isto não chega a ser um problema, porém as fontes dos programas mais extensos começam a ficar cheios de jumps condicionais cujos endereços de destino anotam para jumps incondicionais, a fim de quebrar a barreira dos 128 bytes. Para o computador isto não implica em trabalho dobrado, porém causa algum transtorno na compreensão e depuração de programas e rotinas. Como usar um desvio condicional Como já vimos, uma comparação nada mais é do que uma subtração simulada entre dois registradores ou valores. A regra geral é que o segundo operando será subtraído do primeiro operando. Dessa forma a instrução CMP AX,BX produz um resultado deferente da instrução CMP BX,AX. No primeiro caso, o microcomputador fará a operação AX-BX e no segundo caso o inverso, ou seja BX-AX.

4 As aparências enganam Aparentemente nada do que foi exposto neste trabalho tem maior importância visto que a codificação das instruções é a principal tarefa do montador e, de certa forma, transparente ao usuário. No entanto, deixar tudo por conta do montador pode se mostrar uma política de resultados catastróficos mais adiante. Isto precisa ser muito em compreendido, pois a evolução dos programas montadores tem aproximado cada vez mais o Assembler em linguagem de alto nível. O preço a ser pago por isso pode muito bem ser a ineficiência dos programas ou resultados insatisfatórios Ao usar o Turbo Assembler e se for possível determinar que o jump é curto, é aconselhável então utilizar a instrução JMP SHORT Destino. A palavra SHORT obrigará o montador a só gastar os dois bytes necessários ao desvio. Outro aspecto curioso do Turbo Assembler é que ele possui uma diretiva chamada JUMPS. Quando esta diretiva é acionada, todos os desvios condicionais de um programa que excedeu 128 bytes não gerarão um erro, porém o montador irá criar uma seqüência de instruções alternando a condição do desvio e usando para o salto um desvio incondicional. Desta forma, se a instrução JZ CHEGUEI estiver fora do alcance, o Turbo Assembler irá assemblar algo parecido com: jnz ABC jmp CHEGUEI ABC: Programa desenvolvido em linguagem assembler -n rotina.com [ENTER] -a [ENTER] -n rotina.com [ENmov ds,ax [ENTERER] CX 0000 :6 [ENTER] -w [ENTER[ENTER] -rcx [ENTER] CX 0000 :6 [ENTER] -w [ENTER] Writing 0006 bytes -q [ENTER]

5 Bibliografia Revista Micro Sistemas - págs. 18,19,20,21,22,23,24 e 25.