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| software:diy:assembler:kkurs [25/01/2006 22:01] – <code asm> eingefügt rmeissner | software:diy:assembler:kkurs [12/11/2024 21:11] (aktuell) – [Teil 2: Prozessorregister und Befehlssatz (aus PofoInfo 3/97)] bttr |
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| Dieser Quelltext muß nun in zwei Schritten mit einem Assembler und einem Linker in ein lauffähiges Programm übersetzt werden. Man kann diese zwei Schritte mit einem Batchprogramm zusammenfassen. Die bekanntesten Assembler sind MASM von Microsoft (zugehöriger Linker: LINK), TASM (Linker: TLINK) von Borland sowie der Sharewareassembler A86. Ich selbst benutze Borlands Turbo Assembler, jedoch scheint mir A86 den einfachsten Einstieg zu ermöglichen, denn dieser kann ohne externen Linker obigen Beispielquelltext direkt in ein .com-Programm übersetzen. Zudem ist er mit 23kB (Version 3.22) mit Abstand der kleinste Vertreter seiner Gattung und läuft damit sogar direkt auf dem Portfolio. A86.COM befand sich auf der Begleitdiskette zur ersten Ausgabe der Pofoinfo, ist aber auch auf der Club-CD, in der Club-Mailbox und in vielen Shareware-Archiven vorhanden. Turbo-Pascal (6.0ff) wartet mit einem integrierten Assembler auf. Allerdings bettet es den damit erzeugten Code in ein unhandliches EXE-Programm ein. Wer noch keines dieser Programme besitzt, kann zum Experimentieren vorerst auf DEBUG zurückgreifen. | Dieser Quelltext muß nun in zwei Schritten mit einem Assembler und einem Linker in ein lauffähiges Programm übersetzt werden. Man kann diese zwei Schritte mit einem Batchprogramm zusammenfassen. Die bekanntesten Assembler sind MASM von Microsoft (zugehöriger Linker: LINK), TASM (Linker: TLINK) von Borland sowie der Sharewareassembler A86. Ich selbst benutze Borlands Turbo Assembler, jedoch scheint mir A86 den einfachsten Einstieg zu ermöglichen, denn dieser kann ohne externen Linker obigen Beispielquelltext direkt in ein .com-Programm übersetzen. Zudem ist er mit 23kB (Version 3.22) mit Abstand der kleinste Vertreter seiner Gattung und läuft damit sogar direkt auf dem Portfolio. A86.COM befand sich auf der Begleitdiskette zur ersten Ausgabe der Pofoinfo, ist aber auch auf der Club-CD, in der Club-Mailbox und in vielen Shareware-Archiven vorhanden. Turbo-Pascal (6.0ff) wartet mit einem integrierten Assembler auf. Allerdings bettet es den damit erzeugten Code in ein unhandliches EXE-Programm ein. Wer noch keines dieser Programme besitzt, kann zum Experimentieren vorerst auf DEBUG zurückgreifen. |
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| Neben einem Assembler sollten zur Grundausstattung aber auch Nachschlagewerke zu den Themen Prozessorarchitektur, Befehlssatz und Betriebssystem gehören, denn eine ausführliche Behandlung im Rahmen dieses Kurses ist kaum möglich. Eine große Hilfe ist hier eine Online-Referenz, wie z.B. das Shareware-Programm HelpPC für DOS von David Jurgens, das alle genannten Themenkomplexe abdeckt (Quelle z.B.: ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/info/helppc21.zip, Größe ca. 255K) | Neben einem Assembler sollten zur Grundausstattung aber auch Nachschlagewerke zu den Themen Prozessorarchitektur, Befehlssatz und Betriebssystem gehören, denn eine ausführliche Behandlung im Rahmen dieses Kurses ist kaum möglich. Eine große Hilfe ist hier eine Online-Referenz, wie z.B. das Shareware-Programm HelpPC für DOS von David Jurgens, das alle genannten Themenkomplexe abdeckt (Quelle: z.B. [[ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/info/helppc21.zip]], Größe ca. 255 KiB). |
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| ==== Das erste Programm ==== | ==== Das erste Programm ==== |
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| Von Jan Laitenberger gibt es den __Freeware-Assembler__ JASMIN, der unkomprimiert nur knapp 20 KByte groß ist und speziell für den Einsatz auf dem Portfolio konzipiert wurde. Der begrenzte Funktionsumfang (keine Makros, nur 8086/88, nur COM-Programme) ermöglicht eine sehr einfache Bedienung, so daß JASMIN besonders für Einsteiger gut geeignet ist. Trotz seiner Eigenheiten (Labels müssen mit @ beginnen, Speicherzugriffe sind durch eckige Klammern kenntlich zu machen) ist dieser Assembler ein Muß für Portfolio-Fans! (Bezugsquelle: http://www.franksteinberg.de/ZIPS/JASMIN16.ZIP) | Von Jan Laitenberger gibt es den __Freeware-Assembler__ JASMIN, der unkomprimiert nur knapp 20 KByte groß ist und speziell für den Einsatz auf dem Portfolio konzipiert wurde. Der begrenzte Funktionsumfang (keine Makros, nur 8086/88, nur COM-Programme) ermöglicht eine sehr einfache Bedienung, so daß JASMIN besonders für Einsteiger gut geeignet ist. Trotz seiner Eigenheiten (Labels müssen mit @ beginnen, Speicherzugriffe sind durch eckige Klammern kenntlich zu machen) ist dieser Assembler ein Muß für Portfolio-Fans! (Bezugsquelle: http://www.franksteinberg.de/ZIPS/JASMIN16.ZIP) |
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| | **Update 12.11.2024:** Robert Riebisch hat dem PofoWiki die Datei {{:software:diy:assembler:jasmin16s.zip}}, die auch den JASMIN-Quellcode für Turbo Pascal 6.0 enthält, zur Verfügung gestellt. |
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| | Auszug aus ''jasmin.txt'': |
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| | Seit dem 7.10.2006 ist fuer dieses Programm auch der Source-Code |
| | beigefuegt. Dieser darf in nicht-kommerziellen Programmen verwendet |
| | werden. Jegliche kom[m]erzielle Verwendung des Sourcecodes im Ganzen oder |
| | in Teilen bedarf der schriftlichen Einwilligung des Autors! |
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| Vielleicht wartet der eine oder andere Leser bereits ungeduldig darauf, endlich die ersten 8086-Befehle (der 8088 ist bekanntlich kompatibel) zu lernen, um selbst ein Assemblerprogramm zu "stricken". Und in der Tat ist man mit einem Dutzend gelernten Befehlen schon ganz brauchbar gerüstet. Zunächst sollte der Neuling jedoch die (zugegebenermaßen etwas chaotische) Architektur des Prozessors kennenlernen: | Vielleicht wartet der eine oder andere Leser bereits ungeduldig darauf, endlich die ersten 8086-Befehle (der 8088 ist bekanntlich kompatibel) zu lernen, um selbst ein Assemblerprogramm zu "stricken". Und in der Tat ist man mit einem Dutzend gelernten Befehlen schon ganz brauchbar gerüstet. Zunächst sollte der Neuling jedoch die (zugegebenermaßen etwas chaotische) Architektur des Prozessors kennenlernen: |
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| Wie die Namen der Segmentregister vermuten lassen, ist es vorgesehen, für Programmcode, Daten und den Stack (Zwischenspeicher für Unterprogramme) jeweils ein eigenes Segment zu spendieren. Für uns spielt das aber keine Rolle, weil das Betriebssystem bei COM-Programmen die drei Segmentregister CS, DS und SS mit dem selben Wert initialisiert. Es besteht also zum Glück kaum die Chance, einen Befehl zu verwenden, der sich nicht auf das gewünschte Segment bezieht. Allerdings muß sich ein COM-Programm deshalb mit höchstens 64 KByte begnügen, was aber für die meisten Portfolio-Programme mehr als ausreichend ist. Zudem sind compilierte Assemblerprogramme so kompakt, daß ihre Größe in der Regel nur etwa 1/10 von der des Quelltexts beträgt. | Wie die Namen der Segmentregister vermuten lassen, ist es vorgesehen, für Programmcode, Daten und den Stack (Zwischenspeicher für Unterprogramme) jeweils ein eigenes Segment zu spendieren. Für uns spielt das aber keine Rolle, weil das Betriebssystem bei COM-Programmen die drei Segmentregister CS, DS und SS mit dem selben Wert initialisiert. Es besteht also zum Glück kaum die Chance, einen Befehl zu verwenden, der sich nicht auf das gewünschte Segment bezieht. Allerdings muß sich ein COM-Programm deshalb mit höchstens 64 KByte begnügen, was aber für die meisten Portfolio-Programme mehr als ausreichend ist. Zudem sind compilierte Assemblerprogramme so kompakt, daß ihre Größe in der Regel nur etwa 1/10 von der des Quelltexts beträgt. |
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| ==== Eine handvoll Befehle ==== | ==== Eine handvoll Befehle ==== |
| mov al,[bx] ; Lädt al mit dem Byte-Wert, der an der Speicherstelle | mov al,[bx] ; Lädt al mit dem Byte-Wert, der an der Speicherstelle |
| ; bx im Datensegment steht (indirekte Adressierung) | ; bx im Datensegment steht (indirekte Adressierung) |
| mov cl,[si+3] ; Lädt al mit dem Byte-Wert, der an der Speicherstelle | mov cl,[si+3] ; Lädt cl mit dem Byte-Wert, der an der Speicherstelle |
| ; si+3 im Datensegment steht (indirekte indizierte Adr.) | ; si+3 im Datensegment steht (indirekte indizierte Adr.) |
| mov [7],dh ; Speichert dh an der Speicherstelle 7 im Datensegment | mov [7],dh ; Speichert dh an der Speicherstelle 7 im Datensegment |
| | LOOP | Schleife mit cx als Zähler | | | LOOP | Schleife mit cx als Zähler | |
| | SHL,SHR ROL,ROR | Bitweises Schieben und Rotieren | | | SHL,SHR ROL,ROR | Bitweises Schieben und Rotieren | |
| | LODSB, STOSB | Stringbefehle (Laden/Speichern von Bytes mit automatischer Indexerhhung | | | LODSB, STOSB | Stringbefehle (Laden/Speichern von Bytes mit automatischer Indexerhöhung | |
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| ==== Ein Wort zur Ausführungsgeschwindigkeit ==== | ==== Ein Wort zur Ausführungsgeschwindigkeit ==== |
| Summe: DW ? ; wird 900 | Summe: DW ? ; wird 900 |
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| Die meisten Assembler unterstützen für die hier auftretenden Speicherreferenzen eine spezielle Form von Labels ohne Doppelpunkt, mit der sich das vorangehende Beispiel deutlich über sichtlicher darstellen läßt: | Die meisten Assembler unterstützen für die hier auftretenden Speicherreferenzen eine spezielle Form von Labels ohne Doppelpunkt, mit der sich das vorangehende Beispiel deutlich übersichtlicher darstellen läßt: |
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| mov ax,Zahl1 | mov ax,Zahl1 |
| ==== Auf Nummer sicher ==== | ==== Auf Nummer sicher ==== |
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| Dank der "Pseudo-Initialisierung" mit "?" sind die beiden Arrays nicht Bestandteil des COM- Programms. Allerdings ist nun nicht mehr sichergestellt, daß DOS einen Programmstart verhindert, wenn nicht genügend Speicher zur Verfügung steht. Natürlich könnte man argumentieren, daß eine Speichererschöpfung bei einem sehr kurzen Programm mit womöglich nur wenigen uninitialisierten Bytes in der Praxis kaum vorkommt, aber auf solch unkalkulierbare Risiken sollte sich niemand einlassen. | Dank der "Pseudo-Initialisierung" mit "?" sind die beiden Arrays nicht Bestandteil des COM-Programms. Allerdings ist nun nicht mehr sichergestellt, daß DOS einen Programmstart verhindert, wenn nicht genügend Speicher zur Verfügung steht. Natürlich könnte man argumentieren, daß eine Speichererschöpfung bei einem sehr kurzen Programm mit womöglich nur wenigen uninitialisierten Bytes in der Praxis kaum vorkommt, aber auf solch unkalkulierbare Risiken sollte sich niemand einlassen. |
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| Eine einfache Möglichkeit, den "Speicherfllstand" während der Laufzeit zu testen besteht in der Auswertung des Stackpointers (Register SP). Beim Programmstart wird SP von DOS nämlich so hoch initialisiert, wie es die Menge des freien Speichers gestattet (jedoch maximal 0FFFEh, weil das der letzte 16-Bit-Speicherplatz im gemeinsamen Code-/Daten-/Stack-Segment ist). Da der Stapel abwärts dem Programmcode entgegenwächst, muß ein gewisser Sicherheitsabstand (200 Bytes sollten es schon sein) zum letzten verwendeten Speicherplatz vorhanden sein. In unserem Beispiel würde man prüfen, ob die Differenz von SP und Offset Dummy mindestens 200 beträgt. | Eine einfache Möglichkeit, den "Speicherfüllstand" während der Laufzeit zu testen besteht in der Auswertung des Stackpointers (Register SP). Beim Programmstart wird SP von DOS nämlich so hoch initialisiert, wie es die Menge des freien Speichers gestattet (jedoch maximal 0FFFEh, weil das der letzte 16-Bit-Speicherplatz im gemeinsamen Code-/Daten-/Stack-Segment ist). Da der Stapel abwärts dem Programmcode entgegenwächst, muß ein gewisser Sicherheitsabstand (200 Bytes sollten es schon sein) zum letzten verwendeten Speicherplatz vorhanden sein. In unserem Beispiel würde man prüfen, ob die Differenz von SP und Offset Dummy mindestens 200 beträgt. |
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| Noch nobler ist es aber, dem Betriebssystem zur Laufzeit mitzuteilen, wieviel Speicher das Programm tatsächlich benötigt. Die Speicherverwaltung von DOS gibt dann den überschüssigen Speicher wieder frei, was beim Portfolio den Vorteil hat, daß sich dann meist die internen Applikationen parallel nutzen lassen. Ein universeller Programmanfang, der diese sogenannte Anpassung der Segmentlänge vornimmt, gestaltet sich wie folgt: | Noch nobler ist es aber, dem Betriebssystem zur Laufzeit mitzuteilen, wieviel Speicher das Programm tatsächlich benötigt. Die Speicherverwaltung von DOS gibt dann den überschüssigen Speicher wieder frei, was beim Portfolio den Vorteil hat, daß sich dann meist die internen Applikationen parallel nutzen lassen. Ein universeller Programmanfang, der diese sogenannte Anpassung der Segmentlänge vornimmt, gestaltet sich wie folgt: |
