Структура программы на языке ассемблера для получения исполняемого файла формата EXE

Операционная система MS DOS предъявляет некоторые обязательные требования к структуре ASM-программы, предназначенной для последующего создания EXE-файла:

l Программа может использовать 4 сегмента памяти, начальные адреса которых должны быть загружены в регистры микропроцессора CS, SS, DS и ES, а сами сегменты в явном виде определены в программе в виде операторных скобок: имя_сегмента segment... имя_сегмента ends (версии MS DOS 4.0 и выше допускают более простое указание сегментов в программе: имя_сегмента).

l В программе должно быть указание, какие сегментные регистры закрепляются за используемыми сегментами памяти; при исполнении программы сегментные регистры CS, SS, ES в соответствии с этими указаниями загружаются автоматически.

l Сегмент данных DS в EXE-программе не может быть загружен автоматически, поскольку он используется программным загрузчиком для формирования начального адреса служебной области памяти — префикса программного сегмента (PSP), непосредственно предшествующего любой исполняемой программе EXE. Регистр сегмента данных DS должен быть инициирован принудительно — для этого следует в самом начале ASM-программы записать в стек вектор-адрес возврата к служебной области PSP: содержимое регистра DS и нулевое смещение, а затем в регистр DS загрузить адрес сегмента данных. PSP — это группа служебных слов в оперативной памяти, формируемая для каждой загружаемой программы пользователя и занимающая обычно 256 байтов (100h). При запуске программы пользователя в ОЗУ автоматически формируется PSP, и ее начальный адрес помещается в регистр DS.

l Обеспечение после завершения выполнения программы возврата к префиксу программного сегмента; проще всего это можно сделать, оформив обращение к исполняемой программе в виде обращения к процедуре (главной процедуре, обязательно с атрибутом far) и поместив в конце программы команду возврата ret (выход из программы можно выполнить также, используя прерывание 20H DOS или функцию 4Ch прерывания 21H DOS, но управление при этом передается не в PSP, а непосредственно в резидентную часть программы COMMAND.COM).

Типовая структура ASM-программы включает в себя:

1. Имя программы.

TITLE prog.ASM

Может присутствовать комментарий назначения программы.

2. Инициализацию стековой памяти в сегменте стека:

STACKSEG segment stack

DW N dup(?); меньше 32 слов в стеке обычно задавать не следует

STACKSEG ends

3. Инициализацию всех переменных в сегменте данных:

DATASEG segment

; задаются имена всех констант и переменных,

; их начальные значения и резервируется память под них

DATASEG ends

4. Назначение сегментных регистров в сегменте кодов:

CODESEG segment

Assume CS:codeseg, DS:dataseg, SS:stackseg

5. Организацию главной программной процедуры far:

MAIN proc far

6. Запись адреса префикса программного сегмента (PSP) в стек:

push DS

sub AX, AX

push AX

7. Инициализацию содержимого регистра сегмента данных:

mov AX, dataseg

mov DS, AX

; при указании в команде в качестве операнда символического

; имени сегмента (dataseg) происходит пересылка начального адреса

; этого сегмента — неверно указывать offset dataseg

8. Текст программы пользователя в сегменте кодов:

основной текст программы

9. Восстановление адреса PSP в DS:

ret

10. Тексты процедур; если имеются процедуры near, используемые в данной программе, то записываются тексты этих процедур.

11. Закрытие главной процедуры main, сегмента кодов и выход из программы:

MAIN endp

CODESEG ends

end MAIN

Итак, обобщенная структура программы:

title prog.asm

stackseg segment

; задание поля памяти для стека

stackseg ends

dataseg segment

; задание полей памяти для данных и определение всех констант и переменных

dataseg ends

codeseg segment

assume CS:codeseg, DS:dataseg, SS:stackseg

main proc far

push DX

sub AX, AX

push AX

mov AX, dataseg

mov DS, AX

; основной текст программы

;...

ret

; тексты ближних процедур

main endp

codeseg ends

end main

Рассмотрим программу расчета сложных процентов.

Капитал Q вкладывается в некоторое мероприятие, обеспечивающее ежегодный прирост капитала D%. Задача: определить текущую величину капитала в течение первых N лет. Вот соответствующая ASM-программа для создания исполняемого EXE-файла.

TITLE	RASCHET.ASM	; расчет сложных процентов
STACKSG	SEGMENT	STACK 'STACK'
	DW	64 DUP(?)
STACKSG	ENDS
DATASG	SEGMENT	'DATA'; задание переменных
VVQ	DB	' Введите величину начального капитала (до 64 000)'
	DB	10,13,'$'
	DB	10,13,'Введите процент годового прироста'
	DB	10,13,'$'
VVN	DB	10,13,'Введите количество расчетных лет'
	DB	10,13,'$'
Q0	DW	?
D	DW	?
D1	DW	?
N	DW	?
I	DW
Q	DW	?
BUF	DB	5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
VIV1	DB	' год капитал'
	DB	10,13,'$'
SRB	DB	14 DUP(0), '$'
SR	DB	6 DUP(0), '$'
SRK	DB	10, 13, '$'
FT10	DW
TEN	DW
STO	DW
DATASG	ENDS
CODESG	SEGMENT	'CODE'
MAIN	PROC	FAR
		ASSUME	CS:CODESG, DS:DATASG, SS:STACKSG
		PUSH	DS
		SUB	AX, AX
		PUSH	AX
		MOV	AX, DATASG
		MOV	DS, AX
		MOV	AH, 9; запрос на ввод Q
		MOV	DX, offset VVQ
		INT	21H
		MOV	AH, 0Ah; ввод Q
		MOV	DX, offset BUF
		INT	21H
		CALL	STR2BIN
		MOV	Q0, DI
		MOV	AH, 9; запрос на ввод D
		MOV	DX, offset VVD
		INT	21H
		MOV	AH, 0AH; ввод D
		MOV	DX, offset BUF
		INT	21H
		CALL	STR2BIN
		MOV	D, DI
		MOV	AH, 9; запрос на ввод N
		MOV	DX, offset VVN
		INT	21H
		MOV	AH, 0AH; ввод N
		MOV	DX, offset BUF
		INT	21H
		CALL	STR2BIN
		MOV	N, DI
		MOV	AX, D
		MOV	D1, AX
		ADD	D1, 100; расчет D1 = (1 + D/100) * 100
		MOV	AX, Q0; присвоение Q = Q0
		MOV	Q, AX
		MOV	AH, 9
		MOV	DX, offset VIV1
		INT	21H
	RST:	MOV	AX, Q; расчет Q = Q * D1
		MUL	D1
		DIV	STO
		MOV	Q, AX
		MOV	AX, I
		CALL	BIN2STR
		MOV	AH, 9; вывод года
		MOV	DX, offset SR
		INT	21H
		MOV	AH, 9; вывод пробела
		MOV	DX, offset SRB
		INT	21H
		MOV	AX, Q; вывод прибыли
		CALL	BIN2STR
		MOV	AH, 9
		MOV	DX, offset SR
		INT	21H
		MOV	AH, 9; перевод строки
		MOV	DX, offset SRK
		INT	21H
		INC	I; I = I + 1
		MOV	AX, I; сравнение I с N
		CMP	AX, N
		JLE	RST; условный переход по I <= N
		RET
	BIN2STR	PROC	NEAR
		MOV	SI, offset SR+5; процедура перевода двоичного
	PR2:	SUB	DX, DX; кода в код ASCII с предварительным
		MOV	[SI], DL; обнулением поля SR
		DEC	SI
		CMP	SI, offset SR
		JA	PR2
		MOV	CX, 10
		MOV	SI, offset SR+5
	PR1:	XOR	DX, DX
		DIV	CX
		OR	DL, 30H
		MOV	[SI], DL
		DEC	SI
		CMP	AX,0
		JNE	PR1
		RET
	BIN2STR	ENDP
	STR2BIN	PROC	NEAR; процедура перевода ASCII-кодов
		MOV	FT10, 1; в двоичный код
		XOR	DI, DI
		MOV	CX, 10
		LEA	SI, BUF + 1
		XOR	BH, BH
		MOV	BL, [BUF + 1]
	PR3:	MOV	AL, [SI+BX]
		AND	AX, 0FH
		MUL	FT10
		ADD	DI, AX
		MOV	AX, FT10
		MUL	TEN
		MOV	FT10, AX
		DEC	BX
		JNZ	PR3
		RET
	STR2BIN	ENDP
	MAIN	ENDP
	CODESG	ENDS
		END	MAIN

В качестве иллюстративного примера для сравнения сложности программ на языке ассемблера с программами на языке высокого уровня, ниже приводится без пояснений программа решения этой задачи на языке Basic:

10 print “Расчет сложных процентов“

20 input “Введите Q, D, N“, Q, D, N

30 D1 = 1 + D/100

40 I = 1

50 Q = Q * D1

60 print I, Q

70 I = I + 1

80 if I <= N then goto 50

90 end