3. Директивы сегментации
В ходе предыдущего обсуждения мы выяснили все основные правила записи команд и операндов в программе на ассемблере. Открытым остался вопрос о том, как правильно оформить последовательность команд, чтобы транслятор мог их обработать, а микропроцессор – выполнить.
При рассмотрении архитектуры микропроцессора мы узнали, что он имеет шесть сегментных регистров, посредством которых может одновременно работать:
1) с одним сегментом кода;
2) с одним сегментом стека;
3) с одним сегментом данных;
4) с тремя дополнительными сегментами данных.
Еще раз вспомним, что физически сегмент представляет собой область памяти, занятую командами и (или) данными, адреса которых вычисляются относительно значения в соответствующем сегментном регистре.
Синтаксическое описание сегмента на ассемблере представляет собой конструкцию, изображенную на рисунке 17:
Рис. 17. Синтаксис описания сегмента
Важно отметить, что функциональное назначение сегмента несколько шире, чем простое разбиение программы на блоки кода, данных и стека. Сегментация является частью более общего механизма, связанного с концепцией модульного программирования. Она предполагает унификацию оформления объектных модулей, создаваемых компилятором, в том числе с разных языков программирования. Это позволяет объединять программы, написанные на разных языках. Именно для реализации различных вариантов такого объединения и предназначены операнды в директиве SEGMENT.
Рассмотрим их подробнее.
1. Атрибут выравнивания сегмента (тип выравнивания) сообщает компоновщику о том, что нужно обеспечить размещение начала сегмента на заданной границе. Это важно, поскольку при правильном выравнивании доступ к данным в процессорах i80x86 выполняется быстрее. Допустимые значения этого атрибута следующие:
1) BYTE – выравнивание не выполняется. Сегмент может начинаться с любого адреса памяти;
2) WORD – сегмент начинается по адресу, кратному двум, т. е. последний (младший) значащий бит физического адреса равен 0 (выравнивание на границу слова);
3) DWORD – сегмент начинается по адресу, кратному четырем, т. е. два последних (младших) значащих бита равны 0 (выравнивание на границу двойного слова);
4) PARA – сегмент начинается по адресу, кратному 16, т. е. последняя шестнадцатеричная цифра адреса должна быть Oh (выравнивание на границу параграфа);
5) PAGE – сегмент начинается по адресу, кратному 256, т. е. две последние шестнадцатеричные цифры должны быть 00h (выравнивание на границу 256-байтной страницы);
6) MEMPAGE – сегмент начинается по адресу, кратному 4 Кбайт, т. е. три последние шестнадцатеричные цифры должны быть OOOh (адрес следующей 4-Кбайтной страницы памяти). По умолчанию тип выравнивания имеет значение PARA.
2. Атрибут комбинирования сегментов (комбинаторный тип) сообщает компоновщику, как нужно комбинировать сегменты различных модулей, имеющие одно и то же имя. Значениями атрибута комбинирования сегмента могут быть:
1) PRIVATE – сегмент не будет объединяться с другими сегментами с тем же именем вне данного модуля;
2) PUBLIC – заставляет компоновщик соединить все сегменты с одинаковыми именами. Новый объединенный сегмент будет целым и непрерывным. Все адреса (смещения) объектов, а это могут быть в зависимости от типа сегмента команды и данные, будут вычисляться относительно начала этого нового сегмента;
3) COMMON – располагает все сегменты с одним и тем же именем по одному адресу. Все сегменты с данным именем будут перекрываться и совместно использовать память. Размер полученного в результате сегмента будет равен размеру самого большого сегмента;
4) AT хххх – располагает сегмент по абсолютному адресу параграфа (параграф – объем памяти, кратный 16; поэтому последняя шестнадцатеричная цифра адреса параграфа равна 0). Абсолютный адрес параграфа задается выражением ххх. Компоновщик располагает сегмент по заданному адресу памяти (это можно использовать, например, для доступа к видеопамяти или области ПЗ>), учитывая атрибут комбинирования. Физически это означает, что сегмент при загрузке в память будет расположен, начиная с этого абсолютного адреса параграфа, но для доступа к нему в соответствующий сегментный регистр должно быть загружено заданное в атрибуте значение. Все метки и адреса в определенном таким образом сегменте отсчитывают – ся относительно заданного абсолютного адреса;