Programovanie v jazyku symbolických adries

call meno_procedúry (call procedure)

OF

SF

ZF

AF

PF

CF

-

-

-

-

-

-

ret [číslo] (return from procedure)

OF

SF

ZF

AF

PF

CF

-

-

-

-

-

-

Inštrukcia ret vyberie zo zásobníka návratovú adresu a uloží ju do registra EIP. Inštrukcia ret môže mať priamy operand, ktorý sa po výbere návratovej adresy pripočíta k ukazovateľu zásobníka ESP. To znamená, že po výbere návratovej adresy sa v zásobníku preskočí toľko bajtov, koľko udáva operand inštrukcie. Inštrukcia ret s operandom sa používa vtedy, keď sa do procedúry odovzdávajú parametre cez zásobník. O parametroch procedúry bude reč onedlho.

Nasleduje krátky program, ktorý ilustruje použitie inštrukcií call a ret. Vedľa zdrojového textu je uvedený jeho preklad spolu s adresou inštrukcie Všimnite si, že operandom inštrukcie call v preloženom kóde je 0FFFFFFF9h = -7, čo je vzdialenosť medzi inštrukciou nasledujúcou za call a prvou inštrukciou procedúry. Na obr. 15 zároveň môžete sledovať, ako sa mení obsah registrov EIP a ESP a obsah zásobníka.

                  .code
                  Nic PROC
004033F0 90             nop
004033F1 C3             ret
                  Nic ENDP
                  main PROC
004033F2 E8 F9 FF FF FF call Nic
004033F7 33 C0          xor eax,eax

				Zásobník
Na začiatku hlavného programu:
EIP ESP	004033F2 0018FF8C		0018FF88 0018FF8C	? ?
Po call Nic:
EIP ESP	004033F0 0018FF88		0018FF88 0018FF8C	004033F7 ?
Po nop:
EIP ESP	004033F1 0018FF88		0018FF88 0018FF8C	004033F7 ?
Po ret:
EIP ESP	004033F7 0018FF8C		004033F7 0018FF8C	004033F7 ?

Obr. 15. Registre EIP, ESP a zásobník pri volaní procedúry

Parametre sa do procedúry môžu odovzdávať:

• v registroch;
• v zásobníku.

Prvý spôsob sa používa pri čistých assemblerovských programoch, druhý najmä vtedy, keď je assemblerovský program volaný z programu vo vyššom jazyku. Samozrejme, nič vám nebráni, aby ste parametre odovzdávali v zásobníku, aj keď je celý program v JSA. K odovzdávaniu parametrov v registroch niet čo dodať, preto sa v ďalšom výklade zameriame na parametre v zásobníku.

Parametre musíme do zásobníka uložiť predtým, ako vyvoláme procedúru. V procedúre potom parametre sprístupníme pomocou nepriameho adresovania s použitím bázového registra EBP. Sledujte nasledujúci príklad:

Napíšte procedúru, ktorá ku všetkým prvkom poľa typu byte pripočíta zadanú hodnotu. Parametrami procedúry budú:

• adresa poľa
• dĺžka poľa v bajtoch
• číslo, ktoré sa má pripočítať

Zostavíme nielen procedúru, ale aj hlavný program, aby ste videli celý postup odovzdávania parametrov.

TITLE MASM Procedury
INCLUDE Irvine32.inc
.data
Pole DB 0,1,2,3,4
Dlzka DW $-Pole
Cislo EQU 1
.CODE
Pripocitaj PROC
        mov ebp,esp
        mov ebx,[ebp+12]; offset
        mov ecx,[ebp+8]; Dlzka
        mov al,[ebp+4]; Cislo
Cyklus: add [ebx],al
        inc ebx
        loop Cyklus
        ret 12; zo zásobníka vyberie návratovú adresu a parametre (12 bajtov)
Pripocitaj ENDP
main PROC   
        push offset Pole
        push Dlzka
        push Cislo
        call Pripocitaj
exit
main ENP
END Zac

Na obr. 16 vidíme stav zásobníka po inštrukcii call Pripocitaj.

Obr. 16. Zásobník po inštrukcii call Pripocitaj

Pri deklarácii procedúry v direktíve PROC môžeme parametrom procedúry priradiť symbolické mená. Potom sa na parametre môžeme odvolávať pomocou týchto mien, a nie cez nepriamu adresu s registrom EBP. Procedúra sa stáva čitateľnejšou a nemusíme si pamätať vzdialenosť parametrov od vrcholu zásobníka. Tým, že parametrom priradíme symbolické mená, stávajú sa z nich formálne parametre procedúry. Každému formálnemu parametru môžeme predpísať typ. Ak neuvedieme typ parametra, predpokladá sa dword.

Teraz sa dostávame k špecifikácii jazyka v deklarácii procedúry. Táto informuje prekladač o poradí ukladania parametrov do zásobníka pri volaní procedúry a o tom, kto ich zo zásobníka odstráni. Ak definujeme jazyk Pascal, Basic alebo Fortran, budú sa parametre ukladať zľava doprava a prekladač bude generovať inštrukciu ret so správnym operandom. Okrem toho prekladač automaticky v procedúre generuje inštrukcie pre nastavenie EBP a ESP. V jazyku C a Prolog sa parametre ukladajú sprava doľava a prekladač predpokladá, že parametre odstráni volajúci program. V  32-bitových aplikáciách určených pre operačný systém Windows treba zadať jazyk stdcall. Táto konvencia je zmiešaninou C a Pascalu. Parametre sa ukladajú do zásobníka sprava doľava a zo zásobníka ich odstraňuje volaná procedúra.

Konvenciu jazyka môžeme určiť pri definovaní modelu pamäti na začiatku programu. Táto potom platí pre všetky procedúry a netreba ju definovať v každej procedúre zvlášť. V súbore Irvine32.inc je vložený súbor SmallWin.inc, kde je definovaný model pamäti spolu so špecifikáciou stdcall takto:
.MODEL flat,stdcall

Procedúra Pripocitaj s formálnymi parametrami bude vyzerať takto:

Pripocitaj PROC paOffset, paDlzka, paCislo:byte
        mov ebx,paOffset
        mov ecx,paDlzka
        mov al,paCislo
Cyklus: add [ebx],al
        inc ebx
        loop Cyklus
        ret
Pripocitaj ENDP

Prekladač automaticky doplní na začiatku procedúry príkazy

push ebp
mov ebp,esp

ktoré slúžia na zachovanie obsahu registra EBP z volajúceho programu. Na konci procedúry automaticky vloží príkazy

leave
ret 0Ch

pre obnovenie regitra EBP a návrat z procedúry do volajúceho programu. Inštrukcia leave vykoná to isté ako

mov esp,ebp
pop ebp

V hlavnom programe sa formálne parametre nahradia skutočnými parametrami takto:

main PROC
        INVOKE Pripocitaj, offset Pole, Dlzka, Cislo
        exit
        mov al,paCislo
main ENDP

Direktíva INVOKE vykoná to isté ako

Procedúra Pripocitaj modifikuje registre EAX, EBX a ECX, preto by jej deklarácia mala vyzerať takto:

Pripocitaj PROC USES eax ebx ecx paOffset, paDlzka, paCislo:byte
        mov ebx,paOffset
        mov ecx,paDlzka
        mov al,paCislo
Cyklus: add [ebx],al
        inc ebx
        loop Cyklus
        ret
Pripocitaj ENDP

Prekladač automaticky doplní na začiatku procedúry príkazy

push ebp
mov ebp,esp
push eax
push ebx
push ecx

a na konci procedúry:

Premennej môžeme priradiť typ (implicitne word) a počet položiek, napr.

LOCAL Sucet:byte
LOCAL Retazec[8]:byte

Úloha

Upravte procedúru Pripocitaj tak, že v nej spočítate všetky prvky poľa a súčet uložíte do lokálnej premennej Sucet.

Do procedúry doplníme lokálnu premennú Sucet typu byte.

Pripocitaj PROC USES eax ebx ecx paOffset, paDlzka, paCislo:byte
LOCAL Sucet:byte
        mov ebx,paOffset
        mov ecx,paDlzka
        mov al,paCislo
        mov Sucet,0
Cyklus: add [ebx],al
        mov ah,[ebx]
        add Sucet,ah
        inc ebx
        loop Cyklus
        ret
Pripocitaj ENDP

Prekladač automaticky doplní na začiatku procedúry príkazy

push ebp
mov ebp,esp
add esp,0FFFFFFCh; -4
push eax
push ebx
push ecx

a na konci procedúry:

pop ecx
pop ebx
pop eax
leave
ret 0Ch

Na obr. 17 vidíme stav zásobníka po inštrukcii add esp,-4.

Obr. 17. Zásobník po inštrukcii add esp,-4

Na záver kapitoly o procedúrach upozorňujeme na dobrý zvyk: komentovať zdrojový text! V záhlaví každej procedúry by sa mala objaviť informácia o tom,

• čo procedúra robí,
• aké sú vstupné a výstupné parametre procedúry, vrátane spôsobu ich odovzdávania (v registroch alebo v zásobníku),
• ktoré registre procedúra mení.

Tieto komentáre vám v prvom rade uľahčia orientáciu v programe. Oceníte ich však najmä vtedy, keď budete chcieť neskôr procedúru modifikovať alebo využívať v inom programe. Bez popisu procedúry by ste znovu prácne museli študovať jej zdrojový text. Procedúry je nevyhnutné komentovať tiež v prípade, keď ich chcete poskytnúť inému programátorovi.