Материал: Лампанель
Подпрограммы
Подпрограммы – это вспомогательные алгоритмы, которые можно вызывать по имени. В языке ассемблера имя подпрограммы – это метка. Для вызова подпрограммы используется команда
call метка
Подпрограмма должна заканчиваться командой возврата из подпрограммы
ret
Подпрограммы располагаются в программе ниже основной программы, после команды stop.
Пример программы, которая использует подпрограмму divMod для деления с остатком:
-
ассемблер
псевдокод
mov 1234, R0
mov 10, R1
call divMod
stop
divMod:
mov R0, R2
div R1, R0
mul R0, R1
sub R1, R2
mov R2, R1
ret
R0:= 123416
R1:= 1016
вызвать divMod
стоп
R2:= R0
R0:= R0 div R1
R1:= R1 * R0
R2:= R2 – R1
R1:= R2
возврат
Чтобы при отладке выполнять по шагам не только основную программу, но и подпрограмму, при выполнении команды call нужно нажать не F8, а F7.
Работа со стеком
Стек – это структура типа LIFO (англ. Last In – First Out, последним пришел – первым ушел). В современных компьютерах стек размещается в памяти, специальный регистр SP (англ. stack pointer) указывает на начало стека. Для работы со стеком используются всего две команды:
-
ассемблер
псевдокод
push R0
pop R0
сохранить R0 в стеке
«снять» данные с вершины стека в R0
Конечно, сохранять в стеке можно не только R0, но и другие регистры.
Стек используется:
-
для временного хранения данных
-
для хранения адресов возврата из подпрограмм
-
для размещения локальных переменных подпрограмм
Пример программы (обмен значений регистров R0 и R1):
-
ассемблер
псевдокод
push R0
push R1
pop R0
pop R1
R0 – в стек
R1 – в стек
со стека – в R0 (старое значение R1)
со стека – в R1 (старое значение R0)
Если подпрограмма использует какой-то регистр, которые не содержит исходные данные и не предназначен для записи результата, она должна сохранить его стеке при входе и восстановить старое значение из стека при выходе. Например:
-
ассемблер
псевдокод
proc:
push R0
...
pop R0
ret
начало подпрограммы
R0 – в стек
основное тело подпрограммы
со стека – в R0 (старое значение R0)
возврат из подпрограммы
Заметьте, что подпрограмма, приведенная в предыдущем пункте, не совсем грамотно написана – она не сохраняет значение регистра R2, хотя «портит» его во время работы.
Вызов подпрограмм из пзу
ПЗУ в данной модели компьютера – это набор подпрограмм, каждая из которых заканчивается командой ret. Всего в ПЗУ может быть до 256 подпрограмм.
ПЗУ загружается при запуске тренажёра «ЛамПанель» из файла lampanel.rom, который должен находиться в том же каталоге, что и сама программа. Это обычный текстовый файл, который можно редактировать в редакторах типа Блокнота (если, конечно, вы понимаете, что вы делаете). В настоящей версии в ПЗУ включены следующие подпрограммы:
|
Номер |
Описание |
|
0 |
Очистить все порты панели (выключить все лампочки). |
|
1 |
Установить в FF16 все порты панели (включить все лампочки). |
|
2 |
Записать значение R0 во все порты панели. |
|
3 |
Прокрутить изображение на панели вниз. |
|
4 |
Прокрутить изображение на панели вверх. |
|
5 |
Вывести на панель массив данных, адрес которого находится в R0. |
|
6 |
Выполнить инверсию экрана (применить NOT). |
|
7 |
Операция «И» со всеми портами (R1 – маска). |
|
8 |
Операция «ИЛИ» со всеми портами (R1 – маска). |
|
9 |
Операция «исключающее ИЛИ» со всеми портами (R1 – маска). |
|
A16 |
Логический сдвиг влево всех портов (R1 – величина сдвига). |
|
B16 |
Логический сдвиг вправо всех портов (R1 – величина сдвига). |
|
C16 |
Циклический сдвиг влево всех портов (R1 – величина сдвига). |
|
D16 |
Циклический сдвиг вправо всех портов (R1 – величина сдвига). |
|
E16 |
Арифметический сдвиг вправо всех портов (R1 – величина сдвига). |
|
F16 |
Деление с остатком (R0:=R0 div R1, R1:=R0 mod R1). |
|
1016 |
Вывод цифры на экран (R0 – цифра, R1 – позиция, от 0 до 2) |
|
1116 |
Вывод числа из R0 на экран (R1 – система счисления, от 2 до 16). |
|
1216 |
Вывод числа из R0 на экран в десятичной системе счисления. |
|
1316 |
Вывод числа из R0 на экран в шестнадцатеричной системе счисления. |
Просмотреть содержимое ПЗУ можно с
помощью пункта меню «Программа-Просмотр
ПЗУ» или кнопки
на панели инструментов. Выделив
какую-нибудь строчку в левой части окна,
мы увидим справа текст выбранной
подпрограммы и ее коды:
Для вызова подпрограмм из ПЗУ нужно использовать команду
system номер_подпрограммы
Пример программы:
-
ассемблер
псевдокод
system 0
system 1
mov 123, R0
system 12
system 6
mov 1, R1
system A
system B
system 13
stop
выключить панель
включить все лампочки
R0:= 12316
вывести R0 в десятичной системе
инверсия
R1:= 1 ; величина сдвига
сдвиг экрана влево
сдвиг экрана вправо
вывести R0 в шестнадцатеричной системе
стоп
Байтовые команды
Все рассмотренные выше команды работают с 16-битными данными (словами). Часто, например, при обработке текстов, нужно использовать однобайтные данные. Для этого предназначены следующие команды, которые полностью аналогичны соответствующим командам без буквы «b» (от англ. byte) на конце:
-
команда
значение
movb
cmpb
shlb
shrb
sarb
rolb
rorb
rclb
rcrb
копирование байта
сравнение двух байтов
логический сдвиг влево
логический сдвиг вправо
арифметический сдвиг вправо
циклический сдвиг влево
циклический сдвиг вправо
циклический сдвиг влево через бит переноса
циклический сдвиг вправо через бит переноса
Команда movb очищает старший байт регистра, в который копируются данные. Например,
-
ассемблер
псевдокод
mov 1234, R0
movb 12, R0
R0:= 123416
R0:= 1216
Остальные команды никак не изменяют старший байт регистра-приемника.
Существует специальная команда для обмена старшего и младшего байтов слова:
swapb регистр
Пример программы:
-
ассемблер
псевдокод
mov 1234, R0
swapb R0
R0:= 123416
R0:= 341216
Работа с данными
Согласно принципу однородности памяти фон Неймана, данные размещаются в той же области памяти, что и программа (обычно сразу после команды stop).
В тренажере «ЛамПанель» данные – это 16-битные слова (вводятся как числа в шестнадцатеричной системе счисления) или символьные строки, заключенные в двойные кавычки. Для размещения данных в памяти применяется команда data. Например:
... ; основная программа
stop
ddd: ; метка начала блока данных
data 1234 ; слово 123416
data 5678 ; слово 567816
data "Ехал Грека через реку" ; строка
Для того, чтобы работать с этими данными, нужно как-то к ним обратиться. Для этого используется косвенная адресация – в регистре находятся не сами данные, а их адрес в памяти. Рассмотрим пример:
-
ассемблер
псевдокод
mov @ddd, R0
swapb (R0)
add 2, R0
swapb (R0)
stop
ddd:
data 1234
data 5678
R0:= адрес метки ddd
переставить байты слова под адресу ddd
увеличить адрес на 2 (байта)
переставить байты слова под адресу ddd+2
стоп
начало блока данных
здесь будет 341216
здесь будет 785616
Запись @метка означает «адрес метки». Запись (R0) означает «данные, адрес которых находится в R0» – это и есть косвенная адресация.
Косвенную адресацию можно использовать и в других командах, работающих с регистрами.
Обработка массивов
Пусть в блоке данных, который начинается на метке ddd, записан массив, который нужно обработать в цикле. В этом случае удобно использовать косвенную адресацию с автоматическим увеличением адреса. Запись «(R0)+» означает «работать с данными, адрес которых находится в R0, и после выполнения операции увеличить R0». Если команда работает со словом, R0 увеличится на 2, а если с байтом – на 1.
Пример программы:
-
ассемблер
псевдокод
mov @ddd, R0
mov 3, R1
loop:
swapb (R0)+
sub 1, R1
jnz loop
stop
ddd:
data 1234
data 5678
data 9ABC
R0:= адрес метки ddd
записать в R1 количество шагов цикла
начало цикла
переставить байты слова под адресу из R0
уменьшить счетчик оставшихся шагов
если счетчик не ноль, перейти в начало цикла
стоп
начало блока данных
здесь будет 341216
здесь будет 785616
здесь будет BC9A16
Пример программы обработки байтов:
-
ассемблер
псевдокод
mov @ddd, R0
loop:
movb (r0),r1
or 20,r1
movb r1,(r0)+
cmpb 0,(r0)
jnz loop
stop
ddd:
data "ABCD"
R0:= адрес метки ddd
начало цикла
R1:= байт слова под адресу из R0
из заглавной буквы сделать строчную
записать результат в память
сравнить код следующего байта с 0
если не ноль, перейти в начало цикла
стоп
начало блока данных
здесь будет "abcd"