Операции со стеком

    В гл.3 обсуждалось, как реализован стек в микропроцессоре 8088.

    Микропроцессор 8088 адресует стек с помощью регистровой пары SS:SP.

    Помещение объектов в стек приводит к тому, что он растет в сторону

    меньших адресов памяти.  Стек, кроме всего прочего, служит и для

    запоминания адресов возврата из подпрограмм.  В этом разделе

    рассматриваются некоторые команды, которые непосредственно работают

    со стеком.

 

      Фиг.4.7 иллюстрирует ассемблированные стековые команды.

    Мнемоника команд очевидна; за кодами операций PUSH и POP следует

    имя регистра для указания операнда. Единственным исключением

    является помещение и извлечение из стека регистра флагов, которые

    используют мнемонику PUSHF и POPF соответственно. Содержимое любой

    ячейки памяти, которую программа может адресовать, используя

    возможные способы адресации, также может быть помещено или

    извлечено из стека.

 

      При любых действиях со стеком в микропроцессоре 8088 базовой

    единицей информации является 16=битовое слово. Длина любого

    объекта, помещаемого в стек либо извлекаемого из стека, составляет

    одно или несколько слов. Байтовых команд, связанных с засылкой

    данных или извлечением их из стека, не существует. Если, например,

    программе необходимо сохранить содержимое регистра AL а стеке, она

    должна поместить содержимое регистра AX, так как не существует

    способа сохранения только содержимого регистра AL.

 

      Основное назначение стека - временное хранение информации. Как

    мы уже видели, стек используется для сохранения адреса возврата;

    программа также может сохранять данные. Если программа хочет

    использовать регистр, пусть даже сохранить текущие данные, она

    может послать значение этого регистра в стек. Эти данные

    сохраняются в стеке и позже могут быть восстановлены. Например,

           Microsoft (R) Macro Assembler Version 5.00              1/1/80 04:00:43

           Фиг. 4.7 Операции со стеком                      Page   1-1

 

 

                                         PAGE    ,132

                                         TITLE   Фиг. 4.7 Операции со стеком

            0000                   CODE    SEGMENT

                                         ASSUME  CS:CODE,DS:CODE

            0000                   EXWORD  LABEL   WORD

 

            0000  50                           PUSH    AX        ; Поместить регистр в стек

            0001  56                           PUSH    SI

            0002  0E                           PUSH    CS        ; Можно поместить в стек сегментный регистр

            0003  FF 36 0000 R                 PUSH    EXWORD          ; Можно также поместить в стек ячейку памяти

 

            0007  8F 06 0000 R                 POP     EXWORD          ; Можно извлечь то, что в помещено в стек

            000B  07                           POP     ES        ; Можно извлечь в другое место

            000C  5F                           POP     DI

            000D  5B                           POP     BX

 

            000E  9C                           PUSHF             ; Другая мнемоника для флагов

            000F  9D                           POPF

 

                                   ;-----  Пример, демонстрирующий передачу параметров

 

            0010  50                           PUSH    AX

            0011  53                           PUSH    BX

            0012  51                           PUSH    CX

            0013  52                           PUSH    DX

            0014  E8 0017 R                    CALL    SUBROUTINE      ; Передача управления

                                   ;           ...               ; Продолжение программы

 

            0017                   SUBROUTINE      PROC    NEAR

 

            0017  8B EC                  MOV     BP, SP          ; Занесение в BP адреса стека

            0019  8B 46 02                     MOV     AX, [BP+2]      ; Выборка последнего параметра (DX)

            001C  8B 5E 04                     MOV     BX, [BP+4]      ; Выборка третьего параметра (CX)

            001F  8B 4E 06                     MOV     CX, [BP+6]      ; Выборка второго параметра (BX)

            0022  8B 56 08                     MOV     DX, [BP+8]      ; Выборка первого параметра (AX)

                                   ;           ...

            0025  C2 0008                      RET     8               ; Возврат с уничтожением поля параметров

            0028                   SUBROUTINE      ENDP

            0028                   CODE    ENDS

                                         END

 

                 Фиг. 4.7 Операции со стеком

 

    программе нужно ввести код из порта ввода=вывода 3DAH, а в регистре

    DX находятся важные данные. Следующая последовательность команд

 

      PUSH  DX

      MOV DX,                                         3DAH

      IN  AL,                                         DX

      POP DX

 

      сохраняет регистр DX в стеке на то время, пока он нужен в

    программе для выполнения команды IN.

 

      Операции сохранения регистров в стеке обычно используется в

    начале программы. В большинстве случаев подпрограмма старается

    избегать изменения содержимого любого регистра. Поэтому

    подпрограмма, которой нужны регистры для вычислений и для хранения

    адресов, помещает все необходимые ей регистры в стек до выполнения

    команд обработки. Затем, после выполнения, подпрограмма

    восстанавливает регистры из стека с помощью команд POP.

 

      Помните о том, что стек - это структура типа LIFO. Если в вашей

    программе выполняется последовательность команд

 

      PUSH  BX

      PUSH CX

      POP BX

      POP CX

 

      то результирующим эффектом будет обмен значений в регистрах BX

    и CX. Только тот факт, что в команде PUSH был указан регистр BX, не

    означает, что команда POP, указывающая на тот же регистр,

    восстанавливает первоначальное содержимое регистра BX. Еще одним

    важным моментом является то, что команды PUSH и POP должны быть

    сбалансированы, т.е. каждой команде PUSH должна соответствовать

    команда POP. Точно так же, как и в случае скобок в арифметическом

    выражении, если посылки и извлечения из стека не сбалансированы,

    результаты будут неверны. Более того, несбалансированные команды

    PUSH/POP обычно приводят к возврату из подпрограмм по адресу

    значения данных, а не значения указателя команд из=за того, что

    микропроцессор 8088 записывает в стек адрес возврата. Обычно это

    вынуждает микропроцессор выполнять программу, которую программист

    никогда не писал. Поэтому баланс стековых команд обязателен. Будьте

    особенно внимательны в тех случаях, когда в программе есть условный

    переход вокруг стековых операций; можно легко выпустить из виду

    один из вариантов выполнения, что оставит стек несбалансированным.

 

      Наряду с сохранением данных, программа может использовать стек

    в качестве буфера при некоторых пересылках; в частности, не

    существует команды пересылки, которая бы переносила данные из

    одного сегментного регистра в другой. В обычном случае загрузка

    одного сегментного регистра из другого требует сначала загрузки его

    значения а промежуточный регистр. Это достигается следующей

    последовательностью из двух команд:

 

      MOV   AX,CS   ;переслать значение регистра

                    ;CS в регистр AX

      MOV   DS,AX   ;загрузить это значение в

                    ; регистр DS

 

      Каждая из этих команд имеет длину несколько байт, и эта

    последовательность разрушает содержимое регистра AX. Альтернативным

    подходом может быть

 

      PUSH  CS      ; регистр CS поместить в стек

      POP   DS      ; поместить это значение в регистр DS

 

      Результирующий эффект этой последовательности команд тот же,

    регистр DS загружается из регистра CS. Здесь длина программы -

    всего два байта, и к тому же не требуется промежуточный регистр.

    Однако эти две команды занимают больше времени, так как нужны

    дополнительные циклы чтения и записи в стек. Это - метод потери в

    скорости выполнения ради уменьшения размера объектного кода.