В ПК есть несколько команд, упрощающих программирование циклов с заранее известным числом повторений. Применение этих команд требует, чтобы к началу цикла в регистр CX было занесено число шагов цикла. Сами команды размещаются в конце цикла, они уменьшают значение CX на 1 и, если CX еще не равно 0, передают управление на начало цикла. Например, найти S - сумму элементов массива X из 10 чисел-слов можно так:
MOV AX,0;начальное значение суммы (накапливается в AX)
MOV SI,0;начальное значение индексного регистра
MOV CX,10;число повторений цикла
L: ADD AX,X[SI];AX:=AX+X[i]
ADD SI,2;SI:=SI+2
LOOP L;CX:=CX-1; if CX<>0 then goto L
MOV S,AX;S:=AX
Помимо команды LOOP есть еще две "циклические" команды - LOOPZ и LOOPNZ (они имеют синонимичные названия LOOPE и LOOPNE), которых кроме регистра CX проверяют еще и флаг нуля ZF; например, команда LOOPZ "выходит" из цикла, если CX=0 или ZF=1. Эту команду можно, например, использовать при поиске в массиве первого нулевого элемента, где должно быть предусмотрено два условия выхода из цикла: либо будет найден ну-
левой элемент (ZF=1, если перед LOOPZ поставить команду сравнения очередного элемента с 0), либо будет исчерпан весь мсассив (CX=0)
Отметим, что все эти "циклические" команды реализуют короткий относительный переход, как и команды условного перехода, поэтому их можно использовать только для циклов с небольшим числом команд.
В MASM есть еще две команды перехода - CALL (переход с возвратом) и RET (возврат из подпрограммы), они рассматриваются в 1.7.
СТРОКОВЫЕ ОПЕРАЦИИ
В ПК под строкой понимается последовательность соседних байтов или слов. В связи с этим все строковые команды имеют две разновидности для работы со строками из байтов (в мнемонику операций входит буква B) и для работы со строками из слов (в мнемонику входит W).
Имеются следующие операции над строками:
· пересылка элементов строк (в память, из памяти, память-память);
· сравнение двух строк;
· просмотр строки с целью поиска элемента, равного заданному.
Каждая из этих операций выполняется только над одним элементом строки, однако одновременно происходит автоматическая настройка на следующий или предыдущий элемент строки. Имеются специальные команды повторения (REP и др.), которые заставляют следующую за ними строковую команду многократно повторяться (до 2^16 раз), в связи с чем такая пара команд позволяет обработать всю строку, причем намного быстрее, чем запрограммированный цикл.
Кроме того, строки можно просматривать вперед (от их начала к концу) и назад. Направление просмотра зависит от флага направления DF, значение которого можно менять с помощью команд STD (DF:=1) и CLD (DF:=0). При DF=0 все последующие строковые команды программы просматривают строки вперед, а при DF=1 - назад.
В строковых командах операнды явно не указываются, а подразумеваются. Если команда работает с одной строкой, то адрес очередного, обрабатываемого сейчас элемента строки задается парой регистров DS и SI или парой ES и DI, а если команда работает с двумя строками, то адрес элемента одной из них определяется парой DS:SI, а адрес элемента другой - парой ES:DI. После выполнения операции значение регистра SI и/или DI увеличивается (при DF=0) или уменьшается (при DF=1) на 1 (для байтовых строк) или на 2 (для строк из слов).
Начальная установка всех этих регистров, а также флага DF должна быть выполнена до начала операции над строкой. Если сегментный регистр DS уже имеет нужное значение, тогда загрузить регистр SI можно с помощью команды
LEA SI,<начальный/конечный адрес строки>
Если же надо загрузить сразу оба регистра DS и SI, тогда можно воспользоваться командой
LDS SI,m32
которая в регистр SI заносит первое слово, а в регистр DS - второе слово из двойного слова, имеющего адреc m32 (таким образом, по адресу m32+2 должен храниться сегмент, а по адресу m32 - смещение начального или конечного элемента строки). Начальную загрузку регистров ES и DI обычно осуществляют одной командой
LES DI,m32
которая действует аналогично команде LDS.
Перечислим вкратце строковые команды ПК.
Команда загрузки элемента строки в аккумулятор (LODSB или LODSW) пересылает в регистр AL или AX очередной элемент строки, на который указывает пара DS:SI, после чего увеличивает (при DF=0) или уменьшает (при DF=1) регистр SI на 1 или 2.
Команда записи аккумулятора в строку (STOSB или STOSW) заносит содержимое регистра AL или AX в тот элемент строки, на который указывает пара ES:DI, после чего изменяет регистр DI на 1 или 2.
Команда пересылки строк (MOVSB или MOVSW) считывает элемент первой строки, определяемый парой DS:SI, в элемент второй строки, определяемый парой ES:DI, после чего одновременно меняет регистры SI и DI.
Команда сравнения строк (CMPSB или CMPSW) сравнивает очередные элементы строк, указываемые парами DS:SI и ES:DI, и результат сравнения (равно, меньше и т.п.) фиксирует в флагах, после чего меняет регистры SI и DI.
Команда сканирования строки (SCASB или SCASW) сравнивает элемент строки, адрес которого задается парой ES:DI, со значением регистра AL или AX и результат сравнения фиксирует в флагах, после чего меняет содержимое регистра DI.
Перед любой строковой командой можно поставить одну из двух команд, называемых "префиксами повторения", которая заставит многократно повториться эту строковую команду. Число повторений (обычно это длина строки) должно быть указано в регистре CX. Префикс повторения REPZ (синонимы - REPE, REP) сначала заносит 1 в флаг нуля ZF, после чего, постоянно уменьшая CX на 1, заставляет повторяться следующую за ним строковую команду до тех пор, пока в CX не окажется 0 или пока флаг ZF не изменит свое значение на 0. Другой префикс повторения REPNZ (синоним - REPNE) действует аналогично, но только вначале устанавливает флаг ZF в 0, а при при изменении его на 1 прекращает повторение строковой команды.
Пример. Пусть надо переписать 10000 байтов начиная с адреса A в другое место памяти начиная с адреса B. Если оба этих имени относятся к сегменту данных, на начало которого указывает регистр DS, тогда эту пересылку можно сделать так:
CLD;DF:=0 (просмотр строки вперед)
MOV CX,1000;CX - число повторений
MOV AX,DS
MOV ES,AX;ES:=DS
LEA SI,A;ES:SI - "откуда"
LEA DI,B;DS:DI - "куда"
REP MOVSB;пересылка CX байтов
СТЕК. ПОДПРОГРАММЫ.
Стек
В ПК имеются специальные команды работы со стеком, т.е. областью памяти, доступ к элементам которой осуществляется по принципу "последним записан - первым считан". Но для того, чтобы можно было воспользоваться этими командами, необходимо соблюдение ряда условий.
Под стек можно отвести область в любом месте памяти. Размер ее может быть любым, но не должен превосходить 64Кб, а ее начальный адрес должен быть кратным 16. Другими словами, эта область должна быть сегментом памяти; он называется сегментом стека. Начало этого сегмента (первые 16 битов начального адреса) должно обязательно храниться в сегментном регистре SS.
Хранимые в стеке элементы могут иметь любой размер, однако следует учитывать, что в ПК имеются команды записи в стек и чтения из него только слов. Поэтому для записи байта в стек его надо предварительно расширить до слова, а запись или чтение двойных слов осуществляются парой команд.
В ПК принято заполнять стек снизу вверх, от больших адресов к меньшим: первый элемент записывается в конец области, отведенной под стек, второй элемент - в предыдущую ячейку области и т.д. Считывается всегда элемент, записанный в стек последним. В связи с этим нижняя граница стека всегда фиксирована, а верхняя - меняется. Слово памяти, в котором находится элемент стека, записанный последним, называется вершиной стека. Адрес вершины, отсчитанный от начала сегмента стека, обязан находиться в указателе стека - регистре SP. Таким образом, абсолютный адрес вершины стека определяется парой SS:SP.
----- ----- -----
SS:SP | | SS:SP | | SS:SP | |
| ----- запись | ----- чтение | -----
| | | =======> ---->| b | =======> | | |
| ----- в стек ----- из стека | -----
----->| a | | a | ---->| a |
----- ----- -----
Значение 0 в регистре SP свидетельствует о том, что стек полностью заполнен (его вершина "дошла" до начала области стека). Поэтому для
контроля за переполнением стека надо перед новой записью в стек проверять условие SP=0 (сам ПК этого не делает). Для пустого стека значение SP должно равняться размеру стека, т.е. пара SS:SP должна указывать на байт, следующий за последним байтом области стека. Контроль за чтением из пустого стека, если надо, обязана делать сама программа.
Начальная установка регистров SS и SP может быть произведена в самой программе, однако в MASM предусмотрена возможность автоматической загрузки этих регистров. Если в директиве SEGMENT, начинающей описание сегмента стека, указать параметр STACK, тогда ассемблер (точнее, загрузчик) перед тем, как передать управление на первую команду машинной программы, загрузит в регистры SS и SP нужные значения. Например, если в программе сегмент стека описан следующим образом:
ST SEGMENT STACK
DB 256 DUP(?);размер стека - 256 байтов
ST ENDS
и если под этот сегмент была выделена область памяти начиная с абсолютного адреса 12340h, тогда к началу выполнения программы в регистре SS окажется величина 1234h, а в регистре SP - величина 100h (=256). Отметим, что эти значения соответствуют пустому стеку.