Инструменты пользователя
Это старая версия документа!
3. Макропрограммирование
Содержание
До сих пор созданием текстов на языке ассемблера (программированием) занимались мы сами, а ассемблер транслировал их в программы на машинном языке. Однако большинство ассемблеров могут кроме этого по определенным правилам сами генерировать команды на языке ассемблера из команд условной генерации и макрокоманд, написанных программистом.
Такие ассемблеры называют макроассемблерами. К ним относится и макроассемблер M80. Процесс трансляции макроассемблером может состоять из двух этапов:
- анализ программы и генерация текста на языке ассемблера;
- генерация программы в машинных кодах.
Таким образом, программирование на макроассемблере занимает промежуточное положение между программированием на языке ассемблера и программированием на языке высокого уровня типа Си, Паскаль, Ада.
Рассмотрим некоторые возможности макроассемблирования.
3.1. Генерация текста на языке ассемблера
Макроассемблер предоставляет различные возможности по автоматической генерации текста на языке ассемблера по заданным шаблонам.
3.1.1 Генерация текста несколько раз
Если некоторую группу команд нужно повторить несколько раз (подряд), можно использовать команду повторения REPT. Она имеет следующий вид:
REPT выражение команды-ассемблера ENDM
Выражение задает количество повторений генерации команд на ассемблере до команды ENDM.
Например, напишем следующий исходный текст:
.Z80 LD A,B REPT 4 RLCA ADD a,3 ENDM LD B,A AND 0fh END
После трансляции макроассемблером M80 получим следующий листинг:
MSX.M-80 1.00 01-Apr-85 PAGE 1
.Z80
0000' 78 LD A,B
REPT 4
RLCA
ADD a,3
ENDM
0001' 07 + RLCA
0002' C6 03 + ADD a,3
0004' 07 + RLCA
0005' C6 03 + ADD a,3
0007' 07 + RLCA
0008' C6 03 + ADD a,3
000A' 07 + RLCA
000B' C6 03 + ADD a,3
000D' 47 LD B,A
000E' E6 0F AND 0fh
END
Обратите внимание, что макроассемблер отметил команды, которые он сам сгенерировал, знаком «+».
Кроме команд ассемблера в теле REPT могут стоять и некоторые директивы ассемблера, например, DB.
MSX.M-80 1.00 01-Apr-85 PAGE 1
.Z80
0000' 3E 07' LD a,data
0002' 06 08' LD b,data+1
0004' 0E 09' LD c,data+2
0006' C9 RET
0007' data EQU $
REPT 3
DB 1, 2
DB 7
ENDM
0007' 01 02 + DB 1, 2
0009' 07 + DB 7
000A' 01 02 + DB 1, 2
000C' 07 + DB 7
000D' 01 02 + DB 1, 2
000F' 07 + DB 7
END
3.1.2. Генерация текста с параметрами
Иногда есть необходимость сгенерировать схожие в чем-то тексты, отличающиеся только некоторыми деталями. Для этого можно использовать одну из двух команд генерации:
IRP параметр,<список> IRPC параметр,строка команды-ассемблера команды-ассемблера ENDM ENDM
Параметр — это любое допустимое имя языка ассемблера. Ассемблер M80 допускает имена, содержащие знак «$». Их удобно использовать для обозначения параметров.
Команда IRP генерирует команды, каждый раз заменяя параметр в командах очередным значением из списка, а команда IRPC подставляет вместо параметра очередной символ строки.
Например, исходный текст:
.Z80
XOR a
LD a,(data)
RET
data EQU $
IRP $P,<1,2,4,7>
DB $P
ENDM
END
<code>
После трансляции M80 получим:
<code>
MSX.M-80 1.00 01-Apr-85 PAGE 1
.Z80
0000' AF XOR a
0001' 3A 0005' LD a,(data)
0004' C9 RET
0005' data EQU $
IRP $P,<1,2,4,7>
DB $P
ENDM
0005' 01 + DB 1
0006' 02 + DB 2
0007' 04 + DB 4
0008' 07 + DB 7
END
<code>
Пример использования команды IRPC:
<code>
MSX.M-80 1.00 01-Apr-85 PAGE 1
.Z80
0000' AF XOR a
IRPC $A,BCDE
OR $A
CP $A
ENDM
0001' B0 + OR B
0002' B8 + CP B
0003' B1 + OR C
0004' B9 + CP C
0005' B2 + OR D
0006' BA + CP D
0007' B3 + OR E
0008' BB + CP E
0009' C9 RET
END
3.1.3. Условная генерация
Условная генерация — генерация в зависимости от некоторых условий различающихся или различных последовательностей команд ассемблера. Для условной генерации в системе DUAD и в M80 используются конструкции вида:
IF условие IF условие
команды-ассемблера-1 команды-ассемблера-1
ENDIF ELSE
команды-ассемблера-2
ENDIF
Команды-ассемблера-1 генерируются, если условие истинно, команды-ассемблера-2 генерируются, если условие ложно.
Команды условной генерации применяются обычно, когда одна и та же исходная программа должна быть настраиваемой на различные условия эксплуатации. Изменив несколько строк в начале программы и перетранслировав её, можно получить объектный код, рассчитанный например, на другой тип машины или другую её конфигурацию. Например, пусть исходный текст имеет следующий вид:
ORG 9000h
MSX EQU 0
MSX2 EQU 1
PRINTER EQU 1
EX DE,HL
IF MSX
CALL 4Dh
ELSE
CALL 177h
ENDIF
EX DE,HL
IF PRINTER
CALL 0A8h
JR nz,round
LD A,65
CALL 0A5h
round EQU $
ENDIF
RET
END
После трансляции ассемблером DUAD получим следующий листинг:
Z80-Assembler Page: 1
ORG 9000h
0000 = MSX EQU 0
0001 = MSX2 EQU 1
0001 = PRINTER EQU 1
9000 EB EX DE,HL
IF MSX
CALL 4Dh
ELSE
9001 CD7701 CALL 177h
ENDIF
9004 EB EX DE,HL
IF PRINTER
9005 CDA800 CALL 0A8h
9008 2005 JR NZ,round
900A 3E41 LD a,65
900C CDA500 CALL 0A5h
900F = round EQU $
ENDIF
900F C9 RET
END
Обратите внимание, что код, соответствующий MSX, не генерировался. Ниже приведен пример трансляции ассемблером M80 для других условий. Сгенерировано всего 6 байт.
MSX.M-80 1.00 01-Apr-85 PAGE 1
.Z80
0001 MSX EQU 1
0000 MSX2 EQU 0
0000 PRINTER EQU 0
0000' EB EX DE,HL
IF MSX
0001' CD 004D CALL 4Dh
ELSE
CALL 177h
ENDIF
0004' EB EX DE,HL
IF PRINTER
CALL 0A8h
JR NZ,round
LD A,65
CALL 0A5h
round EQU $
ENDIF
0005' C9 RET
END
No Fatal error(s)
Для команд условной генерации обычно не допускается вложенность одного оператора IF в другой. Если же вложенность макроассемблером допускается, ELSE отвечает ближайшему IF, не имеющему ELSE.
3.2. Трансляция сегментов программ
При трансляции ассемблер использует текущее значение счётчика адреса памяти. Этим значением является адрес следующего байта, для которого транслятор генерирует код.
Однако адрес может быть как абсолютным, так и заданным относительно данных, кодов или общей памяти. Относительный адрес задает смещение к абсолютному стартовому адресу.
Тип адресации задается директивами ассемблеру — ASEG, CSEG, DSEG, COMMON.
### Определение абсолютного сегмента
Директива ASEG задает абсолютный режим адресации. При этом генерируются абсолютные коды, жестко привязанные к одному участку памяти.
После директивы ASEG директива ORG должна использоваться с аргументом 103h или больше, причем она задаёт абсолютный адрес трансляции.
### Определение сегмента относительно кодов
Директива CSEG задает режим трансляции относительно кодов. Относительные адреса в этом случае помечаются в листинге апострофом (') после адреса.
Если после CSEG не использована директива ORG, то значению счетчика адресов присваивается то значение, которое было последним в режиме CSEG (по умолчанию - 0 ).
Директива ORG в режиме CSEG задает не абсолютный адрес, а смещение к последнему значению адреса в режиме CSEG.
Если требуется в режиме CSEG установить абсолютный адрес, то для сборщика используется ключ /P.
Режим CSEG является стандартным режимом работы ассемблера.
### Определение сегмента относительно данных
Для задания этого режима адресации используется директива DSEG. Признаком этого режима трансляции являются двойные кавычки после адреса («).
Как и в режиме CSEG, устанавливается то значение счетчика адреса, которое было последним в режиме DSEG, а директива ORG задает относительное смещение адреса.
Для установки абсолютного адреса в сборщике используется ключ /D.
### Определение блока общей области
Директива `COMMON /[ имя-блока]/` определяет некоторую общую область данных для всех блоков COMMON, известных редактору связей, и является неисполняемой директивой резервирования памяти.
Признак этого режима трансляции — восклицательный знак (!) после адреса. Как и раньше, директива ORG задает относительный адрес.
Через общие блоки с одним и тем же именем разные подпрограммы могут обмениваться данными и результатами.
### Смещение
Иногда требуется временно хранить программу в одном месте для последующего переписывания и выполнения в другом. Для этого используется директива ``` .PHASE выражение. ``` Выражение должно иметь абсолютное значение.
Директива `.DEPHASE` используется для обозначения конца трансляции такого смещенного блока кодов.
Ниже приводится пример программы, использующей некоторые директивы управления адресами. Эта программа работает посредством обработки прерываний от таймера (60 раз в секунду). Напомним, что по этому прерыванию центральный процесор выполняет подпрограмму обработки прерывания, находящуюся по адресу 0038h.
Как и любая другая подпрограмма обработки прерывания, она начинается с сохранения регистров (путем засылки их в стек), затем вызывается ловушка этого прерывания (0FD9Ah), в которой вначале находится команда возврата (RET).
При инициализации наша программа перемещает свой код в область, начиная с адреса 4000h (которая интерпретатором языка BASIC не используется) и через ловушку прерывания устанавливает точку входа.
Суть самой программы заключается в том, что она два раза в секунду печатает системное время в правом верхнем углу экрана (SCREEN 0, WIDTH 80). Мы уже сказали, что используемое прерывание происходит 60 раз в секунду (во всей доступной авторам литературе указывается число 50), т.е. каждый тридцатый вызов этого прерывания указывает на то, что прошло 1/2 секунды.
Наша программа имеет счетчик, который увеличивается при каждом вызове подпрограммы обработки прерывания (поскольку сначала выполняется наша подпрограмма, а затем уже подпрограмма обработки прерывания), и если этот счетчик получает значение 29, то он обнуляется и выводится новое время.
Системное время считывается с микросхемы таймера при помощи стандартных функций BDOS.
Приводимая ниже программа написана в мнемонике Intel 8080. ``` ┌─────────────────────────────────────────────
MSX.M-80 1.00 01-Apr-85 PAGE 1
;——————————————– ; ; © 1989 by Igor BOCHAROV. ; ;——————————————– ; ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ФУНКЦИИ И ТОЧКИ ВХОДА ; 0006 CallF EQU 0006h ; МЕЖСЛОТОВЫЙ ВЫЗОВ FD9A H.KeyI EQU 0FD9Ah ; ОБРАБОТКА ПРЕРЫВАНИЙ F37D BDOS EQU 0F37Dh ; ВХОДНАЯ ТОЧКА BDOS 002C GetTime EQU 2Ch ; ФУНКЦИЯ ЧТЕНИЯ
; ВРЕМЕНИ В BDOS
9000 Load EQU 9000h ; ЗАГРУЗОЧНЫЙ АДРЕС 4010 Work EQU 4010h ; РАБОЧИЙ АДРЕС ;——————————————–
.8080 ; ИСПОЛЬЗУЕТСЯ МНЕМОНИКА Intel
0000' ASEG ; АБСОЛЮТНЫЙ СЕГМЕНТ ПРОГРАММЫ 0000 FE DEFB 0FEh ; OBJ - ФАЙЛ 0001 9000 DEFW Load ; АДРЕС ЗАГРУЗКИ 0003 9095 DEFW Load+PrgEnd ; АДРЕС КОНЦА 0005 9000 DEFW TimeInit ; АДРЕС ЗАПУСКА
;
;---------------------------------------------
; Инициализация
.PHASE Load ; АДРЕС ТРАНСЛЯЦИИ ЗАГРУЗЧИКА
9000 TimeInit: 9000 F3 DI 9001 DB A8 IN 0A8h ; ТЕКУЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ СЛОТОВ 9003 F5 PUSH psw 9004 3E AA MVI a,0AAh ; УСТАНАВЛИВАЕМ, КАК НАМ НАДО 9006 32 FFFF STA 0FFFFh 9009 3E FC MVI a,0FCh 900B D3 A8 OUT 0A8h 900D 21 9035 LXI h,ForInit ; АДРЕС БЛОКА ДЛЯ ЛОВУШКИ 9010 11 FD9A LXI d,H.KeyI ; ЛОВУШКА ПРЕРЫВАНИЯ 9013 01 0005 LXI b,5 ; ДЛИНА БЛОКА ДЛЯ ЛОВУШКИ 9016 CD 902A CALL Ldir ; Intel 8080 НЕ ИМЕЕТ LDIR 9019 21 903A LXI h,PrgBeg ; ПЕРЕПИСЫВАЕМ ПОДПРОГРАММУ 901C 11 4010 LXI d,Work 901F 01 005B LXI b,PrgEnd-(PrgBeg-Load) 9022 CD 902A CALL Ldir 9025 F1 POP psw ; ВОССТАНОВЛИВАЕМ СОСТОЯНИЕ 9026 D3 A8 OUT 0A8h 9028 FB EI 9029 C9 RET 902A 7E Ldir: MOV a,m ; ПЕРЕПИСЫВАНИЕ БЛОКА 902B 12 STAX d ; в ловушку 902C 23 INX h 902D 13 INX d 902E 0B DCX b 902F 78 MOV A,B 9030 B1 ORA c 9031 C2 902A JNZ ldir 9034 C9 RET 9035 ForInit: 9035 F7 RST CallF 9036 8B DEFB 8Bh ; СЛОТ RАМ 9037 4010 DEFW TimeH ; АДРЕС НАШЕЙ ПОДПРОГРАММЫ 9039 C9 RET ; ВОЗВРАТ ИЗ ЛОВУШКИ 903A PrgBeg EQU $
.DEPHASE
;——————————————— ; ПЕЧАТЬ АСТРОНОМИЧЕСКОГО ВРЕМЕНИ ; ВИСИТ НА ПРЕРЫВАНИИ im2 (rst 38) ;——————————————— ; СОБСТВЕННО САМА ПРОГРАММА ;
.PHASE Work ; ОСНОВНАЯ ПРОГРАММА
4010 21 405F TimeH:LXI h,MyJiffy ; TIME 4013 34 INR m 4014 7E MOV a,m ; 30 ТИКОВ = 1/2 СЕК 4015 D6 1D SUI 29 4017 C0 RNZ ; ВОЗВРАТ, НЕ ПРОШЛО 1/2 СЕК. 4018 36 07 MVI m,a ; ОБНУЛЯЕМ СЧЕТЧИК СЕКУНД 401A 21 4062 LXI h,Timer+2 ; »:« ИЛИ » « 401D 3E 1A MVI a,':' XOR ' ' ; ИНВЕРТИРУЕМ ':' НА ' ' 401F AE XRA M ; ' '⇒':', ':'⇒' ' 4020 77 MOV M,A ; СОХРАНЯЕМ НОВОЕ СОСТОЯНИЕ 4021 0E 2C MVI c,GetTime ; ФУНКЦИЯ BDOS: 4023 CD F37D CALL BDOS ; СЧИТАТЬ ВРЕМЯ! 4026 11 4060 LXI d,Timer ; АДРЕС СТРОКИ-ШАБЛОНА 4029 7C MOV A,H ; ЧАСЫ 402A CD 404D CALL DaaDig ; ПРЕОБРАЗУЕМ В ДЕСЯТ.ВИД 402D 13 INX d ; ПРОПУСТИТЬ ДВОЕТОЧИЕ 402E 7D MOV A,L ; МИНУТЫ 402F CD 404D CALL DaaDig ; ТОЖЕ ПРЕОБРАЗУЕМ ; === С ТЕКУЩИМ ВРЕМЕНЕМ 4032 F3 DI 4033 3E 4B MVI a,75 ; КУДА ВЫВОДИТЬ (МЛАДШИЙ БАЙТ) 4035 D3 99 OUT 99h 4037 3E 00 MVI A,00 ; СТАРШИЙ БАЙТ 4039 F6 40 ORI 40h ; фЛАГ: ЗАПИСЬ ВО VRAM 403B D3 99 OUT 99h 403D E3 XTHL ; ЗАДЕРЖКА 403E E3 XTHL 403F 21 4060 LXI h,Timer ; АДРЕС СТРОКИ-ШАБЛОНА 4042 06 05 MVI B,5 ; СКОЛЬКО 4044 7E MOV A,M ; ВЫВЕСТИ! 4045 D3 98 OUT 98h 4047 23 INX H 4048 05 DCR B 4049 C2 4044 JNZ $-5 404C C9 RET ; ВОЗВРАТ ;——————————————— ; ПОЛУЧЕНИЕ ДЕСЯТИЧНОГО ЧИСЛА В КОДЕ ASCII ; ВХОД: [a] - ЧИСЛО, [de] - КУДА ЕГО ЗАПИСАТЬ ; ВЫХОД: (de) = ДЕСЯТИЧНОЕ ЧИСЛО, ; [de] = [de] + 3 ;———————- 404D 06 2F DaaDig:MVI b,'0'-1 ; ПОЛУЧЕНИЕ ДЕСЯТИЧ. ЧИСЛА 404F 04 INR b ; ПО АДРЕСУ В [de] В ASCII, 4050 D6 0A SUI 10 ; ЧИСЛО В [a] 4052 D2 404F JNC DaaDig+2 4055 C6 3A ADI '9'+1 4057 4F MOV C,A ; ЧИСЛО В [b] И [c] 4058 78 MOV A,B ; СТАРШИЙ РАЗРЯД ЧИСЛА 4059 12 STAX D 405A 13 INX D 405B 79 MOV A,C ; МЛАДШИЙ РАЗРЯД 405C 12 STAX D 405D 13 INX D 405E C9 RET ;——————————————— ; РАБОЧАЯ ОБЛАСТЬ ; 405F 00 MyJiffy:DEFB 0 ; СЧЕТЧИК СЕКУНД 4060 3F3F3A3F Timer: DEFB »??:??« ; ШАБЛОН ДЛЯ ВЫВОДА 4064 3F ; ВРЕМЕНИ ;———————————————
.DEPHASE
0095 PrgEnd EQU $-1 ; ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ АДРЕС КОНЦА
end
└───────────────────────────────────────────── ```
3.3. Макрокоманды
Еще одна возможность макрогенерации — использование макрокоманд. В этом случае группе команд дается имя, и каждое использование этого имени в тексте будет означать подстановку соответствующей группы команд в текст. Описание макрокоманды называют макроопределением. Оно выглядит следующим образом: ``` имя MACRO параметры
команды-ассемблера
ENDM
``` Список параметров может отсутствовать. Тогда использование имени макрокоманды в тексте будем обозначать просто подстановку вместо него соответствующей группы команд.
Например, имеется исходный текст: ```
.Z80
SHIFT MACRO
LD A,B
RLCA
RLCA
RLCA
LD B,A
ENDM
Ld b,76
SHIFT
LD b,34h
SHIFT
RET
END
``` После его трансляции M80 получим: ``` ┌───────────────────────────
MSX.M-80 1.00 01-Apr-85 PAGE 1
.Z80
SHIFT MACRO
LD A,B
RLCA
RLCA
RLCA
LD B,A
ENDM
0000' 06 4C LD b,76
SHIFT
0002' 78 + LD A,B 0003' 07 + RLCA 0004' 07 + RLCA 0005' 07 + RLCA 0006' 47 + LD B,A 0007' 06 34 LD b,34h
SHIFT
0009' 78 + LD A,B 000A' 07 + RLCA 000B' 07 + RLCA 000C' 07 + RLCA 000D' 47 + LD B,A 000E' C9 RET
END
└──────────────────────────────── ```
Если в заголовке макрокоманды были указаны параметры, то вместо них в тексте будут подставлены те значения, которые были использованы при вызове макрокоманды. Например, ``` ┌─────────────────────────────
'bcd-hex convrt' MSX.M-80 1.00 01-Apr-85 PAGE 1
.Z80
TITLE 'bcd-hex convrt'
; === conversion of BCD-nmb to binary
A000 BCDARG EQU 0A000h A001 HEXRES EQU 0A001h
MPLY10 MACRO $reg,$wreg
LD $wreg,$reg ; копируем
SLA $reg ; умнож. на 8
SLA $reg
SLA $reg
ADD $reg,$wreg ; прибавить 2
ADD $reg,$wreg ; раза
ENDM
; === берем аргумент
0000' 21 A000 LD HL,BCDARG ; arg. address 0003' 46 LD B,(HL) ; arg. in B 0004' AF XOR A ; clear A 0005' ED 6F rld
; === умножаем десятки на 10
MPLY10 A,C ; * 10
0007' 4F + LD C,A ; копируем 0008' CB 27 + SLA A ; умнож. на 8 000A' CB 27 + SLA A 000C' CB 27 + SLA A 000E' 81 + ADD A,C ; прибавить 2 000F' 81 + ADD A,C ; раза 0010' 4F LD C,A
; === прибавляем единицы
0011' 78 LD A,B ; restore argument 0012' E6 0F AND 0Fh ; mask 0014' 81 ADD A,C ; add & get result
; === возврат
0015' 32 A001 LD (HEXRES),A ; 0018' C9 RET
END
└──────────────────────────────── ```
### Локальные метки макрокoманды
Возможны случаи, когда в теле макрокоманды нужно использовать метки. Использовать обычную метку нельзя, потому что при втором вызове макрокоманды появится ошибка «повторно определенная метка». Макроассемблер позволяет обойти это ограничение при помощи использования локальных меток макрокоманды. Вместо таких меток макроассемблер подставляет свои метки особого вида в диапазоне ``` ..0000 Ў ..FFFF. ```
### Рассмотрим пример с использованием локальных макрометок. ``` ┌────────────────────────────────
MSX.M-80 1.00 01-Apr-85 PAGE 1
.Z80
00A5 PUTchr EQU 0A5h
PUT MACRO $SY
LOCAL $D
LD ($D),A
LD A,$SY
CALL PUTchr
JP $D+1
$D: DS 1,0
ENDM
PUT 66
0000' 32 000B' + LD (..0000),A 0003' 3E 42 + LD A,66 0005' CD 00A5 + CALL PUTchr 0008' C3 000C' + JP ..0000+1 000B' + ..0000: DS 1,0
PUT 42
000C' 32 0017' + LD (..0001),A 000F' 3E 2A + LD A,42 0011' CD 00A5 + CALL PUTchr 0014' C3 0018' + JP ..0001+1 0017' + ..0001: DS 1,0 0018' C9 RET
END
└──────────────────────────────── ```
### Дополнительные возможности макрокоманд
Во время компиляции можно использовать так называемые переменные времени компиляции. Для присваивания значения такой переменной используется директива SET: ``` имя SET выражение. ```
Для управления печатью листинга макроассемблера можно использовать директивы:
- LALL — выводит полный текст макрорасширения; - SALL — только объектный код расширения без текста; - XALL — выводит те строки, которые генерируют текст.
Операции: - & — связывание метки и параметра, например, ERROR&X; - ;; — макрокомментарий; - ! — означает, что за ним — литерал. Например, »!;« означает символ точка с запятой. - % — преобразование выражения в число. Например, %X+Y.
Заключение
На этом мы заканчиваем изучение команд и директив языков ассемблера и макроассемблера для микропроцессора Z80 в среде MSX-2. В ограниченном объеме книги не удалось подробно осветить некоторые тонкие вопросы программирования, но авторы надеются, что некоторое представление об архитектуре MSX-2 и управлении устройствами этой системы внимательный читатель все же получил.
Желаем Вам успехов в программировании и надеемся, что эта книга предоставила Вам ответы на многие вопросы, касающиеся системы MSX-2. Авторы будут благодарны за все замечания и предложения по содержанию книги.
Инструменты страницы
