Лекции по курсу "Проектирование ассемблеров, компоновщиков, макропроцессоров"

12. Пример работы однопросмотрового ассемблера по схеме 1А / ОП

Основная трудность, возникающая при попытке ассемблировать программу за один просмотр, связана со ссылками вперед. Часто в качестве операндов команд используются имена, которые еще не были определены в исходной программе. Поэтому ассемблер не знает, какие адреса занести в транслируемую программу. Довольно легко исключить ссылки вперед на данные; достаточно потребовать, чтобы все области данных определялись в исходной программе раньше, чем появляются команды, которые на них ссылаются. Это не слишком жесткое ограничение. Программист просто размещает все области данных в начало программы, а не в конец. К несчастью, невозможно столь же легко исключить ссылки вперед на метки команд. Логика программы часто требует передачи управления вперед. (Например, выход из цикла после проверки некоторого условия.) Требование исключить все такие передачи управления оказалось бы гораздо более жестким и неудобным. Поэтому ассемблер должен предпринимать специальные меры для обработки ссылок вперед. Однако для того, чтобы облегчить задачу, многие однопросмотровые ассемблеры действительно запрещают (или, по крайней мере, не рекомендуют) ссылки вперед на данные.

Рассмотрим однопросмотровые ассемблеры, генерирующие объектный код непосредственно в оперативную память для немедленного исполнения. В этом случае не создается объектная программа и не требуется загрузчик. Такие ассемблеры типа загрузка - выполнение полезны в системах, ориентированных на разработку и тестирование программ.

Поскольку генерируемая объектная программа вместо того, чтобы записываться на внешнюю память, располагается в оперативной памяти, то обработка ссылок вперед оказывается менее сложной. Ассемблер просто генерирует команды объектного кода по мере просмотра исходной программы. Если операндом команды является еще неопределенное имя, то при ассемблировании команды обработка ее адресной части пропускается. Имя, использованное в качестве операнда, заносится в таблицу имен (если оно не было занесено ранее). Строка таблицы помечается признаком, указывающим на то, что данное имя еще не определено. Адрес операндного поля команды, ссылающейся на неопределенное имя, добавляется в список ссылок вперед, связанный с соответствующим элементом таблицы имен. Если встречается определение имени, то просматривается его список ссылок вперед (если он есть) и требуемый адрес заносится в каждую предварительно сгенерированную команду.

Рассмотрим пример, который поможет прояснить этот процесс. В таблицах, приведенных ниже, показано, как будут выглядеть объектный код и элементы таблицы имен после просмотра строки «jle les_or_eq» (LOC = 16) программы. В данной строке присутствует ссылка вперед. Поскольку операнд (les_or_eq) еще не был определен, то команда ассемблировалась без назначения адреса для этого операнда. Затем имя «les_or_eq» было занесено в таблицу имен как неопределенное имя (обозначено *), а адрес операндного поля команды был занесен в список, связанный с «les_or_eq».

LOC - Location - положение (счетчик размещения).

LOC
Исходный текст
Адрес ОП
Машинный код
 до коррекции
Окончательный 
машинный код


0
dseg	segment
seg:00
 
 


 
arr	dw	3, -5, -7, 92
00
03 00 FB FF ...
 


A
mes	db	'положительных чисел'
0A
.......
 


23
dseg	ends
 
 
 


0
cseg	segment
seg1:00
 
 


 
assume	cs:cseg, ds:dseg
 
 
 


0
N	dw	5
seg1:00
05 00
 


02
start:	mov	ax,dseg
02
B8 seg
 


05
	mov	ds,ax
05
8E D8
 


07
	mov	cx,N
07
2E: 8B 0E 00 00
 


0C
	mov	bx,0
0C
BB 00 00
 


0F
	mov	dx,bx
0F
8B D3
 


11
again:	cmp	arr[bx],0
11
83 BF 00 00 00
 


16
	jle	les_or_eq
16
7E 00 
 7E 01


18
	inc	dx
18
42
 


19
les_or_eq:	add	bx,2
19
83 03 02
 


 
...
 
 
 


 
	int	21h
 
 
 


 
cseg	ends
 
 
 


 
end	start
 
 
 

Таблица имен:

Когда было определено имя «les_or_eq» (LOC = 19), ассемблер занес его значение в таблицу имен. Затем он занес это значение в операндное поле команды, как это предписано списком ссылок вперед. С этого момента все ссылки на «les_or_eq» не будут являться ссылками вперед и не будут заноситься в список.

По достижению конца программы ассемблирование завершается. Если не было ошибок, то ассемблер ищет в таблице имен значение имени, указанное в предложении end (в данном случае «les_or_eq»), и передает управление на данный адрес для исполнения ассемблированной программы.

В таблицу псевдоопераций заносятся имена директив и адрес обрабатывающей их программы. А в таблицу Group&Segments заносятся имена используемых сегментов, их характеристики и адреса.

Таблица псевдоопераций (POT):

Таблица сегментов:

Group&Segments - имя сегмента;
Bit - разрядность;
Size - размер в байтах;
Align - выравнивание;
Combine class - класс комбинирования;
Address - адрес;
Para - параграф.

На рисунке приведена схема работы однопросмотрового ассемблера с записью объектного кода непосредственно в оперативную память для немедленного исполнения.