Радио-86РК/Радио 05-88/Пишем перемещаемые программы
|
Данный материал защищён авторскими правами!
Использование материала заявлено как добросовестное, исключительно для образовательных некоммерческих целей. Автор: Е. ЕРЕМИН |
С способность сохранять работоспособность при перемещении из одной области памяти в другую является важным достоинством программы, особенно если речь идет о системной программе. Обладающий этим свойством фрагмент может быть легко и без проблем включен в любое место любой программы, с минимальными усилиями переделан для работы на другом компьютере с той же системой команд процессора.
Для достижения перемещаемости используют различные приемы: размещают в определенной области памяти стандартную таблицу переходов, формируют специальную таблицу коррекции BITMAP, применяют особые процедуры модификации адресов в командах перехода. Можно, однако заранее позаботиться о перемещаемости разрабатываемой программы и получить в результате код мало зависящий или, в идеальном случае, совсем не зависящий от места расположения в памяти компьютера. Некоторые приемы, позволяющие достичь этого, описаны ниже.
Предполагается, что читатель знаком с основными принципами работы микропроцессора КР580ВМ80 и имеет перед собой таблицу с системой его команд.
В качестве примера перемещаемой программы рассмотрим фрагмент определяющий количество байт в машинной команде. Такая задача часто возникает в различного рода дизассемблирующих программах, и разработанная подпрограмма может представлять самостоятельный интерес. Исходный текст, размещение кодов в памяти и комментарии приведены. Отметим, что адреса команд приведены для удобства изложения, в рассматриваемой программе они не используются.
; ПОДПРОГРАММА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА БАЙТ В КОМАНДЕ ; ВХОД: HL - АДРЕС КОМАНДЫ ; ВЫХОД:В - ЧИСЛО БАЙТ В КОНАНДЕ (0-КОМАНДЫ НЕТ) ; С - НАЛИЧИЕ АДРЕСА В КОНАНДЕ (0-НЕТ, 1-ДА) ; D - КОД КОНАНДЫ ; HL - СОХРАНЯЕТСЯ АДРЕС КОНАНДИ ; ВЫЗОВ ПОДПРОГРАННЫ NB ПО ОТНОСИТЕЛЬНОНУ АДРЕСУ 0120 ORG 120Н 0120 110100 LXI D,1 ; СМЕЩЕНИЕ ДЛЯ АДРЕСА П/П 0123 CDZZZZ CALL ХХХХ ; ВЫЗОВ П/П (СМ. ПРИМЕЧАНИЕ) 0126 С9 RET ; ПОДПРОГРАММА NB (КОЛИЧЕСТВО БАЙТ) ; 0127 010001 LXI В,100Н 012А 7Е MOV А,Н ; КОД КОНАНДЫ 012В 57 MOV D,A ; СОХРАНИТЬ В D 012С B7 ORA А 012D С8 RZ ; ВЫХОД ПРИ NOP (В=1, С=0) 012Е 17 RAL ; ПРОВЕРКА НА СОВПАДЕНИЕ 012F 17 RAL ; ДВУХ СТАРШИХ БИТОВ 0130 89 ADC С ; 7=>1, 6=>CY, 0131 E601 AHI 1 ; 1 БИТ+CY+0 (ИЗ РЕГ.С) 0133 C0 RNZ ; 3F<КОД<С0 0134 7А MOV A.D 0135 E6E7 AHI 0E7H 0137 FE02 CPI 2 0139 С8 RZ ; STAX И LDAX (B=1, C=0) 013A 7A MOV A,D 013В E6CF ANI 0CFH 013D FEC1 CPI 0C1H 013F C8 RZ ; POP (B=1, C=0) 0140 0603 MVI B,3 0142 FE01 CPI 1 0144 С8 RZ ; LXI (B=3, C=0) 0145 0С INR С 0146 7А MOV A,D 0147 FEC3 CPI 0С3Н 0149 С8 RZ ; JMP (B=3, C=1) 014A FECD CPI 0CDH 014C C8 RZ ; CALL (B=3, C=1) 014D 0D DCR С 014E 41 MOV В,С 014F E6CF ANI 0CFH 0151 FECD CPI 0CDH ; КОДЫ DD-FD (B=0, C=0) 0153 С8 RZ ; НЕТ КОМАНД 0154 04 INR В 0155 E607 ANI 7 0157 FE05 CPI 5 0159 С8 RZ ; DCR, DCX, PUSH (B=1, C=0) 015A FE07 CPI 7 015C C8 RZ ; RST, СДВИГ И Т.Д. (В=1, С=0) 015D 04 INR В 015E FE06 CPI 6 ; MVI, ADI, SUI, ORI 0160 C8 RZ ; и т.д. (B=2, C=0) 0161 04 INR В 0162 0С INR С 0163 FE02 CPI 2 ; УСЛОВНЫЕ ПЕРЕХОДЫ, SHLD. 0165 C8 RZ ; LHLD, STA, LDA (В=3, С=1) 0166 7А MOV A,D 0167 Е6С7 ANI 0С7Н 0169 FEC4 CPI 0C4H ; УСЛОВНЫЙ ВЫЗОВ 016В С8 RZ ; ПОДПРОГРАММЫ (В=З, С=1) 016С 0D DCR С 016D 41 MOV В,С 016Е 7A MOV A,D 016F Е6С7 AHI 0C7H ; КОДЫ 10-30, 08-З8 (В=0, С=0) 0171 С8 RZ ; НЕТ КОМАНД 0172 04 INR В 0173 FEC0 CPI 0C0H 0175 C8 RZ ; ВОЗВРАТ ПО УСЛОВИЯМ (В=1, С=0) 0176 7А MOV A,D 0177 FE40 CPI 40H 0179 D8 RС ; КОД<40(В=1, С=0) 017A FEE0 CPI 0Е0Н 017C D8 RNС ; КОД>ВF (В=1, С=0) 017D FEC9 CPI 0С9Н 017F С8 RZ ; RET (B=1, C=0) 0180 04 INR В 0181 E6F7 ANI 0F7H 0183 FED3 CPI 0D3H 0105 C8 RZ ; IH, OUT (B=2, C=0) 0106 41 MOV В,С ; КОДЫ D9, СВ (В=О, С=0) 0187 С9 RET ; НЕТ КОМАНД ; ПРИМЕЧАНИЕ : ; С АДРЕСА ZZZZ (МЕТКА ХХХХ) ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ; ЗАНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ КОМАНДЫ: ; ZZZZ ЕЗ ХХХХ:XTHL ; ВЫЧИСЛЕНИЕ АБСОЛЮТООГО ; EB XCHG ; АДРЕСА НАЧАЛА П/П ; 19 DAD D ; (СМЕЩЕНИЕ ЗАДАНО В DE) ; ЕВ XCHG ; С СОХРАНЕНИЕН РЕГИСГРА HL ; ЕЗ XTHL ; D5 PUSH D ; АДРЕС НАЧАЛА П/П В СТЕК ; С9 RET ; ПЕРЕХОД К ПОДПРОГРАММЕ
Описываемый фрагмент состоит из собственно подпрограммы определения количества байт в машинной команде, назовем ее NB, и обращения к ней. Обращение находится в адресах 120Н—126Н, а далее, начиная с адреса 127Н (хотя адрес и не имеет значения), расположена подпрограмма NB, с которой и начнем анализ.
Характерной чертой подпрограммы является полное отсутствие условных переходов, замененных из соображений перемещаемости возвратом по условию. Проверка в этом случае происходит в следующей последовательности: задаются выходные значения регистров В и С, соответствующие той или иной группе команд; выделяются характерные для этой группы биты; операциями ANI или СРI устанавливаются признаки и при выполнении необходимого условия происходит выход из подпрограммы. В противном случае анализ кода продолжается аналогичным образом.
Рассмотрим несколько примеров. Команда 127 заносит в ВС константу, соответствующую однобайтовой операции, и если в ОЗУ по адресу, записанному в регистре HL, находится NOP (код 0), то происходит выход из подпрограммы (адреса 12СН и 12DH). Затем выделяется вся средняя часть таблицы команд микропроцессора КР580ВМ80 (коды в диапазоне 40H—BFH), содержащая однобайтовые команды. Это сделать труднее, так как проверить сразу два условия по принятой методике нельзя. Внимательное изучение кодов команд показывает, однако, что можно обойтись и одной проверкой: при попадании в указанный диапазон два старших бита кода различны, а в противном случае они одинаковы (читатели могут убедиться в этом самостоятельно). Для сравнения старших битов производятся два циклических сдвига влево через бит переноса CY. При этом седьмой (старший) бит оказывается в нулевом бите аккумулятора, а шестой попадает в CY. По команде ADC С (адрес 130Н) интересующие нас биты складываются, и если они были различны, дают единицу (не забывайте, что в регистре С записан 0, и он не влияет на результат сложения). Если же при сложении в младшем бите получился 0, то анализ необходимо продолжить. Команды 134—139 «распознают» операции LDAX и STAX, в коде которых характерными битами являются три младших (с 0 по 2) и три старших (с 5 по 7). Трем младшим соответствует комбинация 010, а трем старшим — 000. Нетрудно убедиться, что после сброса битов 3 и 4 (команда 135) результат А-2 гарантирует, что мы имеем дело именно с этой группой команд.
Дальнейший анализ происходит аналогично. Следует только иметь в виду, что перед переходом к выявлению команды с другим количеством байт необходимо каждый раз предварительно изменять выходные параметры в регистрах В и С. Если коду не соответствует команда микропроцессора КР580ВМ80, то в регистровую пару ВС подпрограмма выдает 0.
Таким образом, мы убедились, что достаточно сложная в логическом отношении программа не содержит ни одного явно заданного адреса, а значит, полностью перемещаема. Как же к ней обратиться, если команда CALL требует задать абсолютный адрес подпрограммы? Один из возможных вариантов обращения использован в нашем примере (адреса 120Н—126Н). По пред полагаемому адресу рабочей области памяти (в таблице он заменен символами ZZZZ, ему соответствует метка Х XXX) должен быть предварительно занесен небольшой фрагмент приведенный в примечании таблице. При обращении к нему происходит вычисление абсолютного адреса начала подпрограммы по смещению заданному в регистровой паре DE (в нашем случае адрес определяется как 126+1=127).
Коды рассмотренной программы можно перемещать по памяти без единого изменения, при этом работоспособность программы полностью сохраняется. Требуется, правда, выделить 7 байтов в рабочей области, адреса которых заданы «жестко», но, представляется, это незначительная плата за полную перемещаемость программы (особенно удобно, если указанные 7 команд размещены в ПЗУ).
Автор желает успеха начинающим программистам и надеется, что описанные приемы разработки перемещаемых программ будут полезны владельцам «Радио-86РК», «Микроши» и других микрокомпьютеров на процессоре КР580ВМ80.
Е. ЕРЕМИН, г. Пермь.
Отсканировано с журнала Радио № 12 1991 г.
Отредактировано Лесных Ю.