Поиск по сайту:


«Assembler IBM PC 7. Лабораторная работа № 2. Системные функции dos ввода-вывода информации. Обработка строковых переменных»

Файл: 4 КБ
Поделиться:

7.1. ЦЕЛЕВЫЕ УСТАНОВКИ

·     Освоение стандартных способов ввода-вывода DOS.

·     Разработка программ по обработке символьной информации с использованием строковых команд.

7.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

7.2.1. ВЫЗОВЫ ФУНКЦИЙ MS-DOS ДЛЯ ВВОДА-ВЫВОДА СИМВОЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Для того чтобы написать простую, но законченную программу, необходимо знать три вещи – как вводить данные, как выводить результат и как остановить выполнение программы. В языках высокого уровня имеются специальные операторы ввода/вывода, которые позволяют в удобной форме реализовать эти функции. В системе команд процессора ix86 также имеются команды ввода/вывода, но они реализуют эти операции на самом низком, физическом уровне, т.е. обеспечивают обращение к портам ввода/вывода по конкретным адресам. Для обеспечения ввода/вывода информации на этом уровне программист должен знать номера портов каждого устройства, а также протоколы или алгоритмы обслуживания этих устройств. Операционная система MS DOS реализует ряд сервисных функций ввода/вывода на логическом уровне, которые выступают как пронумерованные функции прерывания Int 21h. При этом прикладная программа пользователя должна сообщить необходимые для данной функции параметры и передать управление DOS, которая и осуществит все необходимые операции по управлению устройством на физическом уровне (где-то, возможно, обратится за помощью к BIOS), а затем вернёт управление прикладной задаче, сообщив, успешно ли завершилась операция или же была допущена ошибка.

Прерывания, в основном, можно разделить на два основных типа: аппаратные (hardware) и программные (software interrupt). Аппаратные прерывания вызываются сигналами от периферийных устройств, требующими обслуживания процессором, а программные, через посредство команды Int, вызывающей какую-либо сервисую функцию (процедуру) DOS или BIOS. Перечень функций, выполняемых операционной системой DOS, подробно изложен в п. 3.

Упрощенная схема обработки прерывания изображена на рис. 2.1. Процессор выполняет команду прерывания, используя таблицу векторов, где содержатся все адресные указатели обработчиков (аппаратных и программных) прерываний. Действия процессора при переходе на выполнение подпрограммы-обработчика (инициируемое командой Int n) и последующем возврате обратно (при встрече команды Iret) в точку выхода из основной программы показаны на рис. 2.1 цифрами в кружках. Одно и то же прерывание может выполнять несколько различных функций, код которых помещается в регистрah, а дополнительные параметры заносятся в другие регистры РОН. Возвращаемая обработчиком информация содержится в регистре al или ax, если флаг cf=0. Флаг cf устанавливается в 1, если произошла какая-либо ошибка, код которой заносится в регистр ax (так называемый код возврата ошибки). Возможные коды ошибок приводятся в руководствах по DOS [4, 10, 12].

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.1. Упрощенная схема обработки программного прерывания Int n

 

Функции информационного обмена MS DOS в своём развитии изменялись от специализированных программ обмена для каждого типа устройства на основе блока управления файлами FCB (File ControlBlock) до унификации обмена на основе файловой системы через дескрипторы. Дескриптор или логический номер файла идентифицирует файл или устройство, с которым должна работать прикладная программа. Это упрощает программирование операций ввода/вывода, т.к. позволяет осуществлять обмен информации независимо от природы файла (устройства). Существует пять стандартных дескрипторов файлов, которые предоставляются прикладной программе:

 

·     0 – стандартный ввод с консоли (обычно клавиатура);

·     1 – стандартный вывод на консоль (обычно экран дисплея);

·     2 – устройство вывода ошибок (всегда дисплей);

·     3 – внешнее устройство обмена AUX (асинхронный адаптер COM1);

·     4 – стандартный принтер (первый параллельный порт LPT1).

Стандартный ввод (как и стандартный вывод) можно перенаправить средствами DOS на любое устройство или в файл, а стандартная ошибка всегда связана с экраном (обычно дескриптор 2 используют для вывода диагностических сообщений). Перенаправление ввода или вывода программы осуществляет командный процессор Command.com. Если, допустим, в программе prog предусмотрен ввод данных через дескриптор стандартного ввода ²0², а вывод данных через дескриптор вывода ²1², то при обычном запуске программы командой prog.exe программа будет требовать входные данные с клавиатуры и выводить результаты своей работы на экран. Если, однако, при запуске программы использовать символ перенаправления

prog.exe > file.txt,

то система сама создаст файл file.txt, и весь вывод программы будет записан в этот файл. Ввод по-прежнему будет осуществляться с клавиатуры. Запуск программы командой

prog.exe < file.dat

приведёт к тому, что программа всю требуемую ей информацию попытается ввести из файла file.dat. Поэтому этот файл должен быть подготовлен пользователем заранее. Вывод программы опять поступит на экран. Наконец, команда

prog.exe < file.dat > file.txt

заставит программу выполняться в режиме ввода информации из файла file.dat и вывода в файл file.txt. Ни экран, ни клавиатура использоваться не будут. Сама программа ничего не знает об этих перенаправлениях – она во всех случаях обращается к стандартному устройству ввода данных и к стандартному устройству вывода данных. Просто DOS как бы подставляет ей на входе и выходе другие устройства.

7.2.2. ВВОД С КЛАВИАТУРЫ СИМВОЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

7.2.2.1. Буфер ввода данных с клавиатуры

Нажатие любой клавиши клавиатуры вызывает сигнал аппаратного прерывания (прерывания с типом 09h), заставляющий процессор прервать исполняемую программу и перейти на подпрограмму обработки прерывания от клавиатуры. Обработчик прерывания формирует двухбайтовый код с последующей засылкой его в кольцевой буфер ввода данных с клавиатуры, располагающийся по адресу 0040h:001Eh в системной области оперативной памяти. Для алфавитно-цифровых клавиш старший байт этого кода представляет scan-код клавиши (условный номер клавиши на клавиатуре), а младший – ASCII-код клавиши, т.е. 8-битовый код закреплённого за этой клавишей символа.

Заполнение буфера клавиатуры, рассчитанного на 15 слов или ударов по клавишам, происходит по мере нажатия клавиш и не связано с выполнением текущей программы. Если программе требуется ввести с клавиатуры определённый символ (или строку), она с помощью соответствующей системной функции DOS обращается к буферу ввода и, при наличии в нём данных, передаёт первый из поступивших в этот буфер символов в программу. Дело в том, что запись и считывание кодовых слов в буфер клавиатуры соответствует принципу FIFO (first in – first out, первым вошёл – первым вышел), поэтому считывание символа из буфера освобождает место для ввода последующих. Если к моменту вызова функции DOS буфер ввода оказывается пуст, DOS будет непрерывно опрашивать его состояние, ожидая появления в буфере очередного кода, а исполнение программы приостанавливается до нажатия клавиши.

7.2.2.2. Системные функции DOS ввода данных с клавиатуры

DOS предоставляет несколько способов ввода данных с клавиатуры [4, 5, 7, 11, 12, 13, 14]:

¨  использование группы функций Int 21h (01h, 06h, 07h, 08h, 0Ah¸0Ch), обеспечивающих посимвольный ввод с клавиатуры в разных режимах;

¨  обращение к клавиатуре, как к файлу, с помощью функции 3Fh.

Функции DOS, осуществляющие ввод с клавиатуры, различаются друг от друга некоторыми другими важными характеристиками, которые приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Сравнительная характеристика функций DOS ввода с клавиатуры

 Номер функции DOS →

01h

06h

07h

08h

0Ah

0Bh

0Ch

 Эхо-символы

+

+

 

+/-

 Реакция на Ctrl+C

+

+

+

+

+/-

 Перенапрвление

+

+

+

+

+

+

+

 Ожидание нажатия клавиши

+

+

+

+

+/-

 Ввод расширенных кодов ASCII

+

+

+

+

 

+

 Очистка буфера

 

+

 Ввод кодов с помощью Alt/цифра

+

+

+

 

+/-

 

 

–     Эхо-символы. Отображение вводимого символа на экране.

–     Реакция на Ctrl+C. Аварийное завершение программы (ASCII-код 03h). Вызывается обработчик прерывания Int 23h, завершающий текущую программу с выходом в DOS.

–     Ожидание нажатия клавиши. Функция, при отсутствии символа в кольцевом буфере ожидает его ввода. Функции, обладающие этим свойством, являются синхронными, иначе – асинхронными.

–     Ввод расширенных кодов ASCII. Все функции DOS, считывающие данные с клавиатуры, передают в программу только ASCII-код (младший байт кодового слова клавиши), оставляя scan-код (старший байт) без внимания. Правда, это относится только к алфавитно-цифровым клавишам, т. е. клавишам, за которыми закреплены отображаемые на экране символы (94 символа со значениями ASCII-кода от 32 до 126). Особенности считывания информационных кодов с других, так называемых функциональных и управляющих клавиш, будут рассмотрены дальше в разделе ²Расширенные коды ASCII².

–     Очистка буфера. Процесс считывания кодов с буфера ввода может дать непредсказуемый эффект, если перед вызовом функции DOS этот буфер не был пуст. Программа, не желающая вводить набранные досрочно коды, должна очистить клавиатурный буфер с помощью специальной функции 0Ch прерывания 21h (при al = 0).

–     Ввод кодов с помощью комбинации Alt/цифра. Позволяет вводить в программу коды символов второй половины ASCII-таблицы, с использованием цифровой клавиатуры (правая часть консоли).

¨  Функция 01h. Ввод одиночного символа с эхом.

Вводит символ из стандартного устройства ввода и отображает его на устройстве стандартного вывода. Ввод каждого символа сопровождается перемещением курсора вправо на следующую позицию. При отсутствии символа ждёт ввода. При наборе строки обрабатываются управляющие клавиши: BS (шаг назад без удаления символа, AL = 08h), TAB (табуляция, AL = 09h)ENTER (переход на начало текущей строки, AL = 13h). Допустимо перенаправление ввода. Если ввод не перенаправлен, выполняет обработку <Ctrl/C>. Для чтения расширенного кода ASCII требует повторного выполнения функции.

Вызов: AH = 01, Int 21h.

Выход: AL = код символа.

¨  Функция 06h. Ввод одиночных символов из стандартного устройства ввода и вывод одиночных символов на стандартное устройство вывода.

Режим работы определяется содержанием регистра DL в момент вызова функции: DL = FF – режим ввода, DL = {FFh – 00h } – режим вывода соответствующего этому коду символа. В режиме вывода коды ASCII: 07– звонок, 0Dh – возврат каретки, 0Ah – перевод строки, рассматриваются как управляющие и выполняются соответствующие им действия.

Если вводимый символ в устройстве ввода присутствует, то он помещается в AL (без эха) с установкой флага ZF = 0, иначе ZF = 1. Отличительным качеством функции 06h является то обстоятельство, что она, просматривая устройство ввода, не останавливает программы (является асинхронной), если не обнаруживает в нём символа, а просто устанавливает флаг ZF = 1. Допускает перенаправление ввода-вывода. Для чтения расширенного кода ASCII требуется повторное выполнение функции.

Вызов: AH  =06h, Int 21h.

Ввод (без эха): DL = FF. Выход: ZF = 0, AL = код символа;

ZF = 1 – устройство ввода пустое.

Вывод: DL = FE¸00. Код в регистре DL является одновременно и кодом выводимого символа.

 

¨  Функция 07h. Нефильтрованный ввод символа без эха.

Вводит символ из стандартного устройства ввода без его отображения на экране. При отсутствии символа ждёт его ввода. Допустимо перенаправление ввода. Не выполняет отработку <Ctrl+C>. Для чтения расширенного кода ASCII требует повторное выполнение функции. Функция, как правило, используется для ввода пароля с целью защиты программы от несанкционированного запуска

¨  Функция 08h. Ввод символа без эха.

Вводит символ из стандартного устройства ввода. При отсутствии символа ждёт его ввода. Допустимо перенаправление ввода. Для чтения расширенного кода ASCII требует повторное выполнение функции. Если ввод не перенаправлен, чувствительна к <Ctrl+C> (иначе надо предварительно включить режим Break). Как и функция 07h, используется для ввода пароля. Пример использования данной функции будет рассмотрен в одной из программ этой работы.

Вызов: AH = 08h, Int 21h.

Вывод: AL = код символа.

¨  Функция 0Ah. Буферизованный ввод с клавиатуры.

Вводит строку байт из устройства стандартного ввода в буфер пользователя по адресу DS:DX, с отображением на устройстве стандартного вывода. Допустимо перенаправление ввода. Если ввод не перенаправлен, выполняет отработку <Ctrl+C> (иначе надо предварительно включить режим Break). Функция допускает редактирование данных при их вводе клавишами: Backspace (отмена последнего символа), Exc (отмена всего набранного текста), F5 (запоминает текущую строку как подсказку), F3 (восстанавливает подсказку для ввода). Ввод символов строки заканчивается нажатием клавиши <Enter>, код которой (0Dh) вводится в качестве последнего символа в отведённый буфер.

Структура буфера (резервируется в сегменте данных): байт 0 – назначаемая пользователем максимальная длина строки (1-254) с учётом символа CR (код 0Dh), байт 1 – число реально введённых символов без учёта символа CR, байт 2 и далее – строка. В следующем примере приведена процедура In_string ввода строки в буфер, емкостью 50 символов. Она возвращает адрес первого символа строки в регистре DX, а число символов в регистре CX.

.....................

Buf                       DB                            50,?,50 DUP(?)             ;Буфер пользователя

...................

PROC                  In_string

push ax

lea dx,[Buf]                ;Адрес буфера пользователя

mov ah,0Ah               ;Запрос функции 0Ah

int 21h                       ;Вызов DOS

sub ch,ch

mov cl,[Buf+1]          ;Поместить счётчик символов в cx

add dx,2                    ;Сделать dx указателем строки

pop ax

ret

ENDP                  In_string

¨  Функция 0Bh. Проверка состояния ввода.

Проверяет наличие символа в буфере клавиатуры. Допустимо перенаправление ввода. Если ввод не перенаправлен, выполняет отработку <Ctrl+C>. Это даёт возможность организовать с её помощью аварийное завершение программы (нажатием комбинации <Ctrl+C>) с циклом, состоящим из чисто процессорных команд, включив предварительно в цикл вызов функции 0Bh.

Вход: AH = 0Bh.

Возврат: Если символа нет, то AL = 0, если символ ждет, то AL = FFH.

¨  Функция 0Ch. Вызов служебной функции DOS для ввода данных с предварительной очисткой буфера клавиатуры. Допускает переопределение ввода.

Вызов: AH = 0Ch, Int 21h,

AL = номер функции ввода: 01, 07, 08, 0Ah (если AL = 0, то только очистка), DS:DX = адрес буфера, если AL = 0Ah.

Выход: AL = байт входных данных (если при вызове Al = 0Ah, данные помещаются в буфер).

¨  Функция 3Fh. Ввод данных из файла или устройства.

Универсальная функция ввода данных в буфер с указателем DS:DX из источника, определённого дескриптором в регистре BX. Допускает переопределение ввода. В регистре CX указывается число байтов, которое необходимо ввести. Пример использования.

..................

In_Area                DB                            20 DUP(?)

                                      ...................

                                      mov ah,3Fh               ;Запрос функции  3Fh

mov bx,00h               ;Дескриптор ввода (клавиатуры)

mov cx,20                 ;Число пересылаемых байт

lea dx,[In_Area]        ;Адрес буфера ввода

int 21h                       ;Вызов функции DOS

mov cx,ax                 

sub cx,2                     ;Фактически введено

Команда Int 21h ожидает окончания ввода символов, которое фиксируется нажатием клавиши Enter. После ввода текста и нажатия клавиши Enter в буфер In_Aria автоматически вводятся два управляющих символа: CR (код 0Dh) и LF (код 0Ah). Вследствие данной особенности максимальное число символов и размер буфера ввода должны содержать место для двух дополнительных символов. При успешном завершении операции флаг CF = 0, а в регистре AX устанавливается число байтов, введённых с клавиатуры (плюс два дополнительных символа). Если CF = 1, то в регистре AX содержится возвратный код ошибки. Это либо 5 (отказ в доступе), либо 6 (неверный дескриптор).

К особенностям использования данной функции следует отнести автоматический переход на новую строку по окончании ввода данных.

 

7.2.3. ФУНКЦИИ DOS ВЫВОДА ДАННЫХ НА ЭКРАН

DOS предоставляет следующие способы вывода данных на экран:

использование функций Int 21h (02h, 06h, 09h), обеспечивающих посимвольный ввод с клавиатуры в разных режимах;

- обращение к экрану, как к файлу, с помощью функции 40h.

¨  Функция 02h. Вывод одиночного символа.

Выводит символ, находящийся в регистре DL, на экран, после чего курсор сдвигается на одну позицию вправо. Для вывода строки функцию следует использовать в цикле. Допустимо перенаправление вывода. Выполняет обработку <Ctrl/C> при вводе этой комбинации с клавиатуры перед выводом каждого 64-го символа. Эта функция выводит и управляющие ASCII-символы с кодами 07h, 08h, 09h, 0Ah, 0Dh. Символ с кодом 07h (bell, звонок) вызывает звуковой сигнал, с кодом 08h (backspace, забой– возвращает курсор на одну позицию влево, с кодом 09h (tab, табуляция) – смещает курсор на одну позицию вправо, кратную 8. Действия управляющих клавиш с кодами 0Ah и 0Dh рассматривались ранее.

Вызов: AH = 02h, Int 21h.

Выход: DL = ASCII – код символа,

AL = код последнего записанного символа (кроме случая, когда DL = 09, тогда возвращается значение 20h).

Использование данной функции рассмотрим на примере процедуры перехода на новую строку.

PROC                         NewLine

push ax

push dx

mov ah,2                 ;Запрос функции 02h

mov dl,13                ;Возврат каретки

int 21h                     ;Вызов DOS

mov dl,10                ;перевод строки

int 21h                     ;Второй вызов DOS

pop dx

pop ax

ret

ENDP                     NewLine

¨  Функция 09h. Вывод строки.

Выводит строку символов на устройство стандартного вывода (используется в системных программах для вывода на экран информационных сообщений). Строка должна заканчиваться символом $ (код24h), который служит признаком конца строки, и сам не выводится. Допустимо перенаправление вывода. В сообщение могут быть включены и управляющие коды (07h, 08h, 09h, 0Ah, 0Dh), которые вызывают соответствующие им действия (см. функцию 02h). Допустимо использование Exc-последовательностей. Функция выполняет обработку <Ctrl/C> при вводе этой комбинации с клавиатуры перед выводом каждого 64-го символа.

 

Пример использования.

                            .....................

Promt              DB                                 ‘Name? $’

                            .....................

                            lea dx,[Promt]                ;Адрес строки Promt: DS:DX

                            mov ah,09h                    ;Запрос функции 09h

                            int 21h                            ;Вызов DOS

                            .....................

¨  Функция 40h. Вывод данных в файл или в устройство.

Универсальная функция вывода данных из буфера пользователя в сегменте данных в файл или на устройство, дескриптор которого указывается в регистре BX. Дескриптор 1, закреплённый за стандартным устройством вывода, обеспечивает перенаправление вывода. Значение регистра CX определяет число байтов, которые должны быть выведены, а пара регистров DS:DX указывает адрес выводимых данных. Управляющие коды 08h, 0Ah, 0Dh и некоторые другие приводят к выполнению соответствующих им действий. После завершения вывода при CF = 0 регистр AX содержит число действительно выведенных байтов, а при CF =1 – возвратный код ошибки. Как и при использовании функции 3Fh, это коды ошибок 5 или 6. Пример использования.

                            .......................

Out_Area             DB                                 20 DUP(?)

                            .......................

                            mov ah,40h                    ;Запрос функции 40h

                            mov bx,01                      ;Дескриптор дисплея

                            mov cx,20                      ;Число пересылаемых байт

                            lea dx,[Out_Area]          ;Адрес буфера для выводимого сообщения

                            int 21h                            ;Вызов DOS

                            ........................

7.2.4. РАСШИРЕННЫЕ КОДЫ ASCII И УПРАВЛЕНИЕ ПРОГРАММОЙ С КЛАВИАТУРЫ

Как уже отмечалось в п 7.2.2, рассмотренный процесс считывания ASCII-кодов клавиш клавиатуры с помощью системных функций DOS относится к алфавитно-цифровым клавишам, за которыми закреплены ASCII-таблицей отображаемые символы (буквы, цифры, знаки препинания и др.). Кроме них, на клавиатуре персонального компьютера имеется ряд клавиш, которым не назначены какие-либо отображаемые символы. Это, например, функциональные клавиши <F1>,...,<F12>, клавиши управления курсором <Home>, <End>, ... , <Стрелка вправо>, <Стрелка вниз>, специальные клавиши <Ins>, <Del>, а также использующие на практике различные сочетания клавиш с <Ctrl>, <Alt> и <Shift>. В этом случае, в качестве scan-кода клавиши или какой-либо комбинации из них выступает также старший байт кодового слова, но уже при нулевом младшем байте (нулевом коде ASCII). Например, при нажатии клавиши <F1> в кольцевой буфер ввода клавиатуры поступает код 3B00h, а клавиши <Home> – 4700h.

Двухбайтовые коды клавиш, содержащие на месте кода ASCII – ноль, называются расширенными кодами ASCII. Эти коды (и соответствующие им клавиши) широко используются для управления программами. Для доказательства этого утверждения достаточно указать на популярную оболочку DOS – Norton Commander. Широкое использование в компьютерах интерактивных средств требовало расширение возможностей ввода с клавиатуры управляющей информации, которую программа должна отличать от вводимого текста. Поэтому расширенные коды ASCII генерируются и всеми алфавитно-цифровыми клавишами, если они нажимаются совместно с клавишей <Alt>. В табл. 2.2 приведены значения расширенных ASCII-кодов для одиночных клавиш.

Таблица 2.2

Расширенные коды для функциональных клавиш

 

 

 

 

 

Клавиша

Код (hex)

Клавиша

Код (hex)

 

 

Клавиша

Код (hex)

Клавиша

Код (hex)

Правая часть клавиатуры.

"Num Lock-выкл"

 

<F1>

<F2>

<F3>

<F4>

<F5>

<F6>

3B

3C

3D

3E

3F

40

<F7>

<F8>

<F9>

<F10>

<F11>

<F12>

41

42

43

44

85

86

<Home>

 

<PgUp>

¬

5

®

47

48

49

4B

4C

4D

<End>

¯

<PgDn>

Ins

Del

 

4F

50

51

52

53

 

 

В составе комбинации  Alt+<Клавиша>

 

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

1E

30

2E

20

12

21

22

23

17

24

25

26

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

32

31

18

19

10

13

1F

14

16

2F

11

2D

Y

Z

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

15

2C

81

78

79

7A

7B

7C

7D

7E

7F

80

<F1>

<F2>

<F3>

<F4>

<F5>

<F6>

<F7>

<F8>

<F9>

<F10>

<F11>

<F12>

68

69

6A

6B

6C

6D

6E

6F

70

71

8B

8C

 

                                                               
 

 

Рассмотренные выше функции DOS, предназначенные для посимвольного ввода данных с клавиатуры, позволяют работать и с расширенными кодами ASCII. Однако программа при этом должна вызывать функцию DOS дважды. Первый вызов всегда возвращает младший байт и, если он равен нулю, то необходимо повторить вызов этой же функции для вывода старшего байта. Это и будет информационный байт расширенного кода ASCII, который можно использовать для управления программой.

Обратим здесь внимание на важный момент! Расширенный код ASCII можно считать, если программа будет настроена на проверку нулевого значения младшего байта для каждого нажатия клавиши. Пример использования функциональных клавиш для управления программой показан в листинге 2.1.

Листинг 2.1. Фрагмент программы, демонстрирующий выполнение альтернативных действий на основе анализа расширенных кодов ASCII

                            DATASEG

mes1                    DB              13,10,'Сообщение <F1> $'

mes2                    DB              13,10,'Сообщение <Shift/F1> $'

mes3                    DB              13,10,'Сообщение <Alt/A> $'

                            ..................

                            CODESEG

                            ..................

;Ожидаем нажатия клавиши

again:                    mov ah,08h           ;Функция ввода одиночного символа без эха

int 21h                  ;Первый вызов DOS

cmp al,0                ;Расширенный ASCII код?

Jne again               ;Нет

mov ah,08h           ;Да, введём старший байт

int 21h                  ;Повторный вызов DOS

cmp al,3B             ;Нажата F1?

Je F1                    ;Да

cmp al,54h            ;Нажата <Shift/F1>?

Je Shift_F1           ;Да

cmp al,1Eh            ;Нажата <Alt/A>?

Je Alt_A               ;Да

jmp again              ;Нажато незапланированное

F1:                                                   ;Вывод сообщения  mes1

                            ................

jmp Exit

Shift_F1:                                           ;Вывод сообщения  mes2

                            .................

jmp Exit

Alt_A:                                              ;Вывод сообщения  mes3

                            .................

Exit:                                                  ;Завершение программы

7.2.5. СТРОКОВЫЕ КОМАНДЫ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Строкой или литералом в языке ассемблера называется последовательность букв, цифр и других символов, заключённых в кавычки или апострофы (двойные кавычки). Следует отметить, что иногда понятие строки трактуется в расширительном смысле, а именно, как последовательность байтов, которые могут либо представлять, либо не представлять ASCII-символы.

Строковые команды, несмотря на синонимичное название со строковыми переменными, предназначены для обработки не только ASCII-строк, но и вообще блоков байтов, одинарных или двойных слов, каждое из которых хранится в памяти в двоичном коде.

Строковые команды представлены в табл. 3.1 и по своему назначению делятся на две группы:

-     команды перемещения данных (Lods, Stos, Movs);

-     команды для поиска и сравнения данных (Scas, Cmps).

Любая строковая команда может оперировать как байтами, так и словами, что отражается в мнемокоде команды (например: movsb, movsw, movsd). Все строковые команды, в отличие от других команд процессора ix86, используют для выполнения своих функций одни и те же регистры:

ds:si(esi) – регистры строки-источника,

es:di(edi) –регистры строки-приёмника.

Таблица 3.1

Команды обработки строк

Название команды и её мнемокод

Действие

Тип исполь-зуемого префикса

Влияние на флаги

Lods src – Загрузка Acc из строки

src=byte ds:si                                       Lodsb

src=word ds:si                                      Lodsw

src=dword ds:si                                    Lodsd

 

al ¬ src

ax ¬ src

eax ¬ src

 

_

Нет

Stos dst – Сохранение Acc в строке

dst=byte es:di                                       Stosb

dst=word es:di                                      Stosw

dst=dword es:di                                    Stosd

 

al ® dst

ax ® dst

eax

Rep

 

Нет

Movs dst,src – Пересылка элемента строки

dst=byte es:di,    src=byte ds:si             Movsb

dst=word es:di,   src=word ds:si           Movsw

dst=dword es:di,   src=dword ds:si       Movsd

dst ¬ src

Rep

Нет

Scas dst – Поиск элемента в строке

dst=byte es:di                                         Scasb

dst=word es:di                                        Scasw

dst=dword es:di                                      Scasd

 

al-dst

ax-dst

eax-dst

Repe

Repne

 

Все флаги операции сравнения

Cmps dstsrc – Сравнение элементов строк

src=byte ds:si,   dst=byte es:di             Cmpsb

src=word ds:si,  dst=word es:di            Cmpsw

src=dword ds:si,  dst=dword es:di        Cmpsd

src-dst !!!

Repe

Repne

 

Все флаги операции сравнения

 

 

При этом индексные регистры si(esi) и di(edi) определяют смещения элементов строк в сегментах данных, определяемых регистрами ds и es соответственно. Установите es = ds, если это не противоречит другим условиям реализации программы, что позволит вам не беспокоиться о корректной адресации сегментов памяти. Необходимо помнить, что в строковых инструкциях приёмник – строка es:di(edi) не допускает переопределение, а источник – строка ds:si(esi), допускает переопределение на es:si(esi).

Каждая из строковых команд выполняет операцию только над парой элементов двух строк (или над одним для команд Lods, Stos, Scas) и автоматически настраивается на обработку соседних элементов, обеспечивая продвижение по строке в нужном направлении, а именно:

si:=si+d,              di:=di+d.

Здесь величина d определяется согласно правилу:

Тип операнда                                   Флаг направления

                                                             df =0           df =1

byte                                                       +1               -1

word                                                     +2               -2

dword                                                   +4               -4

Префикс повторения, помещённый непосредственно перед строковой командой, заставляет её циклически выполняться определённое число раз до реализации заданного условия. Существуют три командных префикса:

-       rep (repeat) – повторять, пока cx ¹ 0;

-       repe/repz – повторять, пока (cx ¹ 0) &  (zf = 1);

-       repne/repnz – повторять, пока (cx ¹ 0) & (zf = 0).

Префиксы используют регистр CX как счётчик числа циклов (беззнаковое число), которое должно быть записано в CX до начала выполнения строковой команды. Счётчик CX декрементируется на 1 после выполнения строковой команды, но проверяется перед её выполнением. Если CX = 0, то строковая команда не выполняется ни разу. Префиксы repe и repne дополнительно выставляют флаг нуля ZF после выполнения строковой операции.

В листинге 2.2. рассматривается использование строковой команды сравнения cmpsb на примере программы с паролем. Идея простейшей защиты программы от несанкционированного запуска заключается в том, что где-то в программе записывается ключевое слово-пароль, и программа, начав работать, требует ввода этого слова с клавиатуры. Если пользователь ввёл пароль правильно, программа продолжит свою работу, иначе попросит ввести его заново или завершится. Ввод пароля обычно осуществляется функцией DOS, не отображающей вводимые символы на экране (обычно 07или 08h) и заканчивается нажатием клавиши <Enter>.

Листинг 2.2. Фрагмент программы с паролем.

                            ...................

password              DB                   'camel'                                     ;Пароль

pass_len               =                      $ – password

string                    DB                   80 DUP(?)

promt                   DB                   13,10,'Введите пароль: $'

OK                      DB                   13,10,'Работаем!$'

                            CODESEG

start:                     mov ax,@data

mov ds,ax

begin:                    mov ah,09h                         ;Вывод запроса на ввод пароля

mov dx,offset promt            ;Адрес запроса

int 21h

;Введём пароль

mov bx,0                            ;Инициализация индексирования ввода

pass:                     mov ah,08h                         ;Функция ввода символа в AL без эха

int 21h

cmp al,13                            ;<Enter> ?

je compare                          ;Да, на сравнение

mov [string+bx],al               ;Нет, сохраним символ

mov ah,02

mov dl,'*'                            ;Запишем на экран *

int 21h

inc bx

jmp pass                             ;Повторять

;Сравнение введённого пароля с действительным (сравнение строк)

compare:              push ds                               ;Установить ES на сегмент данных

pop es

mov si,offset string               ;DS:SI- начало string

mov di,jffset password        ;ES:DI- начало password

cld                                      ;DF=0- просмотр вперёд

mov cx,pass_len                  ;Установить счётчик сравнения

repe                      cmpsb                            ;Сравнивать, пока {CX³0 и ZF=1} (или повторять

                            ;пока символы двух строк совпадают, но не более CX раз)

jne err                                 ;Строки не равны

Вывод сообщения ОК, подтверждающего правильность пароля

mov ah,09h

mov dx,offset OK

int 21h

                            ;продолжение программы

                            .................

exit:                      mov ax,4C00h                    ;Ввод функции 4С для завершения программы

int 21h

err:                       jmp begin                            ;Повторить ввод пароля

END start

Логика построения программы поясняется подробными комментариями. В программе ввод пароля выполняется в бесконечном цикле, поэтому пользователь, не знающий пароля и запустивший программу, для выхода из неё вынужден будет нажать комбинацию клавиш <Ctrl+C>.

7.3. ЗАДАНИЯ К РАБОТЕ. ПОДГОТОВКА И ВЫПОЛНЕНИЕ

¨  Задания к работе

1)       Ввести строку из произвольных ASCII-символов и произвести её сортировку под управлением функциональных клавиш: <F1> – по возрастанию; <F2> – по убыванию; <F10> – завершение программы. Работу программы отобразить на экране.

2)       Ввести строку из произвольного числа символов и произвести в ней поиск подстроки SYMBOL. Если подстрока найдена, то её необходимо удалить. Вновь полученную строку вывести на экран. Если подстрока не найдена, вывести сообщение NOT_FOUND. Программу защитить паролем.

3)       Ввести строку из произвольного числа символов. Выполнить преобразование символьной строки в её цифровой аналог на основе ASCII-кодов, после чего произвести поиск максимального кода. Работу программы отобразить на экране и защитить паролем.

4)       Ввести строку из произвольных ASCII-символов и произвести её сортировку к виду, включающему четыре части разделённые пробелами: цифры, буквы прописные, буквы строчные, все другие символы. Работу программы отобразить на экране и защитить паролем.

5)       Ввести строку из нескольких слов, разделённых пробелами. Слова включают в произвольном порядке цифры, строчные и прописные латинские буквы. Отредактированная строка включает слова, начинающиеся с прописной буквы (остальные строчные). Цифры из слов должны быть удалены. Программу защитить паролем.

6)       Ввести строку из произвольных ASCII-символов и выполнить с ней преобразования, задаваемые нажатием функциональных клавиш: <F1> – изменение порядка следования символов исходной строки на обратный, <F2> – замена строчной буквы на прописную и обратно, <F10> – завершение программы.

7)       Ввести строку из произвольного числа символов и произвести в ней поиск подстроки COMPUTER. Если такой подстроки нет, то данную подстроку ввести в начало исходной строки и вывести на экран. В противном случае дать сообщение There is. Программу защитить паролем.

8)       Добавление и удаление элементов из неупорядоченного массива. Элементы последовательно один за другим вводятся с клавиатуры. При этом, если такой элемент отсутствует в массиве (первоначально он пуст), то он вводится в конец списка, в противном случае, он удаляется из него, а оставшиеся элементы сдвигаются влево (в сторону младших адресов) на одну позицию. Список элементов постоянно отображается на экране. Выход из программы осуществляется с помощью клавиши <Esc>.

9)       Ввести строку из произвольного числа символов. Выполнить преобразование символьной строки в её цифровой аналог на основе ASCII-кодов, после чего произвести поиск минимального кода. Работу программы отобразить на экране и защитить паролем.

10)  Ввод с клавиатуры на экран произвольного текста с одновременной записью в буфер. Реализовать элементы редактирования: стирание последних символов клавишей Backspace, контроль над прописной буквой первого слова нового предложения (ввести признак начала предложения). При ошибке строчная буква заменяется прописной. Переход на новую строку осуществляется клавишей <Enter>. Управление:<F1> – вывод копии отредактированного текста из буфера, <F10> – выход из программы.

11)  Ввод с клавиатуры на экран произвольного текста с одновременной записью в буфер. Программа демонстрирует переход на новую строку одним из двух способов:

–     нажатие клавиши <Еnter>;

–     нажатие клавиши <Пробел>, если последнее введённое слово пересекло границу в 40 символов. В этом случае на новую строку автоматически переносится всё последнее слово. После перехода на новую строку вывод текста может быть продолжен в обычном порядке. Выход из программы с помощью клавиши <Esc>.

12)  Ввести строку из произвольного числа символов и произвести в ней поиск подстроки AUTOMATON. Если такой подстроки нет, то в начало исходной строки поместить символ @, а в её конец дописать подстроку и вывести на экран. В противном случае дать сообщение There is. Программу защитить паролем.

13)  Программа проверки работоспособности ОЗУ для заданной области памяти данных с использованием шахматного теста. Тест предусматривает запись в ячейки с чётными адресами числа 0AAh, а в нечётные – 55h. В результате последующего считывания осуществляется проверка записанной информации. При обнаружении сбоя запоминается адрес данной ячейки (для проверки выполнения последнего требования использовать прогон программы в отладчике TD).

14)  Программа проверки работоспособности ОЗУ для заданной области памяти с использованием сканирующего теста. Тест предусматривает запись байта 00h с последующим считыванием и проверкой, затем те же действия выполняются с числом 0FFh. По результатам теста формируется массив из адресов ячеек, в которых обнаружен сбой (для проверки выполнения последнего требования использовать прогон программы в отладчике TD). Программу оформить как com-файл.

15)  Разработать программу, преобразующую все символы введённой строки (в строке представлены произвольные алфавитно-цифровые символы) из нижнего регистра клавиатуры в верхний.

¨  Подготовка и выполнение:

a)   ознакомиться с методическими рекомендациями к лабораторной работе и соответствующими тематическими разделами в рекомендуемой литературе;

б) разработать и отладить программу в соответствии с индивидуальным заданием;

в) программа, по возможности, должна обеспечивать удобный экранный интерфейс с пользователем при её демонстрации;

г) отчёт о выплненной работе представляет собой:

–     индивидуальное задание на разработку программы;

–     листинг программы с подробными комментариями и описанием её работы.

7.4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.       Что такое дескриптор? Сколько дескрипторов определено в DOS и как ими пользоваться?

2.       Какие функции DOS можно использовать для ввода символов с клавиатуры в регистр AL процессора?

3.       Назовите функции DOS, осуществляющие ввод строки символов с клавиатуры в память данных.

4.       Какие функции DOS осуществляют операцию вывода на экран:

–     одиночных символов из регистра DL процессора;

–     строки символов из памяти данных?

5.       Напишите процедуру перевода курсора на новую строку с помощью функции 02h DOS.

6.       Что такое скан-код клавиши и чем он отличается от расширенного кода ASCII? Как нужно организовать вызовы соответствующей функции DOS для получения расширенного ASCII-кода?

7.       Каким сегментным регистрам должен адресоваться сегмент данных, в котором располагается:

–     строка-источник,

–     строка-приёмник?

8.       Какие строковые команды влияют на флаги, а какие нет?

9.       Перечислите префиксы повторения строковых команд и их возможные сочетания друг с другом.

10.   В какой фазе исполнения команды происходит проверка счётчика на равенство нулю при выполнении:

–     строковой команды с префиксом повторения;

–     команды управления циклом Loop <метка>?

Что происходит с исполнением этих команд, если счётчик СХ инициализирован нулём?