Аналитический обзор книги "Программирование на языке ассемблера..."

Однако для широкого развития работ в данном направлении необходимо готовить значительное число инженеров - системотехников, умеющих создавать и применять микропроцессоры и микрокомпьютеры. Кроме того, следует выпускать и много инженеров - математиков, разрабатывающих соответствующее программное обеспечение. Для их обучения необходимо иметь учебные пособия, посвященные аппаратным и программным средствам современной вычислительной техники.

Несмотря на то что выпущено значительное количество литературы, посвященной разработке и применению микропроцессоров и микрокомпьютеров, а также описание программных средств, предлагаемая книга представляет определенный интерес комплексным подходом и методической целостностью. На обзор представлена книга американских авторов Левенталя Л. и Сэйвилла У. 'Программирование на языке ассемблер для микропроцессоров 8080 и 8085'. Книга переведена с английского, напечатана в 1987г. в издательстве Радио и связь.

Издание включает в себя 488 страниц. Для начала рассмотрим содержание этой книги чтобы сделать окончательный анализ по ее достоинствам и недостаткам, а также конкретизировать к какой группе эта книга предназначена. На обзор кратко будут представлены части этой книги, затем остановим свое внимание на определенной главе. Книга состоит из двух частей: обзора вопросов программирования на языке ассемблера и набора подпрограмм.

Первая часть хорошо проиллюстрирована большим числом примеров, позволяющих быстро усвоить основные навыки программирования для рассматриваемых микропроцессоров.

Подпрограммы, приведенные во второй части книги, могут удовлетворять потребности большинства программистов в стандартных процедурах. Эта книга, можно сказать, является как бы справочным пособием для программистов, работающих на языке ассемблера. Она содержит краткий обзор вопросов программирования на языке ассемблера для конкретного микропроцессора и набор полезных подпрограмм. В этих подпрограммах использовались стандартные соглашения по формату, документированному оформлению и методам передачи параметров. При этом соблюдались правила наиболее распространенных ассемблеров; кроме того, описаны назначение, процедура, параметры, результаты, время выполнения и требования к памяти. ГЛАВА 1. ОБЩИЕ МЕТОДЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ Служит введением в программирование для данного процессора; в ней приводятся основные отличия этого процессора от других микропроцессоров и мини-ЭВМ. В этой главе описываются общие методы написания программ на языке ассемблера для микропроцессора 8080 и 8085. Она содержит способы выполнения следующих операций: * загрузка и сохранение регистров; * запоминание данных в памяти; * арифметические и логические операции; * работа с разрядами; * проверка разрядов; * проверка на определенные значения; * числовые сравнения; * организация циклов (повторяющихся последовательностей операций); * обработка массивов; * поиск в таблице; * работа с символами; * преобразование кодов; * арифметические операции повышенной точности; * умножение и деление; * обработка списков; * обработка структур данных. В отдельных разделах описываются передача параметров подпрограммам, общие методы написания драйверов ввода-вывода и программ обработки прерываний, а также приемы, позволяющие ускорить выполнение программ и уменьшить используемую ими память. Для тех, кто знаком с программированием на языке ассемблера на других вычислительных машинах, здесь дается краткий обзор особенностей процессоров 8080 и 8085. L . Таким образом, команда ADD M , например, означает: прибавить к аккумулятору содержимое байта памяти, адресуемого через регистры H и L . Аккумулятор и регистры Н и L являются специальными регистрами. Они являются единственными регистрами , которые могут быть прямо загружены или записаны в память.

Аккумулятор является единственным регистром, который может быть инвертирован, сдвинут, косвенно загружен с использованием адреса в паре регистров В или D , косвенно записан в память по адресу, содержащемуся в паре регистров В или D , или использован в командах IN и О UT . Регистры Н и L составляют единственную пару, которая может быть использована косвенно в арифметических командах, при записи в память данных, заданных непосредственно в команде, или при загрузке и записи в память других регистров, отличных от аккумулятора.

Регистры Н и L являются также единственной парой, которая может быть передана в счетчик команд или указатель стека. Более того, эти регистры используются как аккумулятор двойной длины при сложении 16-разрядных чисел (команда DAD ). Регистры D и Е являются в некотором смысле также специальными, поскольку одной командой ( XCHG ) можно поменять их содержимое с содержимым регистров Н и L . Таким образом, регистры в 8080 и 8085 весьма асимметричны, и программист должен аккуратно выбирать, для каких данных и адресов какими регистрами пользоваться. Часто для одних и тех же физических регистров используются несколько имен. Для многих команд A,B,C,D,E,H и L являются 8-разрядными регистрами. Для других команд регистры В и С (Встарший по значению), D и Е ( D - старший по значению) или Н и L (Нстарший по значению) являются 16-разрядной парой регистров.

Термины пара регистров В, регистры В и С и пара регистров ВС имеют одно и тоже значение; подобные же варианты существуют для регистров D и Е и H и L . Заметим, что пара регистров и два одиночных регистра физически одно и то же, и они не могут служить одновременно для различных целей.

Регистры Н и L фактически почти всегда применяют для косвенного адреса из-за наличия команд, имеющих доступ к регистру М, и таких специальных команд, как SPHL , PCHL, XTHL и XTHG . Благодаря тому, что существует команда XCHG , для второго адреса берут регистры D и Е , а не В и С. Регистры В и С используют обычно как отдельные 8-разрядные регистры для временного хранения данных.

Воздействие различных команд на флаги весьма непоследовательно. К некоторым особенно необычным действиям относятся следующие: a) логические команды очищают флаг переноса; b) команды сдвига не действуют на другие флаги, кроме флага переноса; c) команды загрузки, записи, пересылки, увеличивают на 1 пары регистров и уменьшают на 1 пары регистров вообще не оказывают влияния на флаги; d) 16-разрядное сложение действует только на флаг переноса. 5. L . Действительная косвенная адресация, таким образом, является двухшаговым процессом. При желании загрузить или записать в память аккумулятор можно также загрузить косвенный адрес в регистры В и С или D и Е. Отсутствие индексной адресации компенсируется добавлением пары регистров с помощью команды DAD . Эта команда добавляет пару регистров к Н и L . Таким образом, индексация требует нескольких шагов: a) b) загрузить базовый адрес в другую пару (одной из пар регистров должны быть Н и L ), в) используя команду DAD , сложить две пары и г) использовать сумму как косвенный адрес (при помощи обращения к регистру М). Индексация в 8080 и 8085 - долгий и неудобный процесс. 5. 6. SUB A или XRA A ), логический сдвиг аккумулятора влево (с помощью ADD A ), очистка флага переноса ( ANA A или ORA A ) и проверка аккумулятора ( ANA A или ORA A ). Команда ANA A и ORA A очищают флаг переноса и устанавливают остальные флаги в соответствии с содержимым аккумулятора.

Причем загрузка регистра не действует на флаги. 7. PCHL , по которой загружается счетчик команд из регистров Н и L и, таким образом, производится косвенный переход. 8. DCR и INR применяются к 8-разрядным регистрам и действуют на все флаги, за исключением флага переноса.

Команды DCX и INX применяются к 16-различным парам регистров и вообще не действуют на флаги. Можно использовать 16-разрядные пары регистров как обыкновенные счетчики, но единственным способом проверки пары на 0 является использование команды логическое ИЛИ к двум регистрам вместе с аккумулятором. 9. RRC, RLC, RAR и RAL ) и команд сложения ( ADD A, ADC A и DAD H ). Флаг переноса может быть установлен с помощью STC , а очищен с помощью ANA A ( или ORA A ) . 10. MOV ( пересылка содержимого в другой регистр или из другого регистра), MVI (загрузка непосредственного операнда), DCR (уменьшает на 1) и INR (увеличение на 1). Эти команды могут оперировать также с регистром М, т.е. байтом из памяти, адресуемым через регистры Н и L . 11. PSW ), которое содержит аккумулятор (старший байт) и флаги (младший байт). Команды CALL и RETURN передают адреса в стек или из него. 12. 13. · При записи всех 16-разрядных адресов младший байт записывается первым (т.е. по меньшему адресу). Порядок байтов в адресах тот же, что и в микропроцессоре Z 80 и 6502, но является обратным порядком байтов, принятому в микропроцессорах 6800 и 6809. · Указатель стека содержит младший адрес, действительно занятый в стеке. Это соглашение также принято в микропроцессорах Z 80 и 6809, но явно противоположно принятому 6502 и 6800 (следующий доступный адрес). Согласно всем командам 8080 и 8085 данные в стек записываются с предварительным уменьшением на 1 (вычитанием перед записью байта 1 из указателя стека) и загружаются из стека с последующим увеличением на 1 (добавлением после загрузки байта 1 к указателю стека). · Флаг разрешения прерываний (только в 8085), равный 1, разрешает прерывания, а 0 - запрещает их. Такое же соглашение принято и в Z 80, но оно обратно принятому в 6502, 6800 и 6809. Представленная часть первой главы рассмотрела особенности процессоров, она так и называется - краткий обзор для опытных программистов.

Теперь будем рассматривать дальше, причем не указывая конкретно команды, а описывая понятия и особенности операций представленной на обзор первой главы данной книги. ЗАГРУЗКА РЕГИСТРОВ ИЗ ПАМЯТИ В микропроцессорах 8080 и 8085 предусмотрены четыре способа адресации, которыми можно пользоваться при загрузке регистров из памяти: прямая (из памяти с конкретным адресом), непосредственная (с конкретным значением), косвенная (из адреса, помещенного в паре регистров) и стековая ( из вершины стека). ЗАПОМИНАНИЕ РЕГИСТРОВ В ПАМЯТИ Для запоминания регистров в памяти существуют три способа адресации: прямая (в память с конкретным адресом), косвенная (в память с адресом, который находится в паре регистров) и стековая (в вершину стека). ЗАПОМИНАНИЕ ДАННЫХ В ОЗУ Начальные значения ячеек ОЗУ задаются либо через аккумулятор, либо прямо или косвенно с использованием регистров Н и L . АРИФМЕТИЧЕСКИЕ И ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ Для большинства арифметических и логических операций (сложение, вычитание, логическое И, логическое ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и сравнение) одним из операндов является аккумулятор, а вторым 8-разрядный регистр или байт данных, заданный непосредственно в команде.

Результат (если он существует) помещается в аккумулятор. Если используется регистр М, то процессор получает операнд из памяти по адресу, который содержится в регистрах Н и L . РАБОТА С РАЗРЯДАМИ Программист может установить, очистить, получить обратный код (дополнение к 1) или проверить разряды, используя логические операции с соответствующими масками.

Команды сдвига и получение обратного кода могут оперировать только с аккумулятором, но в то же время для выполнения небольшого числа сдвигов могут использоваться арифметические и логические команды.