Глава 8. Низкоуровневые возможности Паскаля

Глава 8. Низкоуровневые возможности Паскаля

§8.1. Язык Ассемблер

1. 
   Создании драйверов низшего уровня и некоторых других программ, требующих прямого доступа к потенциальным возможностям компьютера.
   
2. 
   Достижении наибольшей эффективности использования вычислительных ресурсов при вычислениях с большим количеством вложенных циклов. Самые внутренние циклы часто программируются на языке ассемблера.
   
3. 
   Решении задач в реальном масштабе времени, то есть управляющих программ, которые требуют быстрой реакции вычислительной системы на внешние воздействия, и процессы, строго привязанные к определенным моментам времени. Более того, управляющие однокристальные ЭВМ обычно имеют маленький объем памяти.
   
4. 
   Для управляющих ЭВМ набор языков программирования очень ограничен. Обычно это ассемблер и Си, причем последний часто отсутствует.
   

1. 
   Можно запрограммировать подпрограммы вне среды Паскаль на языке ассемблера или любом другом языке программирования и подключить полученный после ассемблирования или трансляции объектный модуль к Паскаль-программе.
   
2. 
   Начиная с шестой версии в Паскале появились средства включения в текст программ фрагментов на языке ассемблера. Эти средства называются «встроенный ассемблер».
   
3. 
   Можно непосредственно включать в текст программы фрагменты, написанные в машинном коде. Эти средства оставлены для совместимости с предыдущими версиями Турбо Паскаля и сейчас практически не используются и здесь не рассматриваются.
   

После трансляции с большинства языков программирования получается промежуточный объектный файл (OBJ-файл). Кроме непосредственно кодов он содержит некоторую дополнительную информацию.

Для подключения внешних подпрограмм в Паскале используется директива external, следующая за заголовком подпрограммы. Кроме этого, где-либо в тексте программы надо задать директиву компилятора $L, аргументом которой является имя OBJ-файла, содержащего код подключаемой подпрограммы, например:

Procedure SRoots(A,B,C:real); external;

Procedure CRoots(B,C,D.F:real); external;

...

Для обеспечения корректности такого подключения необходимо соблюдать определенные межъязыковые соглашения о связях, принятые в системе Турбо Паскаль.

Встроенный ассемблер реализует подмножество языка ассемблера, совместимого с языками Turbo Assembler фирмы Borland (TASM) и макроассемблера фирмы Microsoft (MASM). Хотя некоторые возможности по описанию структур не реализованы, но они во многом соответствуют описаниям Паскаль-объектов – констант, переменных, подпрограмм.

Средства, образующие встроенный ассемблер, организованы в виде двух конструкций: ассемблерные операторы (asm-операторы) и ассемблерные подпрограммы.

Структура asm-оператора:

asm

<команды (операторы) ассемблера>

end

asm

{информация о статусе смены регистра}

int 16h

mov OsnFlag,al

end;

Поэтому возможна следующая запись:

asm

mov ax,Left; xchg ax,Right; mov Left,ax;

Синтаксис команды:

[метка:][префикс] инструкция [операнд[,операнд]]

Инструкцией является мнемоническое обозначение действия, выполняемого командой.

1. 
   Использование регистров. В связи с тем, что Паскаль использует некоторые регистры в своих целях, не допускается изменять содержимое регистров BP, SP, SS и DS.
   
2. 
   Метки. Образование меток такое же, как и в Паскале. Они могут быть глобальными или локальными в asm-операторе. Но в последнем случае они не описываются и должны начинаться с символа «@».
   
3. 
   Коды инструкций. Поддерживаются только все коды инструкций процессора i8086. Для использования расширения этих кодов для процессора i80286 и арифметических сопроцессоров необходимо использовать специальные директивы компилятора.
   
4. 
   Зарезервированные слова. Для совместимости с ассемблером используется 41 зарезервированное слово, имеющее область действия только в asm-операторах. Эти слова имеют приоритет над именами пользователя, например:
   

...

mov Ch,1

Здесь единица загружается в регистр процессора Ch, а не в ячейку памяти с именем Ch. Для указания описанного имени, совпадающего с зарезервированным словом, надо использовать перед именем символ «&»:

asm

mov &Ch,1

5. 
   Выражения. Использование выражений существенно отличается в Паскале и ассемблере. В Паскале упоминание переменной понимается как ее содержимое, а в asm-операторах обозначает адрес или константу. Поэтому оператор для х,
   

mov AX,x+4

end;

описанного как переменная, не помещает значение х+4 в АХ, а загружает в регистр значение слова, хранящегося по адресу, на 4 байта большему х. Для увеличения х на 4 выполняются действия:

mov AX,x

end;

Const x=10;

y=20;

Var z:integer;

asm

end;

6. 
   Есть 3 специальных переменных, одна из которых, @Result, обозначает переменную с результатом функции. Например, функция
   

Begin

end;

Function Sum(x,y:integer):integer;

Begin

asm

add ax,y

end;

Для чисто ассемблерных подпрограмм может использоваться директива assembler. Это позволяет записывать подпрограммы полностью на языке ассемблера, с отсутствием операторных скобок и единственным asm-оператором:

Function LongMul(x,y:integer):longint; assembler;

asm

imul y

Использование @Result здесь не допускается, так как компилятор не образует переменную для результата функции. Обмен данными производится через регистры.