Процедуры формирования программы

У большинства существующих реализаций ассемблера нет интегрированной среды, подобной Turbo Pascal или Turbo C. Поэтому для выполнения функций по вводу кода программы, ее трансляции, редактированию и отладке необходимо использовать отдельные служебные программы.

Последовательность процедур формирования программы на языке ассемблера и совокупность порождаемых файлов показана на рисунке 2.

Рис. 2. Процесс обработки ассемблер-программы

В процессе формирования программы на языке ассемблера выделено 4 этапа:

- ввод исходного кода программы текстовым редактором,

- трансляция программы,

- создание загрузочного модуля,

- отладка программы.

Начальной процедурой создания программы на языке Ассемблера является ввод исходного текста программы в файл с расширением.asm. При этом может быть использован любой текстовый редактор, сохраняющий текст в виде стандартных кодов ASCII, например, редактор NC или блокнот. Основное требование к редактору, заключается в том, чтобы он (редактор) не вставлял посторонних символов (специальных символов форматирования).

Следующим шагом формирования программы является компиляция, которая носит специфическое название ассемблирование. Этот этап может быть выполнен программами ASM, MASM или TASM (сложность программ-компиляторов растет в указанной последовательности). Результатом выполнения этого этапа является программа в машинных кодах с расширением.obj, или, иначе, объектная программа, уже “понятная” микропроцессору. Естественно перевод состоится лишь в том случае, если исходный текст программы не содержит ошибок. Одновременно с объектным файлом могут быть созданы файлы листинга (*.lst) и перекрестных ссылок (*.crf). Рекомендуется файл листинга создавать обязательно, поскольку при наличии ошибок в листинге описывается характер ошибки сразу после ошибочной команды, что значительно упрощает внесение исправлений, особенно на этапе обучения.

Файл листинга содержит код ассемблера исходной программы, машинный (объектный) код каждой команды и ее смещение в кодовом сегменте (значение регистра IP). Кроме того, сообщения о найденных синтаксических ошибках в программе помещаются непосредственно после ошибочной команды (бывают исключения, когда ошибка не в самой команде, а ранее нее, но эти ситуации встречаются редко). Строки в файле листинга имеют следующий формат:

< глубина_вложенности>, < номер_строки>, < смещение>, < машинный_код>, < исходный код>,

где < глубина_вложенности> - уровень вхождения программного блока (программы, модуля, макроопределения, процедуры) в файл, < номер_строки> - номер строки в файле листинга, он фигурирует в сообщениях об ошибках, но не обязательно совпадает с номером команды в исходном тексте, < смещение> - смещение в байтах текущей команды относительно начала сегмента кода, < машинный_код> - машинное представление команды ассемблера, записанной правее в той же строке в поле < исходный код>, а < исходный код> является не чем иным, как записанной Вами командой языка ассемблер.

Однако объектная программа еще не является законченной и исполняемой, т.к. в ней определены не все адреса (программа не является “перемещаемой”) и не объединены части (блоки) программы, которые могут транслироваться отдельно с целью более простой отладки. Преобразование объектной программы в исполняемую (компоновка) выполняется загрузчиком (редактором связей) LINK либо TLINK (в зависимости от используемой программы ассемблирования: для ASM, MASM – LINK, для TASM – TLINK).

Чтобы проверить работоспособность созданной программы и увидеть результаты ее работы (если не использован вывод на дисплей), применяют программу отладчик. Тестирование и отладка исполняемой программы выполняется отладчиком TD или DEBUG.

Отладчик td.exe, разработанный фирмой Borland International представляет собой оконную среду отладки программ на уровне исходного текста на языках Pascal, C, ассемблер. Основные возможности отладчика, наиболее широко используемые студентами - это:

- выполнение трассировки программы в прямом направлении, при котором за 1 шаг выполняется одна машинная инструкция;

- просмотр и изменения состояния аппаратных ресурсов микропроцессора во время командного выполнения программы.

Управлять работой отладчика можно с помощью системы меню двух типов:

- глобального, находящегося в верхней части экрана и постоянно доступного. Вызов меню осуществляется нажатием клавиши F10;

- локального, учитывающего особенности окон и становящегося активным щелчком правой мыши или нажатием клавиш Alt+F10.

Специфика программы на ассемблере в том, что делать выводы о правильности ее функционирования можно, отслеживая работу на уровне микропроцессора, обращая внимание на то, как изменяется состояние ресурсов микропроцессора и компьютера в целом. Общее поведение программы позволяет просмотреть режим безусловного выполнения, который вызывается нажатием клавиши F9. Однако для детального изучения работы программы рекомендуется применять режим выполнения программы по шагам, для вызова которых выбираются пункты меню Run -> Trace into ( прерывание или внутренняя процедура будут выполняться по шагам) или Run -> Step over (вызов процедуры или прерывание отрабатываются как одна обычная команда). При этом используется окно CPU, вызов которого осуществляется через глобальное меню командой View -> CPU. Окно CPU состоит из 5 подчиненных окон:

- окно с исходной программой в машинных кодах,

- Register – окно регистров микропроцессора, отражающее текущее состояние регистров,

- окно флагов, отражающее состояние флагов микропроцессора в соответствии с таблицей 1;

Таблица 1

Обозначения и значения флагов

- окно стека, в котором отражается содержимое области памяти, отведенной для стека,

- окно дампа оперативной памяти Dump, отражающее содержимое области памяти по адресу, указанному в левой части окна. В окне можно увидеть содержимое произвольной области памяти, для этого нужно в локальном меню, вызываемом по щелчку правой кнопки мыши, выбрать нужную команду.

Рекомендуемый порядок работы с отладчиком:

а) вызвать на выполнение td.exe.;

б) выбрать файл исполняемой программы, набрав комбинации клавиш FILE -> OPEN и имя Вашей программы в окне запроса. После ответа OK на сообщение об отсутствии символьной таблицы в окно CPU загружается программа с нулевого адреса относительно начала сегментного регистра кодов (для приведенного в конце описания лабораторной работы примера это будет команда PUSH DS);

в) выбрать режим пошагового выполнения Run -> Step over. В окне CPU появляется окрашенный треугольник между относительным адресом команды и машинным кодом команды. Он показывает очередную команду, которая будет выполнена процессором после нажатия функциональной клавиши F8. Изменения, которые происходят в сегментных регистрах после выполнения команды, отмечаются белым цветом соответствующей строки в окне регистров. Пошаговый процесс выполнять до тех пор, пока не появится сообщение об окончании программы (с ключевым словом terminated);

г) после выполнения команд, связанных с изменением содержимого ячеек памяти, нужно просматривать эти изменения командой VIEW -> DUMP. При отсутствии мыши скрыть окно дампа памяти можно нажатием функциональной клавиши F6.