Программирование в машинных кодах и на языке ассемблера. Директивы Ассемблера AVR. EQU – Присвоить имя выражению
Одним из важнейших элементов этой части книги являются примеры программ в машинных кодах и на языке АССЕМБЛЕРа. В распечатках этих программ нам придется употреблять так
называемые ДИРЕКТИВЫ АССЕМБЛЕРа и сейчас, наверное, самое удобное время для того, чтобы дать представление о том, что это такое.
Мы рассмотрим следующие директивы: ORG, EQU, DEFB, DEFW, DEFM и END, но прежде чем начать их рассмотрение, надо твердо для себя понять:
1. Директивы АССЕМБЛЕРа не являются командами процессора Z8 0 и в этом смысле отношения к машинному коду Z8 0 не имеют.
2. АССЕМБЛЕР - это программа, которая переводит (транслирует) текст, написанный Вами в виде мнемоник в объектный код, являющийся машинным. И эти директивы АССЕМБЛЕРа - это некоторые команды ассемблирующей программе. Они не транслируются и в объектный код не войдут, но упростят Вам написание, и самое главное - чтение программы, записанной в мнемониках.
3. Программ-АССЕМБЛЕРов существует великое множество и каждая из них может иметь свои собственные директивы. Они могут иметь и одинаковые директивы, но предъявлять разные требования к их употреблению. Одним словом, конкретно способы использования директив АССЕМБЛЕРа Вам надо устанавливать по инструкции к ассемблирующей программе, которой Вы пользуетесь (напр. EDITAS, GENS 3, GENS 4, ZEUS и т.п.). И хотя стандартов не существует, тем не менее некоторые основополагающие понятия все же выделить можно, вот на них-то мы и остановимся.
3.1. Комментарии.
Мы начнем с самого простого - с комментариев. Они записываются после символа ";" (точка с запятой) .
Вам, конечно понятно, что все, что является комментариями, АССЕМБЛЕРом в машинный код не компилируется - это ни к чему. Они служат только для того, чтобы Вам было удобнее разбираться с листингом, который составил кто-то другой или Вы сами, но давным-давно.
Например:
10 60001 LD E,A 2 0
Как видите, строка может
; Загрузили в регистр E содер-; жимое аккумулятора. ; Уменьшили его на единицу.
остоять только из комментария.
Метки.
Метки значительно упрощают написание программ в мнемониках АССЕМБЛЕРа. В операциях перехода JP, JR, DJNZ, вызова подпрограмм CALL Вы можете не указывать адрес, в который Вы хотите совершить переход, а вместо него подставить метку. С другой стороны, когда будете писать команды для этого адреса, подставите метку и там, Например:
10 60001 BEGIN LD B,0 4
20 60003 AGAIN INC HL
40 60005 DJNZ, AGAIN
3.2.
250 260 270
60110 60111 60113
LD A,(HL) CP 80H JR NZ,BEGIN
Как видите, очень удобно. Сразу видно, что из строки 40 возврат осуществляется к метке AGAIN, если регистр B не достиг нуля. Из строки 270 возврат осуществляется к метке BEGIN.
Определенно имеет смысл выбирать для метки такое имя, которое соответствовало бы смыслу исполняемой операции - это облегчает чтение и понимание листинга программы.
При компиляции ассемблирующая программа сама подсчитает величины необходимых смещений в командах процессора и подставит их вместо меток. Так, например, в строке 40 вместо DJNZ AGAIN в объектный код пойдет DJNZ FCH, что то же самое.
В предыдущем примере мы использовали метки очень ограниченно. Дело в том, что и обращение по метке и сама метка находились в одной и той же процедуре. А как быть, если Вы хотите обратиться к метке, которая находится в другой процедуре, которую Вы написали и откомпилировали еще вчера, а как быть, если Вам надо сделать переход к процедуре ПЗУ и Вы при этом хотите воспользоваться меткой? В этом случае Вам поможет директива EQU. Она присваивает метке числовое значение. Конечно, при компиляции эта директива никак в машинный код не преобразовывается, но если по тексту программы есть ссылки на эту метку, то вместо нее будет подставлено значение, взятое из директивы EQU.
Например, Вам в Вашей программе неоднократно приходится вызывать процедуры ПЗУ, скажем CLEAR (1EACH=7 8 52) и OUT-LINE (1856H=6230) . Тогда в начале Вашей программы Вы задаете
например назвав их CLEAR
|
директивой |
значения своим меткам, н |
||
|
и OUT L. | |||
|
CLEAR |
EQU 7 8 52 |
||
|
OUT L |
EQU 62 3 0 |
||
|
LABEL |
EQU 60016 |
||
|
выз |
ываете эти |
процедуры или |
|
|
по метке. | |||
|
60001 |
LD HL, (LABEL) |
||
|
60004 |
LD BC, 0008 |
||
|
60007 |
LD DE, (04 52) |
||
|
60010 |
CALL CLEAR |
||
|
60013 |
CALL OUT L |
||
|
60016 | |||
|
Сразу |
должны Вас |
предупредить, |
|
|
примеры |
с точки зрения |
программной |
|
примеры того, как используются те или иные директивы АССЕМБЛЕРа и если Вам нужен в примерах реальный смысл, то Вы его получите чуть позже, в последующих главах, где мы будем разбирать практические приемы программирования.
Давайте еще раз взглянем на предыдущий пример. В строке 30 мы засылаем в регистровую пару HL то, что содержится в адресе, на который указывает метка LABEL, а она, согласно директиве EQU указывает на адрес 60016.
Итак, в ячейках 60016 и 60017 содержатся некоторые данные, которые впоследствии могут использоваться программой. Эти данные Вы можете заслать в ячейки сами перед компиляцией. И совсем не надо для этого привлекать машинный код. Первоначальные значения в ячейках памяти Вы можете выставить с помощью директив DEFB, DEFW и DEFM.
DEFB - DEFINE BYTE - задать байт.
DEFW - DEFINE WORD - задать "слово" ("слово" - это два последовательно расположенных байта. Обычно это адрес.) DEFM - DEFINE MESSAGE - задать сообщение (это несколько подряд идущих байтов) . Обычно ассемблирующие программы накладывают ограничение на то, сколько байтов можно задать одной директивой DEFM, скажем не более пяти. Но Вас это не должно волновать. Если Вы хотите задать длинное сообщение, то можете ставить подряд столько строк DEFM, сколько хотите.
Итак, DEFB задает один одиночный байт (0...255) , DEFW -два подряд идущих байта (0...65535), а DEFM - группу подряд идущих байтов - текстовое сообщение, числовая таблица и т. п.
В нашем предыдущем примере, если мы хотим хранить в адресе 60016 и 60017 некоторое двухбайтное число, строку 80 следовало бы записать, например так:
80 60016 DEFW 5C92H
90 60018
Предположим, Вы хотите начиная с адреса 60135 хранить слово "Spectrum".
Код буквы "S" Код буквы "p" "e" "c" "t" " r "
"u" "m"
60135
60136
60137
60138
60139
60140
60141
60142
53H 7 0H 65H 63H 7 4H 72H 75H 6DH
DEFB DEFB DEFB DEFB DEFB DEFB DEFB DEFB
можете его задать парами байтов:
Но проще и правильнее задать его как сообщение:
60135 DEFM 5370656374 ; "Spect"
60140 DEFM 72756D ; "rum"
Есть особый случай при программировании на АССЕМБЛЕРе, когда текст программы тоже приходится вводить через DEFB или DEFM. Это случай, когда Вы пишете программу для встроенного калькулятора. Ведь ассемблирующая программа может перевести в машинный код мнемоники АССЕМБЛЕРа, но она ничего не знает о кодах калькулятора и не знает его мнемоник. Код калькулятора -это внутреннее "Синклеровское" дело, его интерпретацией
занимаются программы, размещенные в ПЗУ и к процессору и к его командам код калькулятора не имеет никакого отношения. Посему ввести команды калькулятору в ассемблирующую программу Вам удастся только как последовательность независимых байтов, т. е. через DEFB или DEFM.
Мы с Вами в первой части книги употребляли мнемонические обозначения команд калькулятора, типа add, stk_data s_lt и т. п., и писали их с маленькой буквы в отличие от команд процессора. Но делали это ранее и будем делать впредь только ради понимания и удобства записи. Программа-АССЕМБЛЕР таких мнемоник не знает, их нет в ее словаре.
Итак, с помощью DEFB, DEFW и DEFM задают начальные значения программным переменным, вводят в программу таблицы, сообщения и любые прочие последовательности данных, даже
графику, а также такие кодовые последовательности, которые ассемблирующая программа не понимает, как команды АССЕМБЛЕРа.
3.5. Директивы ORG, END.
Нам осталось рассмотреть две самые тривиальные директивы. Директива ORG объявляет адрес, начиная с которого будет ассемблироваться программа. Она должна быть первой директивой в исходном тексте, хотя в принципе, перед ней могут быть комментарии.
Вы обратили внимание на то, что в вышеприведенных примерах мы слева писали столбец адресов, в которых будут размещаться те или иные команды. Так вот, этого при программировании на АСЕМБЛЕРе делать не надо. Достаточно в самом начале дать директиву
10 ORG 63000
и далее ассемблирующая программа сама рассчитает в какой ячейке памяти будет находиться та или иная команда. Это очень упрощает процесс программирования. А если Вы внесете изменения в готовый текст, АССЕМБЛЕР сам подправит все адреса.
Директива END отмечает конец программы. Если после него что-то еще и будет стоять, то АССЕМБЛЕР при компиляции это проигнорирует.
Вот пожалуй и все, что для начала стоит знать о директивах АССЕМБЛЕРа. Это не все директивы, какие могут встретиться в жизни, да и правила их использования для разных АССЕМБЛЕРов -разные, но по большому счету этот минимум удовлетворит 90 процентов Ваших потребностей в информации, а остальное Вы должны почерпнуть из инструкции к тому АССЕМБЛЕРу, с которым работаете.
Определить устройство для которого компилируетсяПараметры передаваемые директиве – это последовательность выражений разделённых запятыми. Каждое выражение должно быть или числом в диапазоне (-128..255), или в
результате вычисления должно давать результат в этом же диапазоне, в противном случае число усекается до байта, причём БЕЗ выдачи предупреждений.
Если директива получает более одного параметра и текущим является программный сегмент, то параметры упаковываются в слова (первый параметр – младший байт), и если
число параметров нечётно, то последнее выражение будет усечено до байта и записано как слово со старшим байтом равным нулю, даже если далее идет ещё одна
директива DB.
Синтаксис:
МЕТКА: .DB список_выражений
Пример:
.CSEG
consts: .DB 0, 255, 0b01010101, -128, 0xaa
Параметры передаваемые директиве – это последовательность выражений разделённых запятыми. Каждое выражение должно быть или числом в диапазоне (-32768..65535), или
в результате вычисления должно давать результат в этом же диапазоне, в противном случае число усекается до слова, причем БЕЗ выдачи предупреждений.
Синтаксис:
МЕТКА: .DW expressionlist
Пример:
.CSEG
varlist: .DW 0, 0xffff, 0b1001110001010101, -32768, 65535
Синтаксис:
.ENDMACRO
Пример:
.MACRO SUBI16 ; Начало определения макроса
subi r16,low(@0) ; Вычесть младший байт первого параметра
sbci r17,high(@0) ; Вычесть старший байт первого параметра
.ENDMACRO
EQU – Установить постоянное выражение
Директива EQU присваивает метке значение. Эта метка может позднее использоваться в выражениях. Метка которой присвоено значение данной директивой не может быть
переназначена и её значение не может быть изменено.
Синтаксис:
.EQU метка = выражение
Пример:
.EQU io_offset = 0x23
.EQU porta = io_offset + 2
CSEG ; Начало сегмента данных
clr r2 ; Очистить регистр r2
out porta,r2 ; Записать в порт A
ESEG – Сегмент EEPROM
Директива ESEG определяет начало сегмента EEPROM. Исходный файл может состоять из нескольких сегментов EEPROM, которые объединяются в один сегмент при компиляции.
Сегмент EEPROM обычно состоит только из директив ,
href="#DW - Define constant word(s) in program memory and EEPROM">DW
побайтные счётчики положения. Директива может быть использована для размещения
переменных в необходимом месте EEPROM. Директива не имеет параметров.
Синтаксис:
.ESEG
Пример:
var1: .BYTE 1 ; зарезервировать 1 байт для var1
table: .BYTE tab_size ; зарезервировать tab_size байт.
ESEG
eevar1: .DW 0xffff ; проинициализировать 1 слово в EEPROM
EXIT – Выйти из файла
Встретив директиву EXIT компилятор прекращает компиляцию данного файла. Если директива использована во вложенном файле (см. директиву
href="#INCLUDE - Include another file">INCLUDE
Если же файл не является вложенным, то компиляция прекращается.
Синтаксис:
.EXIT
Пример:
.EXIT ; Выйти из данного файла
INCLUDE – Вложить другой файл
Встретив директиву INCLUDE компилятор открывает указанный в ней файл, компилирует его пока файл не закончится или не встретится директива
href="#EXIT - Exit this file">EXIT
INCLUDE. Вложенный файл может также содержать директивы INCLUDE.
Синтаксис:
.INCLUDE "имя_файла"
Пример:
; файл iodefs.asm:
.EQU sreg = 0x3f ; Регистр статуса
.EQU sphigh = 0x3e ; Старший байт указателя стека
.EQU splow = 0x3d ; Младший байт указателя стека
; файл incdemo.asm
.INCLUDE iodefs.asm ; Вложить определения портов
in r0,sreg ; Прочитать регистр статуса
LIST – Включить генерацию листинга
Директива LIST указывает компилятору на необходимость создания листинга. Листинг представляет из себя комбинацию ассемблерного кода, адресов и кодов операций. По
умолчанию генерация листинга включена, однако данная директива используется совместно с директивой для получения листингов отдельных частей исходных файлов.
Синтаксис:
.LIST
Пример:
LISTMAC – Включить разворачивание макросов в листинге
После директивы LISTMAC компилятор будет показывать в листинге содержимое макроса. По умолчанию в листинге показывается только вызов макроса и передаваемые
параметры.
Синтаксис:
.LISTMAC
Пример:
.MACRO MACX ; Определение макроса
add r0,@0 ; Тело макроса
eor r1,@1
LISTMAC ; Включить разворачивание макросов
MACX r2,r1 ; Вызов макроса (в листинге будет показано теломакроса)
MACRO – Начало макроса
С директивы MACRO начинается определение макроса. В качестве параметра директиве передаётся имя макроса. При встрече имени макроса позднее в тексте программы,
компилятор заменяет это имя на тело макроса. Макрос может иметь до 10 параметров, к которым в его теле обращаются через @0-@9. При вызове параметры перечисляются
через запятые. Определение макроса заканчивается директивой .
По умолчанию в листинг включается только вызов макроса, для разворачивания макроса необходимо использовать директиву . Макрос в листинге показывается знаком +.
Синтаксис:
.MACRO макроимя
Пример:
.MACRO SUBI16 ; Начало макроопределения
subi @1,low(@0) ; Вычесть младший байт параметра 0 из параметра 1
sbci @2,high(@0) ; Вычесть старший байт параметра 0 из параметра 2
.ENDMACRO ; Конец макроопределения
CSEG ; Начало программного сегмента
SUBI16 0x1234,r16,r17 ; Вычесть 0x1234 из r17:r16
NOLIST – Выключить генерацию листинга
Директива NOLIST указывает компилятору на необходимость прекращения генерации листинга. Листинг представляет из себя комбинацию ассемблерного кода, адресов и
кодов операций. По умолчанию генерация листинга включена, однако может быть отключена данной директивой. Кроме того данная директива может быть использована
совместно с директивой для получения листингов отдельных частей
исходных файлов
Синтаксис:
.NOLIST
Пример:
.NOLIST ; Отключить генерацию листинга
.INCLUDE "macro.inc" ; Вложенные файлы не будут
.INCLUDE "const.def" ; отображены в листинге
.LIST ; Включить генерацию листинга
ORG – Установить положение в сегменте
Директива ORG устанавливает счётчик положения равным заданной величине, которая передаётся как параметр. Для сегмента данных она устанавливает счётчик положения в
SRAM (ОЗУ), для сегмента программ это программный счётчик, а для сегмента EEPROM это положение в EEPROM. Если директиве предшествует метка (в той же строке) то
метка размещается по адресу указанному в параметре директивы. Перед началом компиляции программный счётчик и счётчик EEPROM равны нулю, а счётчик ОЗУ равен 32
(поскольку адреса 0-31 заняты регистрами). Обратите внимание что для ОЗУ и EEPROM используются побайтные счётчики а для программного сегмента – пословный.
Синтаксис:
.ORG выражение
Пример:
.DSEG ; Начало сегмента данных
ORG 0x37 ; Установить адрес SRAM равным 0x37
variable: .BYTE 1 ; Зарезервировать байт по адресу 0x37H
CSEG
.ORG 0x10 ; Установить программный счётчик равным 0x10
mov r0,r1 ; Данная команда будет размещена по адресу 0x10
SET – Установить переменный символический эквивалент выражения
Директива SET присваивает имени некоторое значение. Это имя позднее может быть использовано в выражениях. Причем в отличии от директивы
href="#EQU - Set a symbol equal to an expression">EQU
Синтаксис:
.SET имя = выражение
Пример:
.SET io_offset = 0x23
.SET porta = io_offset + 2
CSEG ; Начало кодового сегмента
clr r2 ; Очистить регистр 2
Напомним, что директивы (псевдооператоры) - это инструкции ассемблеру, они обрабатываются только при ассемблировании (трансляции) программы. Приведем некоторые из часто используемых директив.
Директивы определения идентификаторов
Присваивают идентификатору с данным именем некоторое текстовое или числовое значение (выражение). Формат директив:
имя EQU текст
имя = числовое значение (выражение)
Разница между псевдооператорами EQU и =:
l EQU - присваивает значение постоянно (изменять нельзя), текст может быть символьным, числовым или смешанным выражением, определяющим константу, адрес, другое символьное имя, метку и т.д.;
l = - выполняет текущее присваивание (значение может быть переназначено, но только при трансляции, естественно); присваивает только числовое выражение, содержащее простые математические преобразования, которые при трансляции и будут выполнены (например: const + 1, 15H*4, 3*12/4 и т.п.).
Директивы определения данных
Используются для идентификации переменных и полей памяти. Формат директивы
[имя] D* выражение [,выражение] [,...].
Ключевые слова D* могут быть следующими:
l DB - определить байт (1 байт);
l DW - определить слово (2 байта);
l DD - определить двойное слово (4 байта);
l DQ - определить 8 байтов;
l DT- определить 10 байтов.
Рассматриваемые директивы объявляют переменную (имя) или присваивают полям (ячейкам) памяти начальные значения; резервируют в памяти (с более поздним присвоением значения) один или несколько байтов - DB, слов - DW, двойных слов - DD и т.д.
Выражение показывает, какое количество элементов памяти необходимо выделить и какие данные там должны содержаться. Выражение может быть:
l константой:
const DB 56; const DW 1936; const DD 3FFH.
Обязательно следует учитывать диапазон и вместимость байта, слова и т.д.; так, для DB константа не может быть больше 255, для DW - 65 535, для DD -
l 65 535 2 – 1 = 4 294 967 295;
l вектором или таблицей:
table1 DB 30, 4, –15, 0, 0, 0, 56; table2 DW 1936, 3004, 56, 15.
В одном псевдооператоре допускается поместить строку до 132 позиций, причем вместо повторения одного и того же значения несколько раз (0 в table1) можно использовать псевдооператор DUP (duplicate - дублировать):
table1 DB 30, 4, –15, 3 dup(0), 56);
l строкой символов:
str1 DB "Вы ввели слишком большое число";
str2 DB "Bad command";
в псевдооператоре DB строка может содержать 255 символов, во всех остальных (DW, DD, DQ, DT) - только 2 символа.
l пустым полем:
pole1 DB ?; pole2 DW 12 dup(?),
при этом в элементы резервируемой памяти при загрузке программы ничего не записывается (заносится не 0, как, например, в директиве pole3 DW 5 dup(0), а просто резервируются ячейки памяти);
l символическим именем переменной:
var1 DW disp; var2 DD vector
(одна переменная определяется адресом другой, в директивах указывать offset не надо, поскольку имя переменной воспринимается как ее адрес). Такой вариант подходит, например, для хранения адресов ячеек памяти, меток, на которые допустимо ссылаться в программе (var1 DW disp), причем, если переменная находится в том же сегменте, что и ссылающаяся команда, то достаточно в качестве адреса указать только смещение (2 байта), то есть обойтись DW; если же переменная находится в другом сегменте, то необходимо указать и сегмент, и смещение (всего 4 байта), то есть следует использовать уже DD (var2 DD vector);
l простым выражением:
fn1 DB 80*3; fn2 DW (disp) + 256, вычисляемым, разумеется, только при трансляции программы.
Директивы определения сегментов и процедур
Сегмент определяется псевдооператорами:
имя_сег segment
имя_сег ends
В программе можно использовать 4 сегмента (по числу сегментных регистров) и для каждого указать соответствующий регистр сегмента псевдооператором ASSUME(assume - присвоить), например:
assume CS:codeseg, DS:dataseg, SS:stackseg
В директиве ASSUME регистр_сег:имя_сег [,..], в частности, ASSUME cs:codeseg, указывается, что для сегмента имя_сег (codeseg) выбран регистр регистр_сег (CS).
После директивы ASSUME следует явным образом загрузить адрес начала сегмента данных в регистр DS:
Процедура определяется псевдооператорами:
имя_процедуры proc ...
имя_процедуры endp
При определении процедуры после ключевого слова proc должен быть указан атрибут дистанции nearили far; если этого атрибута нет, то по умолчанию подразумевается near. Обычно процедура должна заканчиваться командой ret (return). Если процедура объявлена как near, то обращение к ней (call) должно производиться из того же сегмента; если procfar, то из любого сегмента (в этом случае командой ret из стека при возврате будет извлечено два слова: для IP и для CS).
Директивы управления трансляцией
Их несколько, наиболее часто используется END. Директива END отмечает конец программы и указывает ассемблеру, где завершить трансляцию. Формат: END [имя_программы].
Программирование процедур работы с устройствами ввода-вывода
Процедуры ввода-вывода в ПК выполняются, как правило, по прерываниям. Состав и использование основных видов прерываний и служебных функций DOS прерывания 21H рассмотрены в работах . Ниже мы кратко остановимся на вопросах программирования ввода-вывода лишь прерываний для отображения информации на дисплее и ввода с клавиатуры. Вопросы вывода информации на принтер и работы с файлами рассмотрены в работах .
Программирование работы с дисплеем
Задание режимов работы и обмен данными с дисплеем можно выполнять при прерываниях BIOS типа 10H, а вывод данных на дисплей и при прерываниях DOS типа 21H.
Видеооперации с прерыванием 21H DOS
l Вывод символа на экран дисплея: AH = 2 или AH = 6 и DL <> 0FFh. В регистре DL должен быть ASCII-код символа. Пример фрагмента программы (вывод символа «C»):
mov DL, 43H ; 43H - это ASCII-код символа C
l Вывод строки символов : AH = 9 (чаще всего используемая функция). В регистрах DS:DX должен находиться начальный адрес строки символов, которая обязана заканчиваться символом $. Пример фрагмента программы (отображение текста "вывод строки символов$"):
Text db "вывод строки символов$"
mov DX, offset text ; это адрес выводимой строки
l Ввод/вывод из файла через логический номер. Стандартные файловые логические номера определяют тип и устройство ввода-вывода:
l 0 - ввод с клавиатуры;
l 1 - вывод на экран дисплея;
l 2- вывод на экран сообщения об ошибке;
l 3- ввод-вывод на внешнее устройство;
l 4- вывод на печать.
Для ввода предназначена функция AH = 3Fh прерывания 21H, для вывода служит функция AH = 40h прерывания 21H. В регистр CX предварительно заносится число вводимых-выводимых байтов, а в регистр DX записывается начальный адрес поля памяти для ввода-вывода. В случае успешного завершения процедуры ввода-вывода обнуляется флаг переноса CF, а в регистре AX возвращается количество фактически переданных байтов. При неудачной операции флаг CF устанавливается в 1, а в регистр AX заносится код ошибки.
Приведенный ниже пример содержит фрагмент программы для вывода на экран текстового файла Text, содержащего 50 байтов.
text db 50 dup(" ")
mov BX, 1 ; указание устройства вывода
mov CX, 50 ;указание числа выводимых байт
mov DX, offset text ; указание начального адреса
; поля памяти, содержащего текст
Директивы представляют собой команды управления компилятором. Объявление каждой из них должно начинается с точки. Практика показывает, что в любом ассемблере наиболее интенсивно используется только порядка 10…20 директив. Все остальные либо не являются обязательными, либо отвечают за управление, лишь незначительными свойствами компилятора. К “основным”, характерным и для ассемблеров других процессоров, относятся директивы.equ, .org, .def, .сseg, .dseg и т.д. Ну, а такие директивы, как.dq, .exit, .listmac в реальных программах встречаются действительно очень редко. Ниже приведен перечень, описание и примеры использования директив фирменного ассемблера микроконтроллеров AVR.
Директива.include подставляет текстовый файл в то место программы, где происходит ее употребление. В дополнении к этому сам файл подстановки также может содержать директиву.include. Если файл расположен в директории проекта или в одной из служебных папок, то вместо полного пути, допускается указывать, лишь ссылку на его имя.
Директива.include
Синтаксис написания:
.include "{путь к файлу}"
Пример использования:
Include "m8def.inc" ;вставка стандартного заголовочного файла
Директива.exit указывает ассемблеру место окончания файла исходного текста. Все операторы, находящиеся после директивы, становятся невидимыми для компилятора. Если.exit встречается в подключаемом файле, то сборка проекта заканчивается строкой, где расположена директива.include. В случае отсутствия директивы.exit, конечной точкой сборки считается последняя строка исходного текста.
Директива.exit
Синтаксис написания:
.exit
Пример использования:
Exit ;конец файла
Директивы.nolist и.list служат для управления файлом листинга, который обычно генерируется после сборки проекта. Первая из них запрещает, а другая, соответственно, разрешает вывод информации в файл. Директива.list отменяет действие.nolist и наоборот.
Директивы.nolist, .list
Синтаксис написания:
.nolist, .list
Пример использования:
Nolist ;запретить вывод текста файла “m8def.inc” .include "m8def.inc" ;в файл листинга программы.list ;продолжить вывод информации
Директива.equ присваивает символьному имени некоторое числовое значение. Символьное имя должно быть уникальным и не может быть изменено в процессе написания программы. Директива не может применяться для назначения символьных имен регистрам общего назначения.
Директива.equ
Синтаксис написания:
.equ {символьное имя} = {выражение}
Пример использования:
Equ DDRB = 0x17 ;присвоение имени DDRB значения 0x17 .equ PORTB = DDRB + 1 ;присвоение имени PORTB значения 0x18
Директива.set производит то же самое действие, что и.equ. Но в отличии от последней, символьное имя может быть переопределено в любом месте программы.
Директива.set
Синтаксис написания:
.set {символьное имя} = {выражение}
Пример использования:
Set OFFSET = 0x100 ;присвоение имени OFFSET значения 0x100 . .set OFFSET = OFFSET + 1 ;переопределение значения OFFSET
Директива.def присваивает символьное имя одному из регистров общего назначения. В дальнейшем ходе программы данное имя может быть отменено директивой.undef.
Директивы.def, .undef
Синтаксис написания:
.def {символьное имя} = {регистр}
.undef {символьное имя}
Пример использования:
Def temp = R16 ;присвоение регистру R16 имя temp .undef temp ;отмена дальнейшего использования имени temp
Директивы.db, .dw, .dd, .dq предназначены для резервирования памяти микроконтроллера под инициализированные данные. Все они могут применяться только в сегментах кода и EEPROM-памяти. Разница между этими директивами заключается в разрядности, представляемых данных. Директива.db резервирует байты, .dw – слова, .dd – двойные слова. В редких случаях может так же оказаться удобным использование директивы.dq, резервирующей 64-разрядные данные.
Директивы.db, .dw, .dd, .dq
Синтаксис написания:
{метка}: .db {8-разрядные данные}
{метка}: .dw {16-разрядные данные}
{метка}: .dd {32-разрядные данные}
{метка}: .dq {64-разрядные данные}
Пример использования:
Label: .db 0xFA, 250, -6, 0b11111010 .dw 0xFADE, 64222, -1314, 0b1111101011011110 .dd 0xFADEEFCA, 4208914378, -86052918 .dq 0xFADEEFCAEFBACDEF, 18077149609196178927, -521103510453211
Директива.byte резервирует память под неинициализированные данные в сегментах SRAM и EEPROM.
Директива.byte
Синтаксис написания:
{метка}: .byte {количество резервируемых данных}
Пример использования:
Equ PAGESIZE = 0x20 buffer: . byte 2*PAGESIZE ;резервирование 64 байт в SRAM
Директивы.dseg, .eseg, .cseg определяют начало сегментов данных, EEPROM-памяти и кода соответственно. В исходном файле каждый из сегментов может быть представлен только в одном экземпляре. В случае если все эти директивы отсутствуют в программе, компилятор по умолчанию считает, что все операторы расположены в секции кода.
Директивы.dseg, .eseg, .cseg
Синтаксис написания:
.dseg
.eseg
.cseg
Пример использования:
Dseg ;начало сегмента данных buffer: . byte 32 ;резервирование 32 байт под буфер в SRAM .cseg ;начало сегмента кода rjmp initial . string: .db "ATmega8",0 ;строка, хранящаяся во FLASH-памяти.eseg ;начало сегмента EEPROM-памяти _var: .byte 2 ;резервирование 2-ух байт под переменную _var _cnst: .db 0xAA ;резервирование байта под переменную _cnst = 0xAA
Директива.org позволяет задать компилятору начальный адрес в пределах сегментов кода, данных и EEPROM-памяти. В случае применения в сегменте кода, директива определяет адрес размещения 16-разрядного слова программ.
Директива.org
Синтаксис написания:
.org {начальный адрес}
Пример использования:
Equ SRAM_START = 0x60 .equ RAMEND = 0x045F .dseg ;начало сегмента данных.org SRAM_START ;резервирование 32 байт в SRAM под буфер, buffer: . byte 32 ;начиная с адреса 0x60 .cseg ;начало сегмента кода.org 0 ;вектор сброса по адресу 0 rjmp initial . .org 0x50 ;начало основной программы с адреса 0x50 initial: ldi temp,high(RAMEND) ;инициализация стека out SPH,temp ldi temp,low(RAMEND) out SPL,temp .
Директивы.macro, .endmacro (.endm), определяющие начало и конец макроса соответственно.
Директивы.macro, .endmacro (.endm)
Синтаксис написания:
.macro {имя макроса}
Пример использования:
Macro set_bit ;объявление макроса установки бита порта sbi @0,@1 ;установить бит @1 регистра порта @0 sbi @0-1,@1 ;настроить на вывод линию @1 регистра DDRx .endm . set_bit PORTB,0 ;установить на линии 0 порта B лог.1
Директива.listmac разрешает расширенный вывод текста макросов в файле листинга. В этом случае содержимое каждого макроопределения, встретившегося в программе, отображается целиком. Если директива не используется, то код в нутрии макроса не приводится.
Директива.listmac
Синтаксис написания:
.listmac
Пример использования:
Listmac ;разрешить разворачивать текст макросов в файле листинга
Директивы.message, .warning, .error предназначены для вывода в окно сборки проекта дополнительной информации о ходе компиляции программы. Директива.message генерирует сообщение для строки, в которой был встречен ее вызов. Применение.warning приводит к выдачи предупреждения, а.error – к сообщению об ошибки. В последнем случае сборка проекта прекращается.
Директивы.message, .warning, .error
Синтаксис написания:
.message "{текст сообщение}"
.warning "{текст предупреждения}"
.error "{текст соодщения об ошибки}"
Пример использования:
Message "Macros has been called here." .warning "Too high frequency!" .error "Wrong macro argument!"
Группа директив условной компиляции.ifdef, .ifndef, .if, .else, elif, .endif используются для вставок программного кода в зависимости от различных условий. Директива.ifdef проверяют наличие объявления некоторого символьного имени. За директивой может следовать набор команд, которые будут подставлены в текст, если условие проверки “истина” (имя было объявлено). Директива.ifndef противоположна.ifdef проверяет отсутствие объявления символьного имени. Директива.if производит подстановку кода, когда выполняется условие сравнения, указанное в качестве ее параметра. Команды, которые должны выполняться, в случае если условие директивы.if “ложно” – располагаются после директивы.else. Ветвление типа “если” - “то” может иметь несколько уровней вложения благодаря директиве.elif. Каждый блок проверки, начинающийся с.ifdef, .ifndef, .if, должен быть закрыт директивой.endif.
Директивы if, .ifdef, .ifndef, .else, elif, .endif
Синтаксис написания:
.ifdef {символ} (или.ifndef {символ})
.if {условие}
.else {выражение} (или.elif { условие})
.endif
Пример использования:
Macro del_ms ;макрос, формирующий задержку времени в мс.ifndef FREQ ;если не объявлена константа FREQ (частота в Гц), .warning "Undefined FREQ constan!" ;выдаем предупреждение и.equ FREQ = 1000000 ;присваиваем по умолчание значение 1 МГц.endif .equ DELAY = (@0*FREQ)/4000 ;величина задания задержки времени.if DELAY > 65535 ;если DELAY размером больше 2 байт, то.error “Integer overflow in DELAY!” ;реализация макроса не возможна.else push XL ;сохраняем в стеке рабочие регистры XL, XH push XH ldi XH,high(DELAY) ;цикл задержки времени ldi XL,low(DELAY) sbiw XH:XL,1 brne PC-1 pop XH pop XL ;восстанавливаем из стека рабочие регистры XH, XL .endif .endm . .equ FREQ = 2000000 ;объявление тактовой частоты 2 МГц. del_ms 25 ;формирование задержки времени в 25 мс
Язык программирования ассемблер всегда включает в себя машинные коды микроконтроллера, но этим не ограничивается набор команд этого языка. Дело в том, что нужно уметь управлять самим процессом трансляции программы. Полный список директив приведён в описании языка, а здесь будут подробно рассмотрены некоторые из них.
Первое, что неудобно при использовании только машинных команд — это необходимость помнить, какие данные в какой ячейке памяти находятся. При чтении программы трудно отличить константы от переменных, ведь они отличаются в командах только видом адресации . Преодолеть эту трудность можно при помощи идентификаторов. Можно назначить какой либо ячейке памяти идентификатор, и тем самым работать с этим идентификатором как с переменной.
Директива equ позволяет назначать имена переменных и констант. Теперь можно назначить переменной адрес в одном месте и пользоваться идентификатором переменной во всей программе. Правда за использование идентификатора именно в качестве переменной отвечает программист, тем не менее, если в процессе написания программы потребуется изменить адрес переменной, это можно сделать в одном месте программы, а не просматривать всю программу, разбираясь является ли в данной конкретной команде число 10 константой, адресом ячейки ли количеством повторов в цикле. Все необходимые изменения сделает сам транслятор. Пример назначения переменных приведён на примере, показанном в листинге 1.
Листинг 1. Назначение переменных при помощи директивы equ
Как видно на приведённом примере, использование идентификаторов значительно повышает понятность программы, так как в названии переменной отображается функция, за которую отвечает данная переменная.
При помощи директивы equ можно назначать не только переменные, но и константы. Как уже говорилось ранее, будет ли использован идентификатор как переменная или как константа зависит от команд и видов адресации , которые использует программист.
Один раз назначенный идентификатор уже не может быть изменён в дальнейшем и при повторной попытке назначения точно такого же имени идентификатора будет выдано сообщение об ошибке.
Директива set . Если требуется в различных местах программы назначать одному и тому же идентификатору различные числа, то нужно пользоваться директивой set. Использование этой директивы полностью идентично использованию директивы equ, поэтому иллюстрироваться примером не будет.
Константы, назначаемые директивой equ, могут быть использованы только в одной команде. Достаточно часто требуется работа с таблицей констант, такой как таблица перекодировки, таблицы элементарных функций или синдромы помехоустойчивых кодов. Такие константы используются не на этапе трансляции, а хранятся в памяти программ микроконтроллера. Для занесения констант в память программ микроконтроллера используются директивы db и dw.
Директива db используется для занесения в память программ однобайтных констант. Пример использования директивы db приведён в листинге 2.
Листинг 2. Назначение констант при помощи директивы db
В этом примере использована подпрограмма-функция , перекодирующая двоично-десятичное число в семисегментный код. В эту функцию двоично-десятичный код передаётся через аккумулятор и через этот же регистр возвращается семисегментный код в вызывающую программу.
В директиве db можно задавать сразу несколько констант, разделённых запятыми. Можно одновременно использовать все , но обычно имеет смысл снабдить каждую константу комментарием, как это сделано в предыдущем примере. Так программа становится более понятной и легче искать допущенную ошибку.
Эта же директива позволяет легко записывать надписи, которые в дальнейшем потребуется высвечивать на встроенном дисплее или экране дисплея универсального компьютера, подключённого к разрабатываемому устройству через какой либо интерфейс. Пример использования директивы db для занесения надписей в память программ микроконтроллера приведён на рисунке 3.
Рисунок 3. Применение директивы db для занесения надписей в память программ микроконтроллера.
Директива dw позволяет заносить в память программ двухбайтные числа. В этой директиве, как и в директиве db числа можно заносить через запятую. Пример листинга фрагмента программы приведён на рисунке 4.
Рисунок 4. Применение директивы dw.
На рисунке 4 приведён фрагмент листинга программы для того, чтобы можно было проследить какие байты заносятся в память программ микроконтроллера. В самой правой колонке листинга приведены адреса в которые будут занесены числа, являющиеся операндами директивы dw. В следующей колонке приведены двухбайтовые числа, которые будут заноситься в память программ микроконтроллера. Обратите внимание, что несмотря на то, что первые два операнда состоят только из одной цифры, в память микроконтроллера заносятся четыре шестнадцатеричных цифры (двухбайтовое число).
При трансляции исходного текста программ предполагается, что первая команда расположена по нулевому адресу. Адрес последующих команд зависит от длины и количества предыдущих команд. Пример листинга начального участка программы приведён на рисунке 5.
Рисунок 5. Пример листинга программы.
Иногда требуется расположить команду по определённому адресу. Наиболее часто это требуется при использовании прерываний, когда первая команда программы-обработчика прерываний должна быть расположена точно на векторе прерывания . Это можно сделать используя команду nop для заполнения промежутков между векторами прерывания, но лучше воспользоваться директивой ORG.
Директива org предназначена для записи в счетчик адреса сегмента значения своего операнда. То есть при помощи этой директивы можно разместить команду (или данные) в памяти микроконтроллера по любому адресу. Пример использования директивы ORG для размещения подпрограмм обработки прерываний на векторах прерываний показан на рисунке 6.
Рисунок 6. Пример использования директивы ORG.
Необходимо отметить, что при использовании этой директивы возможна ситуация, когда программист приказывает транслятору разместить новый код программы по уже написанному месту, поэтому использование этой директивы допустимо только в крайних случаях. Обычно это использование векторов прерываний.
Директива using При использовании прерываний критичным является время, занимаемое программой, обработчиком прерываний. Это время можно значительно сократить, выделив для обработки прерываний отдельный банк регистров. Выделить отдельный банк регистров можно при помощи директивы USING. Номер банка используемых регистров указывается в директиве в качестве операнда. Пример использования директивы USING для подпрограммы обслуживания прерываний от таймера 0 приведён на рисунке 7.
Рисунок 7. Пример использования директивы USING.
Директива CALL. В системе команд микроконтроллера MCS-51 используется три команды безусловного перехода. Выбор конкретной команды зависит от расположения ее в памяти программ, однако программист обычно этого не знает. В результате во избежание ошибок приходится использовать самую длинную команду LJMP . Это приводит к более длинным программам и к дополнительной нагрузке на редактор связей. Транслятор сам может подобрать наилучший вариант команды безусловного перехода. Для этого вместо команды микроконтроллера следует использовать директиву call.
Остальные директивы предназначены для управления сегментами, и поэтому будут рассмотрены позднее при обсуждении работы с многомодульными программами.
Литература:
Вместе со статьей "Директивы языка программирования ASM-51" читают:
http://сайт/Progr/progr.php
