Programare in limbaj de asamblare

1
Programare in limbaj de asamblare

• Tehnici avansate de scriere a programelor

2
Pseodo-operatori

• Expresii aritmetico-logice
• trebuie sa se evalueze in procesul de compilare
• contin constante si variabile de compilare (ex
  )
• Operatori aritmetici
• operatori unari , -
• ltoperatorgt ltexpresiegt
• operatori binari ,, /, MOD,
• ltexpresiegt ltoperatorgt ltexpresiegt
• ex unu doi, varoperator_index

3
Pseodo-operatori

• Operatori logici
• AND, OR, NOT, SHR, SHL, XOR
• ltexpresiegt ltoperatorgt ltexpresiegt
• Operatori relationali (true0ffh, false0h))
• EQ, NE, LE, GT, GE
• ltexpresiegt ltoperatorgt ltexpresiegt
• Exemple
• mov ax, tablou(index SHL 2)
• mov al, stare AND 00001111B
• text db acesta este un text
• l_text equ -text - contorul de locatii

4
Fortare de tip (coercion)

• sintaxa
• lttipgt ptr ltexpresiegt
• exemple de utilizare
• octet_LO db 55h
• octet_HI db 66h
• dublu dd 0
• mov ax, word ptr octet_LO axlt6655h
• mov word ptr dublu, bx
• mov ax, ds
• mov word ptr dublu, ax dublult dsbx
• mov word ptr si, 5 nu se poate
  determina tipul datei

5
Operatori de tip

• SEG, OFFSET
• pt. determinarea adresei de segment si a adresei
  relative
• exemple
• sir db 33h, 44h, 55h, 66h
• mov ax, seg var
• mov ds, ax
• mov si, offset var
• mov al, si
• SIZE, SIZEOF
• determina nr. de octeti ai unei variabile tablou
• LENGTH, LENGTHOF
• determina nr. de elemente dintr-un tablou

6
Operatori de tip

• LOW, LOWWORD
• octetul/cuvantul inferior
• HIGH, HIGHWORD
• octetul/cuvantul superior
• SHORT
• jmp short ltexpresiegt
• forteaza un depasament de salt de un octet (-128)

7
Asamblare conditionata

• Directiva IF- ENDIF
• pt. generarea de variante diferite
• sintaxa
• if ltexpresiegt
• ltsecventa de instructiunigt
• else este optional
• ltsecventa de instructiunigt
• endif
• daca ltexpresiegt este diferita de 0 se asambleaza
  prima secventa, altfel a doua

8
Asamblare conditionata

• Exemplu
• se genereaza cod diferit pt. 8086 sau 80386
• Processor 80386
• .
• if Processor eq 80386
• shl ax, 4
• else procesor 8086
• mov cl, 4
• shl ax, cl
• endif

9
Asamblare conditionata

• IFDEF, IFNDEF
• sintaxa
• ifdef ltsimbolgt
• ltsecventa de instructiuni sau directivegt
• endif
• exemplu
• DEBUG 0
• ............
• ifdef DEBUG
• ltsecventa de depanaregt
• endif

10
Macrouri

• forme prescurtate de scriere a unor secvente de
  program care se repeta
• sintaxa
• ltnume_macrogt macro ltpar1gt ltpar2gt ...
• ltsecventa de instructiunigt
• endm
• exemplu
• mm_mov macro Dest, Source
  mm_mov x, y
• mov ax, Source
• mov Dest, ax
• endm

11
Macrouri v.s. Proceduri

• Macrouri
• - la fiecare apel se copiaza secventa de
  instructiuni
• - nu sunt necesare instructiuni de apel (CALL) si
  de revenire din rutina (RET)
• - nu se foloseste stiva
• - trnsferul de parametri - prin copierea numelui

• Proceduri
• - o singura copie pt. mai multe apeluri
• - se folosesc instructiuni de apel si de revenire
• - se utilizeaza stiva la apel si la revenire
• - transferul de parametri se face prin registrii
  sau stiva

12
Problema etichetelor in macrouri

• la copierea repetata etichetele se duplica
• solutie etichete locale
• Directiva LOCAL
• ltnume_macrogt macro ltpar1gt ltpar2gt ...
• local ltet1gt ltet2gt ..
• ..................
• ltet1gt
• ....................
• ltet2gt
• endm

13
Avantajele si dezavantajele utilizarii macrourilor

• Avantaje
• pot fi create instructiuni noi
• poate duce la o programare mai eficienta
• executie mai eficienta in comparatie cu apelurile
  de proceduri
• Dezavantaje
• pot ascunde operatii care afecteaza continutul
  registrilor
• utilizarea extensiva a macrourilor ingreuneaza
  intelegerea si mentenanta programului

14
Administrarea programelor mari

• Directiva INCLUDE
• sintaxa include ltnume_fisier_asmgt
• Directivele PUBLIC, EXTERN, EXTRN
• sintaxa
• public ltnume1gt,ltnume2gt ..
• extern ltnume1gtlttipgt, ltnume1gtlttipgt ....

15
Probleme de optimizare

• Cand si ce se optimizeaza
• regula 90/10 - 90 din timp se executa 10 din
  cod
• consecinta - daca se elimina 90 din codul rar
  folosit imbunatatirea este de 10
• ce se doreste?
• timp redus sau memorie redusa
• cum se masoara timpul ocupat al procesorului pt.
  fiecare modul - profiler
• cand este bine sa se optimizeze
• de la inceput
• se optimizeaza si partea nesemnificativa
• programul se scrie greu si se intelege si mai
  greu
• la sfarsit
• prea tirziu

16
Optimizarea este necesara ?

• Contra-argumente
• viteza mare a procesoarelor, a memoriilor a
  magistralelor
• spatii de memorie foarte mari
• Cand este necesara optimizarea
• prelucrari de informatii multimedia
• prelucrari de semnale
• sisteme de control in timp-real, sisteme reactive

17
Trei tipuri de optimizare

• Alt algoritm, mai bun
• optimizare de nivel inalt
• gasirea unui algoritm cu grad mai mic de
  complexitate O(n2) gtO(nlg(n))
• Algoritm implementat mai bine
• optimizare de nivel mediu
• Minimizarea numarului de cicluri
• optimizare de nivel scazut

18
Tehnici de optimizare

• reducerea numarului de bucle imbricate
• reducerea timpului de executie al buclei
  interioare
• utilizarea poantorilor in adresarea elementelor
  unor structuri de date
• parcurgerea structurilor de date prin
  incrementarea si decrementarea poantorilor in
  locul calcularii adresei emenentului
• ex tabij
• adr_elementij adresa(tab)ilung_rand j
• utilizarea registrelor interneale procesorului in
  operatiile curente

19
Exemplu de optimizare

• Problema filtrarea unei imagini de 100 de ori,
  rezolutie 256256 pixeli
• Variante
• program Pascal - 45s
• program C - 29s
• asamblare (V1) - 6s
• s-au folosit deplasamente precalculate in locul
  calculului de adresa prin indecsi
• asamblare (V2) - 4s
• s-au folosit registre interne in locul
  variabilelor de memorie

20
Exemplu de optimizare

• Variante (continuare)
• asamblare (V3) 2,5s
• s-a evitat recopierea imaginii intermediare in
  matricea initiala
• asamblare (V4) 2,4s
• s-a redus dimensiunea variabilelor de la intreg
  la caracter pt. a beneficia de mem. cache
• asamblare (V5) 2,2s
• s-a schimbat algoritmul de filtrare, s-au lutat
  in calcul numai 4 vecini ai pixelului in loc de 8
  (rezultatul este diferit)

21
Apelul procedurilor scrise in asamblare din
limbaje de nivel inalt

• Cand se justifica
• la accesul direct al unor resurse fizice (ex
  interfete de I/E, memoria video, etc.)
• pentru cresterea eficientei unor secvente critice
• functiile de acces la resurse au fost scrise
  (deja) in asamblare
• Dificultati
• alta filozofie de scriere a programelor (ex
  registre in loc de variabile, date simpe in locul
  celor structurate)
• transferul parametrilor de apel si a rezultatelor

22
Apelul procedurilor scrise in asamblare din
limbaje de nivel inalt

• Reguli
• procedura scrisa in LA se va declara far si
  public
• numele si tipul procedurii se va declara in LNI
  cu mentiunea EXTERN
• parametrii de apel se transmit prin stiva
• ordinea de scriere pe stiva coincide cu ordinea
  din lista de parametri
• primul parametru este cel mai adanc in stiva (se
  afla la o adresa mai mare)
• ultima data inregistrata pe stiva este un
  dublucuvant care reprezinta adresa de revenire
  din rutina

23
Reguli

• valoarea returnata dupa apel se transmite dupa
  cum urmeaza
• pt. un octet - in registrul AL
• pt. doi octeti - in registrul AX
• pt. patru octeti - in registrele DX (partea mai
  semnificativa) si AX(partea mai putin
  semnificativa
• in cele mai multe LNI transmiterea parametrilor
  se face prin valoare
• dupa revenirea din procedura indicatorul de stiva
  SP trebuie refacut la valoarea de dinaintea
  apelului
• variabilele utilizate in comun (variabilele
  globale) vor fi declarate cu PUBLIC si
  respectiv EXTERN

24
Exemplu

• Program PASCAL
• .........
• var
• iint
• jword
• var_comint
• function test(parword)intexternal
• L test.obj include fisierul Test.obj
• .....................
• itest(j)

25
Exemplu (programul in asamblare)

• .MODEL LARGE
• DATA SEGMENT PUBLIC DATA
• EXTERN VAR_COMFAR
• ............
• DATA ENDS
• CODE SEGMENT PUBLIC CODE
• ASSUME CSCODE
• PUBLIC TEST
• TEST PROC FAR
• PUSH BP
• MOV BP,SP
• MOV AX, BP6 citeste par
• .............

• MOV BX, SEG VAR_COM
• MOV DS, BX
• MOV SI, OFFSET VAR_COM MOV AX, SI
• ..........
• MOV AX, REZ val. functiei
• POP BP
• RET 2 descarcare par. de pe stiva
• CODE ENDS
• END