5 Programação modular em Linguagem Assembly

(1)

5 Programa¸

c˜

ao modular

em Linguagem Assembly

(Fam´ılia 51)

jpsousa@fe.up.pt

Conte´

udo

1 Objectivos

1

2 Introdu¸

c˜

ao

1

3 Nomes externos

2

4 Problemas

4

5 Solu¸

c˜

oes

6

1 Objectivos

Consolida¸c˜

ao de conhecimentos sobre a linguagem assembly da fam´ılia 51.

Familiariza-¸c˜

ao com a metodologia de programa¸c˜

ao modular com ˆ

enfase na utiliza¸c˜

ao de segmentos

recoloc´

aveis distribu´ıdos por v´

arios ficheiros.

2 Introdu¸

c˜

ao

(2)

Neste gui˜

ao apresentam-se dois exemplos desta metodologia e prop˜

oe-se um conjunto

de problemas onde pode ser aplicada. Estude com cuidado os exemplos apresentados

bem como as considera¸c˜

oes que os acompanham e depois resolva os problemas propostos.

Poder´

a tirar as d´

uvidas que lhe surgirem na sua aula te´

orico-pr´

atica.

3 Nomes externos

Quando a dimens˜

ao e complexidade de um problema s˜

ao consider´

aveis

1

_´

_{e recomend´}

_avel

estruturar a solu¸c˜

ao em m´

odulos de modo a poder reutilizar c´

odigo j´

a desenvolvido. Neste

cen´

ario ´

e frequente a necessidade de aceder a rotinas e vari´

aveis que est˜

ao em diferentes

m´

odulos, ou seja, frequentemente ´

e necess´

ario referenciar nomes simb´

olicos externos. Para

isso existem os qualificadores extrn e public, cuja sintaxe se depreende do exemplo

seguinte, composto por dois m´

odulos – MAIN.A51 com o programa principal e algumas

rotinas e ROT.A51 com outras:

; --- MAIN.A51 ---1 rotinas segment code ; Segmento recoloc´avel em MP

2 vars segment data ; Segmento recoloc´avel em MDI 3

---- 4 rseg vars ; Activa o segmento de dados declarado 0000 5 total: ds 2

0002 6 contador: ds 1 0003 7 teste: ds 1

8

9 public total,contador ; Estes nomes v~ao ser conhecidos de 10 public start ; outros m´odulos

11

12 extrn code(initvars,initsys) ; Rotinas de outros módulos 13 extrn data(x,y) ; Variáveis definidas noutros 14 extrn xdata(z) ; módulos (data=MDI, xdata=MDE) 15 extrn number(SIZE) ; Constantes de outros módulos 16

17

---- 18 cseg at 0000h ; Programa principal come¸ca em 0000h 0000 75812F 19 start: mov sp,#2Fh ; Stack come¸ca em 30h

0003 120000 F 20 lcall initvars ; Inicializa vari´aveis 0006 120000 F 21 lcall initsys ; Inicializa resto do sistema 0009 E500 F 22 mov a,x ; Acc fica com o valor da vari´avel x 000B 900000 F 23 mov dptr,#z ; DPTR aponta primeira posi¸c~ao de z

24 ; . 25 ; . 26

---- 27 rseg rotinas ; Activa o segmento rotinas 28

0000 3098FD 29 getch: jnb ri,getch ; Esta rotina ´e local 0003 C298 30 clr ri

0005 E599 31 mov a,sbuf 0007 22 32 ret

33 ; . 34 ; . 35

36 end

1

_{Embora a complexidade de um problema se possa exprimir em termos formais, nestas aulas ficaremos}

(3)

Algumas considera¸c˜

oes sobre o m´

odulo MAIN.A51:

1. A declara¸c˜

ao dos nomes total e contador como p´

ublicos (linha 9) permite que eles

sejam conhecidos fora deste m´

odulo. Em consequˆ

encia pode concluir-se que das 3

vari´

aveis declaradas nas linhas 5 a 7, teste ´

e local a este m´

odulo enquanto que

total e contador podem ser acedidas por outros m´

odulos.

2. O mesmo se pode dizer do segmento de c´

odigo identificado pela etiqueta start.

Pelo facto de ter sido declarada p´

ublica (linha 10) ser´

a poss´ıvel referenci´

a-la a partir

de outros m´

odulos.

3. A rotina getch n˜

ao ´

e p´

ublica, ou seja, ´

e local a este m´

odulo. Por este motivo n˜

ao

poder´

a ser chamada de outro m´

odulo.

4. Nas linhas 12 a 15 est´

a a indica¸c˜

ao dos nomes simb´

olicos externos (isto ´

e,

defini-dos noutros m´

odulos como p´

ublicos) que este m´

odulo vai aceder. Para cada um ´

e

necess´

ario indicar o tipo respectivo.

; --- ROT.A51 ---1 public initvars,initsys ; Estes nomes v~ao ser conhecidos de 2 public x,y,z,SIZE ; outros m´odulos

3

4 extrn code(start) ; Rotinas de outros módulos 5 extrn data(total,contador) ; Variáveis de outros módulos 6

7 rotinas segment code ; Segmento recolocável em MP 8 vars segment data ; Segmento recolocável em MDI 9 xvars segment xdata ; Segmento recolocável em MDE 10

0064 11 SIZE equ 100 12

---- 13 rseg vars ; Activa o segmento vars 0000 14 x: ds 1

0001 15 y: ds 1 0002 16 cont: ds 1

17

---- 18 rseg xvars ; Activa o segmento xvars 0000 19 z: ds SIZE

20 21

---- 22 rseg rotinas ; Activa o segmento rotinas 23 0000 E4 24 initvars: clr a 0001 F500 F 25 mov x,a 0003 F500 F 26 mov y,a 0005 F500 F 27 mov contador,a 0007 F500 F 28 mov total,a 0009 F500 F 29 mov total+1,a 30 000B 750064 F 31 mov cont,#SIZE 000E 900000 F 32 mov dptr,#z 33

(4)

0017 C3 41 initsys: clr c 0018 E4 42 clr a 43 ; . 44 ; . 0019 22 45 ret 46 47 end

Algumas considera¸c˜

oes sobre o m´

odulo ROT.A51:

1. Repare-se que os nomes que em MAIN.A51 eram extrn aqui s˜

ao public e vice-versa.

2. A etiqueta clean (linha 34) ´

e um nome local. Poder˜

ao existir outros m´

odulos com

o mesmo nome local definido sem que isso provoque conflitos.

Considera¸c˜

oes gerais:

1. Deve existir um segmento de c´

odigo absoluto com in´ıcio no endere¸co 0000h que

garante o arranque do microcontrolador. Nada impede que outros segmentos de

c´

odigo possam ser recoloc´

aveis.

2. Quando se referem nomes simb´

olicos externos ou definidos em segmentos de mem´

oria

recoloc´

aveis, os respectivos endere¸cos aparecem a zero nas listagens (linhas 20 a 23

de MAIN.A51 e linhas 25 a 29, 31 e 32 de ROT.A51). De modo semelhante, os

endere¸cos das instru¸c˜

oes residentes em segmentos de c´

odigo recoloc´

aveis s˜

ao referidos

ao in´ıcio do respectivo segmento (linhas 29 a 32 de MAIN.A51 e linhas 24 a 39 de

ROT.A51). Os verdadeiros endere¸cos podem ser consultados no mapa de s´ımbolos

gerado automaticamente (ficheiro .m51).

4 Problemas

1. Agrupe num ´

unico programa os problemas 7 e 8 do gui˜

ao 2, utilizando a seguinte

estrutura modular:

• Um m´

odulo com as rotinas Upcase e CountBits.

• Um m´

odulo com o programa principal que converte para mai´

usculas um texto

com in´ıcio apontado por R0 e cujo fim ´

e indicado pelo c´

odigo 0 e guarda na

vari´

avel nbits (16 bits), declarada num segmento de dados absoluto, o n´

umero

de bits a um do texto convertido.

(5)

2. Desenvolva num m´

odulo totalmente recoloc´

avel com as rotinas addint e subint que

efectuam somas e subtrac¸c˜

oes com operandos de 16 bits sem sinal e as rotinas

addlong e sublong que efectuam somas e subtrac¸c˜

oes com operandos de 32 bits sem

sinal. Os parˆ

ametros de entrada s˜

ao apontados por R0 e R1 e os resultados s˜

ao

guardados nas posi¸c˜

oes do primeiro parˆ

ametro, isto ´

e, apontadas por R0. Considere

que as partes mais significativas das vari´

aveis s˜

ao guardadas nos endere¸cos mais

baixos.

3. Desenvolva um programa que efectue os seguintes c´

alculos:

(a) a = a + b − c com a = 35261, b = 22984 e c = 28354

(b) y = x + y − z com x = 792314842, y = 264104947 e z = 385231684

Utilize comandos do simulador para dar valores `

as vari´

aveis (por exemplo e uint

a=35261 ou e ulong x=792314842).

Referˆ

encias

(6)

5 Solu¸

c˜

oes

LOC OBJ LINE SOURCE

1 ;- rots.a51 (reaproveitado) ---2 public Upcase,CountBits

3

4 rotinas segment code 5

---- 6 rseg rotinas 7

0000 F5F0 8 UpCase: mov b,a ; Guarda valor 0002 C3 9 clr c

0003 947A 10 subb a,#’z’ ; Compara com o ASCII do z 0005 500D 11 jnc no ; Salta se for superior 0007 E5F0 12 mov a,b ; Recupera

0009 C3 13 clr c

000A 9461 14 subb a,#’a’ ; Compara com o ASCII do a 000C 4006 15 jc no ; Salta se for inferior 000E E5F0 16 mov a,b ; Recupera

0010 C3 17 clr c

0011 9420 18 subb a,#20h ; Converte 0013 22 19 ret

0014 E5F0 20 no: mov a,b ; Recupera 0016 22 21 ret

22

0017 E6 23 CountBits: mov a,@r0 ; Ler valor

0018 7D00 24 mov r5,#0 ; Contador de bits a um 001A 7C08 25 mov r4,#8 ; Contador de bits 001C 33 26 roda: rlc a ; MSBit para a CY 001D 5001 27 jnc nada

001F 0D 28 inc r5 0020 DCFA 29 nada: djnz r4,roda

0022 ED 30 mov a,r5 ; Resultado em acc... 0023 22 31 ret

32 33

34 end LOC OBJ LINE SOURCE

1 ;- g51.a51 (reaproveitado) ---2 extrn code(Upcase,CountBits) 3 ---- 4 dseg at 50h 0050 5 nbits: ds 2 6 ---- 7 cseg at 0000h 0000 E4 8 clr a 0001 F550 9 mov nbits,a 0003 F551 10 mov nbits+1,a 11

0005 E6 12 next: mov a,@r0 ; Ler posi¸c~ao 0006 6012 13 jz parar ; Se for zero,acaba 0008 120000 F 14 lcall UpCase ; Converte

000B F6 15 mov @r0,a ; Guarda 000C 120000 F 16 lcall CountBits ; Conta

000F 2551 17 add a,nbits+1 ; Acumula ao que j´a tem 0011 F551 18 mov nbits+1,a ; Guarda resultado 0013 5002 19 jnc cont

0015 0550 20 inc nbits

0017 08 21 cont: inc r0 ; Pr´oxima posi¸c~ao 0018 80EB 22 sjmp next ; Continua

23

(7)

26

27 end LOC OBJ LINE SOURCE

1 ;- arit.a51 ---2 public addint,addlong,subint,sublong

3

4 rotinas segment code 5

---- 6 rseg rotinas 7

0000 08 8 addlong: inc r0 ; Aponta para 0001 08 9 inc r0 ; o byte menos 0002 08 10 inc r0 ; significativo 0003 09 11 inc r1 ; Aponta para 0004 09 12 inc r1 ; o byte menos 0005 09 13 inc r1 ; significativo 0006 7F04 14 mov r7,#4 ; N´umero de bytes 0008 8004 15 sjmp doadd

16

000A 08 17 addint: inc r0 ; Aponta LSB 000B 09 18 inc r1 ; Aponta LSB 000C 7F02 19 mov r7,#2 ; N´umero de bytes

20

000E C3 21 doadd: clr c 000F E6 22 addlp: mov a,@r0 0010 37 23 addc a,@r1 0011 F6 24 mov @r0,a 0012 18 25 dec r0 0013 19 26 dec r1 0014 DFF9 27 djnz r7,addlp 0016 22 28 ret 29

0017 08 30 sublong: inc r0 ; Aponta para 0018 08 31 inc r0 ; o byte menos 0019 08 32 inc r0 ; significativo 001A 09 33 inc r1 ; Aponta para 001B 09 34 inc r1 ; o byte menos 001C 09 35 inc r1 ; significativo 001D 7F04 36 mov r7,#4 ; N´umero de bytes 001F 8004 37 sjmp dosub

38

0021 08 39 subint: inc r0 ; Aponta LSB 0022 09 40 inc r1 ; Aponta LSB 0023 7F02 41 mov r7,#2 ; N´umero de bytes

42

0025 C3 43 dosub: clr c 0026 E6 44 sublp: mov a,@r0 0027 97 45 subb a,@r1 0028 F6 46 mov @r0,a 0029 18 47 dec r0 002A 19 48 dec r1 002B DFF9 49 djnz r7,sublp 002D 22 50 ret 51 52 end LOC OBJ LINE SOURCE

(8)