Assembler для DOS, Windows и Unix (3000,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

Стр.9

Стр.10

Стр.11

Стр.12

Зубков С.В. Assembler. Для DOS, Windows и Unix. – Ì.: ДМК Пресс, 2017. – 638 ñ., èë. ISBN 978-5-97060-535-6 В книге описываются все аспекты современного программирования на ас семблере для DOS, Windows и Unix (Solaris, Linux и FreeBSD), вклю чая создание резидентных программ и драйверов, прямое программирование периферийных устройств, управление защищенным режимом и многое дру гое. Подробно рассмотрена архитектура процессоров Intel вплоть до Pentium II. Все главы иллюстрированы подробными примерами работоспособных программ. Книга ориентирована как на профессионалов, так и на начинающих без опыта программирования. Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку ве роятность наличия технических и просто человеческих ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. ISBN 978-5-97060-535-6 © Оформление, издание, ДМК Пресс, 2017 © Зубков С. В.

Стр.3

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................... 12 1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ..................................................... 15 1.1. Что потребуется для работы с ассемблером ................ 15 1.2. Представление данных в компьютерах ............................ 16 1.2.1. Двоичная система счисления................................................. 17 1.2.2. Биты, байты и слова .................................................................. 17 1.2.3. Шестнадцатеричная система счисления ............................ 19 1.2.4. Числа со знаком ......................................................................... 19 1.2.5. Логические операции .............................................................. 20 1.2.6. Коды символов ........................................................................... 21 1.2.7. Организация памяти ................................................................. 21 2. ПРОЦЕССОРЫ INTEL В РЕАЛЬНОМ РЕЖИМЕ............................ 23 2.1. Регистры процессора ................................................................ 23 2.1.1. Регистры общего назначения ................................................ 23 2.1.2. Сегментные регистры .............................................................. 25 2.1.3. Стек ............................................................................................... 26 2.1.4. Регистр флагов ........................................................................... 27 2.2. Способы адресации.................................................................... 28 2.2.1. Регистровая адресация ........................................................... 28 2.2.2. Непосредственная адресация ............................................... 28 2.2.3. Прямая адресация ..................................................................... 29 2.2.4. Косвенная адресация ............................................................... 29 2.2.5. Адресация по базе со сдвигом ............................................... 30 2.2.6. Косвенная адресация с масштабированием ..................... 30 2.2.7. Адресация по базе c индексированием .............................. 31 2.2.8. Адресация по базе с индексированием и масштабированием ............................................................... 31 2.3. Основные непривилегированные команды ................... 32 2.3.1. Пересылка данных..................................................................... 32 2.3.2. Двоичная арифметика .............................................................. 40

Стр.4

4 2.3.3. Десятичная арифметика .......................................................... 45 2.3.4. Логические операции .............................................................. 48 2.3.5. Сдвиговые операции ................................................................ 50 2.3.6. Операции над битами и байтами ........................................... 53 2.3.7. Команды передачи управления ............................................. 55 2.3.8. Строковые операции ................................................................ 63 2.3.9. Управление флагами ................................................................ 69 2.3.10. Загрузка сегментных регистров .......................................... 72 2.3.11. Другие команды ....................................................................... 72 2.4. Числа с плавающей запятой .................................................. 77 2.4.1. Типы данных FPU ....................................................................... 77 2.4.2. Регистры FPU .............................................................................. 79 2.4.3. Исключения FPU ......................................................................... 82 2.4.4. Команды пересылки данных FPU .......................................... 83 2.4.5. Базовая арифметика FPU ........................................................ 85 2.4.6. Команды сравнения FPU .......................................................... 90 2.4.7. Трансцендентные операции FPU .......................................... 92 2.4.8. Константы FPU ............................................................................ 95 2.4.9. Команды управления FPU ........................................................ 95 2.5. Расширение IA MMX ................................................................. 100 2.5.1. Регистры MMX .......................................................................... 100 2.5.2. Типы данных MMX.................................................................... 101 2.5.3. Команды пересылки данных MMX....................................... 101 2.5.4. Команды преобразования типов MMX .............................. 102 2.5.5. Арифметические операции MMX ........................................ 104 2.5.6. Команды сравнения MMX ...................................................... 106 2.5.7. Логические операции MMX .................................................. 107 2.5.8. Сдвиговые операции MMX .................................................... 108 2.5.9. Команды управления состоянием MMX ............................ 109 2.5.10. Расширение AMD 3D ............................................................ 109 3. ДИРЕКТИВЫ И ОПЕРАТОРЫ АССЕМБЛЕРА............................. 112 3.1. Структура программы .............................................................. 112 3.2. Директивы распределения памяти .................................. 114 3.2.1. Псевдокоманды определения переменных .................... 114 3.2.2. Структуры................................................................................... 115

Стр.5

5 3.3. Организация программы ....................................................... 116 3.3.1. Сегменты ................................................................................... 116 3.3.2. Модели памяти и упрощенные директивы определения сегментов................................... 119 3.3.3. Порядок загрузки сегментов ................................................ 121 3.3.4. Процедуры ................................................................................ 122 3.3.5. Конец программы .................................................................... 123 3.3.6. Директивы задания набора допустимых команд ............ 123 3.3.7. Директивы управления программным счетчиком .......... 124 3.3.8. Глобальные объявления ........................................................ 125 3.3.9. Условное ассемблирование ................................................. 126 3.4. Выражения .................................................................................... 128 3.5. Макроопределения................................................................... 130 3.5.1. Блоки повторений ................................................................... 131 3.5.2. Макрооператоры ..................................................................... 133 3.5.3. Другие директивы, используемые в макроопределениях ............................................................ 134 3.6. Другие директивы ...................................................................... 134 3.6.1. Управление файлами.............................................................. 134 3.6.2. Управление листингом........................................................... 134 3.6.3. Комментарии ............................................................................ 135 4. ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ MSDOS.............. 136 4.1. Программа типа COM .............................................................. 137 4.2. Программа типа EXE ................................................................. 139 4.3. Вывод на экран в текстовом режиме ............................... 141 4.3.1. Средства DOS ........................................................................... 141 4.3.2. Средства BIOS .......................................................................... 144 4.3.3. Прямая работа с видеопамятью .......................................... 149 4.4. Ввод с клавиатуры ..................................................................... 151 4.4.1. Средства DOS ........................................................................... 151 4.4.2. Средства BIOS .......................................................................... 159 4.5. Графические видеорежимы ................................................. 162 4.5.1. Работа с VGAрежимами ........................................................ 162 4.5.2. Работа с SVGAрежимами ..................................................... 167

Стр.6

6 4.6. Работа с мышью ......................................................................... 179 4.7. Другие устройства ..................................................................... 185 4.7.1. Системный таймер ................................................................. 185 4.7.2. Последовательный порт ........................................................ 192 4.7.3. Параллельный порт ................................................................. 196 4.8. Работа с файлами ..................................................................... 198 4.8.1. Создание и открытие файлов............................................... 198 4.8.2. Чтение и запись в файл .......................................................... 201 4.8.3. Закрытие и удаление файла ................................................. 203 4.8.4. Поиск файлов ............................................................................ 204 4.8.5. Управление файловой системой ........................................ 208 4.9. Управление памятью ............................................................... 211 4.9.1. Обычная память ....................................................................... 211 4.9.2. Область памяти UMB ............................................................... 212 4.9.3. Область памяти HMA ............................................................... 213 4.9.4. Интерфейс EMS ....................................................................... 214 4.9.5. Интерфейс XMS ....................................................................... 215 4.10. Загрузка и выполнение программ .................................. 220 4.11. Командные параметры и переменные среды .......... 227 5. БОЛЕЕ СЛОЖНЫЕ ПРИЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ........... 232 5.1. Управляющие структуры......................................................... 232 5.1.1. Структуры IF… THEN… ELSE ................................................... 232 5.1.2. Структуры CASE........................................................................ 233 5.1.3. Конечные автоматы ................................................................ 234 5.1.4. Циклы .......................................................................................... 235 5.2. Процедуры и функции .............................................................. 236 5.2.1. Передача параметров ............................................................ 236 5.2.2. Локальные переменные ........................................................ 242 5.3. Вложенные процедуры ........................................................... 243 5.3.1. Вложенные процедуры со статическими ссылками....... 243 5.3.2. Вложенные процедуры с дисплеями ................................. 245

Стр.7

7 5.4. Целочисленная арифметика повышенной точности ............................................................. 246 5.4.1. Сложение и вычитание .......................................................... 246 5.4.2. Сравнение ................................................................................. 247 5.4.3. Умножение ................................................................................ 248 5.4.4. Деление ..................................................................................... 249 5.5. Вычисления с фиксированной запятой.......................... 250 5.5.1. Сложение и вычитание .......................................................... 250 5.5.2. Умножение ................................................................................ 251 5.5.3. Деление ..................................................................................... 251 5.5.4. Трансцендентные функции .................................................. 251 5.6. Вычисления с плавающей запятой .................................. 256 5.7. Популярные алгоритмы .......................................................... 261 5.7.1. Генераторы случайных чисел ............................................... 261 5.7.2. Сортировки ............................................................................... 265 5.8. Перехват прерываний ............................................................. 269 5.8.1. Обработчики прерываний ..................................................... 270 5.8.2. Прерывания от внешних устройств .................................... 274 5.8.3. Повторная входимость ........................................................... 278 5.9. Резидентные программы ....................................................... 281 5.9.1. Пассивная резидентная программа ................................... 282 5.9.2. Мультиплексорное прерывание.......................................... 288 5.9.3. Выгрузка резидентной программы из памяти................. 304 5.9.4. Полурезидентные программы ............................................. 321 5.9.5. Взаимодействие между процессами ................................. 326 5.10. Программирование на уровне портов вводавывода ............................................................. 335 5.10.1. Клавиатура ............................................................................... 335 5.10.2. Последовательный порт ..................................................... 339 5.10.3. Параллельный порт .............................................................. 345 5.10.4. Видеоадаптеры VGA ............................................................. 347 5.10.5. Таймер ..................................................................................... 363 5.10.6. Динамик ................................................................................... 368 5.10.7. Часы реального времени и CMOSпамять ..................... 369

Стр.8

8 5.10.8. Звуковые платы ...................................................................... 373 5.10.9. Контроллер DMA .................................................................... 381 5.10.10. Контроллер прерываний .................................................. 389 5.10.11. Джойстик ............................................................................... 395 5.11. Драйверы устройств в DOS ................................................ 397 5.11.1. Символьные устройства ...................................................... 400 5.11.2. Блочные устройства ............................................................. 409 6. ПРОГРАММИРОВАНИЕ В ЗАЩИЩЕННОМ РЕЖИМЕ............ 414 6.1. Адресация в защищенном режиме ................................... 414 6.2. Интерфейс VCPI .......................................................................... 418 6.3. Интерфейс DPMI......................................................................... 420 6.3.1. Переключение в защищенный режим ............................... 421 6.3.2. Функции DPMI управления дескрипторами...................... 422 6.3.3. Передача управления между режимами в DPMI ............. 424 6.3.4. Обработчики прерываний ..................................................... 426 6.3.5. Пример программы ................................................................ 428 6.4. Расширители DOS ..................................................................... 431 6.4.1. Способы объединения программы с расширителем.... 432 6.4.2. Управление памятью в DPMI ................................................ 433 6.4.3. Вывод на экран через линейный кадровый буфер ......... 435 7. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ДЛЯ WINDOWS 95 И WINDOWS NT............................................................................... 442 7.1. Первая программа .................................................................... 442 7.2. Консольные приложения ....................................................... 446 7.3. Графические приложения ..................................................... 451 7.3.1. Окно типа MessageBox ........................................................... 451 7.3.2. Окна ............................................................................................. 452 7.3.3. Меню ........................................................................................... 457 7.3.4. Диалоги....................................................................................... 462 7.3.5. Полноценное приложение.................................................... 467 7.4. Динамические библиотеки ................................................... 483 7.5. Драйверы устройств ................................................................. 489

Стр.9

9 8. АССЕМБЛЕР И ЯЗЫКИ ВЫСОКОГО УРОВНЯ........................... 492 8.1. Передача параметров ............................................................. 492 8.1.1. Конвенция Pascal ..................................................................... 492 8.1.2. Конвенция C .............................................................................. 493 8.1.3. Смешанные конвенции.......................................................... 495 8.2. Искажение имен ......................................................................... 495 8.3. Встроенный ассемблер .......................................................... 496 8.3.1. Встроенный ассемблер в Pascal.......................................... 496 8.3.2. Встроенный ассемблер в C .................................................. 496 9. ОПТИМИЗАЦИЯ................................................................................. 498 9.1. Высокоуровневая оптимизация ......................................... 498 9.2. Оптимизация на среднем уровне ...................................... 498 9.2.1. Оптимизация циклов............................................................... 499 9.3. Низкоуровневая оптимизация ............................................ 501 9.3.1. Общие принципы низкоуровневой оптимизации .......... 501 9.3.2. Особенности архитектуры процессоров Pentium и Pentium MMX .......................................................... 505 9.3.3. Особенности архитектуры процессоров Pentium Pro и Pentium II.......................................................... 507 10. ПРОЦЕССОРЫ INTEL В ЗАЩИЩЕННОМ РЕЖИМЕ.............. 511 10.1. Регистры ...................................................................................... 511 10.1.1. Системные флаги .................................................................. 511 10.1.2. Регистры управления памятью.......................................... 513 10.1.3. Регистры управления процессором ................................ 513 10.1.4. Отладочные регистры .......................................................... 515 10.1.5. Машинноспецифичные регистры ................................... 517 10.2. Системные и привилегированные команды ............. 517 10.3. Вход и выход из защищенного режима ....................... 525 10.4. Сегментная адресация......................................................... 527 10.4.1. Модель памяти в защищенном режиме ......................... 527 10.4.2. Селектор .................................................................................. 528

Стр.10

10 10.4.3. Дескрипторы .......................................................................... 528 10.4.4. Пример программы .............................................................. 530 10.4.5. Нереальный режим............................................................... 535 10.5. Обработка прерываний и исключений ......................... 537 10.6. Страничная адресация......................................................... 548 10.7. Механизм защиты ................................................................... 555 10.7.1. Проверка лимитов ................................................................. 556 10.7.2. Проверка типа сегмента ...................................................... 557 10.7.3. Проверка привилегий .......................................................... 557 10.7.4. Выполнение привилегированных команд ...................... 558 10.7.5. Защита на уровне страниц .................................................. 559 10.8. Управление задачами .......................................................... 559 10.8.1. Сегмент состояния задачи ................................................. 560 10.8.2. Переключение задач ............................................................ 561 10.9. Режим виртуального 8086 .................................................. 568 10.9.1. Прерывания в V86 ................................................................. 568 10.9.2. Вводвывод в V86 .................................................................. 569 11. ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА АССЕМБЛЕРЕ В СРЕДЕ UNIX................................................................................ 570 11.1. Синтаксис AT&T ........................................................................ 571 11.1.1. Основные правила ................................................................ 571 11.1.2. Запись команд........................................................................ 572 11.1.3. Адресация ............................................................................... 574 11.2. Операторы ассемблера ....................................................... 574 11.2.1. Префиксные, или унарные операторы ........................... 575 11.2.2. Инфиксные, или бинарные операторы ........................... 575 11.3. Директивы ассемблера........................................................ 575 11.3.1. Директивы определения данных ...................................... 575 11.3.2. Директивы управления символами .................................. 576 11.3.3. Директивы определения секций ...................................... 577 11.3.4. Директивы управления разрядностью ............................ 578 11.3.5. Директивы управления программным указателем ...... 578 11.3.6. Директивы управления листингом ................................... 579

Стр.11

11 11.3.7. Директивы управления ассемблированием .................. 579 11.3.8. Блоки повторения ................................................................. 579 11.3.9. Макроопределения .............................................................. 580 11.4. Программирование с использованием libc ............... 581 11.5. Программирование без использования libc ............. 583 12.ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................... 587 ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ТАБЛИЦЫ СИМВОЛОВ..................................... 588 1. Символы ASCII ................................................................................. 588 2. Управляющие символы ASCII ................................................... 589 3. Кодировки второй половины ASCII ........................................ 590 4. Коды символов расширенного ASCII.................................... 593 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. КОМАНДЫ INTEL 80X86.............................. 596 1. Общая информация о кодах команд .................................... 596 1.1. Общий формат команды процессора Intel ........................... 596 1.2. Значения полей кода команды ................................................ 596 1.3. Значения поля ModRM ............................................................... 598 1.4. Значения поля SIB ....................................................................... 599 2. Общая информация о скоростях выполнения ................ 599 3. Префиксы ........................................................................................... 601 4. Команды процессоров Intel 8088 – Pentium II .................. 602 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ..................................... 624 ГЛОССАРИЙ................................................................................................ 627 АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ................................................................. 630

Стр.12