แสต็กและโปรแกรมย่อย

1. แสต็กและโปรแกรมย่อย ผศ.นิพนธ์ บาดกลาง สาขาวิชาคอมพิวเตอร์ ภาควิชาวิทยาศาสตร์ประยุกต์ คณะวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีและการเกษตร

2. แสต็ก • กระบวนการเข้าก่อนออกหลังหรือเข้าหลังออกก่อน • Last-in First-out • นิยามเพื่อกำหนดที่ใช้งาน .STACK 100h • เมื่อโปรแกรมประมวลผล SS จะเก็บค่าหมายเลขเซกเมนต์ของหน่วยความจำที่ใช้งาน • ตัวชี้แสต็ก (Stack Pointer) หรือ SP จะถูกกำหนดให้ค่าเริ่มต้นเป็น 100h (แสต็กว่าง) • แต่ถ้าแสต็กไม่ว่าง SP จะเลื่อนมาในตำแหน่ง offset ที่ค่าลดลง

3. คำสั่ง PUSH และ PUSHF • Source เป็นเรจิสเตอร์หรือหน่วยความจำที่มีขนาด 16 บิท • ตัวอย่าง PUSH AX PUSH Source

4. คำสั่ง PUSH และ PUSHF • เมื่อประมวลผลแล้วจะเกิด เหตุการณ์ดังนี้ • SP จะลดลง 2 ค่า • ค่าของ Source จะถูกนำใส่ลงตำแหน่ง SS : SP และค่าของ Source จะไม่เปลี่ยนแปลง • คำสั่ง PUSHF เป็นคำสั่งที่ไม่มีโอเปอร์แรนด์จะนำค่าของแฟล็กเรจิสเตอร์ใส่ลงในแสต็ก

5. การประมวลผลคำสั่ง PUSH (1)

6. การประมวลผลคำสั่ง PUSH (2)

7. การประมวลผลคำสั่ง PUSH (3)

8. คำสั่ง POP และ POPF • เป็นคำสั่งนำข้อมูลออกจากส่วนบนของแสต็กมีรูปแบบดังนี้ POP destination • Destination เป็นเรจิสเตอร์ (ยกเว้น IP) หรือหน่วยความจำมีขนาด 16 บิท ตัวอย่างเช่น POP BX

9. คำสั่ง POP และ POPF • เมื่อประมวลผลแล้วจะเกิดเหตุการณ์ดังนี้ • ข้อมูลใน SS : SP (ส่วนบนของแสต็ก) จะถูกเก็บในเป้าหมาย (BX) • ตัวชี้แสต็ก (SP) จะเพิ่มขึ้น 2 • POPF เป็นคำสั่งที่จะนำข้อมูลจากส่วนบนของแสต็กใส่ในแฟล็กเรจิสเตอร์ • คำสั่ง PUSH, PUSHF, POP และ POPF ไม่มีผลต่อแฟส็ก • เป็นคำสั่งที่จะต้องใช้กับข้อมูลขนาด 16 บิทเท่านั้น

10. การใช้คำสั่ง POP(1)

11. การใช้คำสั่ง POP(2)

12. การใช้คำสั่ง POP(3)

13. การประยุกต์ใช้แสต็ก Display a ‘?’ Initialize count to 0 Read a character WHILE character is not a carriage return DO push character onto the stack increment count read a character End_WHILE; Go to a new line FOR count times DO pop a character from the stack; display it; END_FOR

14. Program Listing EX9_1.ASM 1 : TITLE : REVERSE INPUT 2 : .MODEL SMALL 3 : .STACK 100H 4 : .CODE 5 : MAIN PROC

15. Program Listing EX9_1.ASM 6 : ;display user prompt 7 : MOV AH, 2 ; prepare to display 8 : MOV DL, ‘?’ ; char to display 9 : INT 21H ; display ‘?’ 10 : ;initialize character count 11 : XOR CX, CX ; count = 0 12 : ; read a character 13 : MOV AH, 1 ; prepare to read 14 : INT 21H ; read a char

16. Program Listing EX9_1.ASM 15 : ; while character is not a carriage return do 16 : WHILE_: 17 : CMP AL, 0DH ; CR? 18 : JE END_WHILE ; yes, exit loop 19 : ; save character on the stack and increment count 20 : PUSH AX ; push it on stack 21 : INC CX ; count = count + 1

17. Program Listing EX9_1.ASM 22 : ; read a character 23 : INT 21H ; read a char 24 : JMP WHILE_ ; loop back 25 : END_WHILE : 26 : ; go to a new line 27 : MOV AH, 2 ; display char function 28 : MOV DL, 0DH ; CR 29 : INT 21H ; execute 30 : MOV DL, 0AH ; LF 31 : INT 21H ; execute 32 : JCXZ EXIT ; exit if no characters read

18. Program Listing EX9_1.ASM 33 : ; for count times do 34 : TOP : 35 : ; pop a character from the stack 36 : POP DX ; get a char from stack 37 : ; display it 38 : INT 21H ; display it 39 : LOOP TOP 40 : ; end_for

19. Program Listing EX9_1.ASM 41 : EXIT : 42 : MOV AH, 4CH 43 : INT 21H 44 : MAIN ENDP 45 : END MAIN

20. ตัวอย่างการประมวลผล EX9_1.EXE C>EX9_1 ?THIS IS A TEST TSET A SI SIHT C>EX9_1 ?A A C>EX9_1 ? (กด RETURN จะไม่มีเอาต์พุต) C>

21. โปรแกรมย่อย การเรียกโปรแกรมย่อยและการส่งค่ากลับ

22. การประกาศโปรแกรมย่อย Name PROC type ; body of the procedure RET name ENDP

23. คำสั่ง CALL • name เป็นชื่อโปรแกรมย่อยที่ต้องการเรียก • address expression เป็นเรจิสเตอร์หรือหน่วยความจำที่เก็บค่าตำแหน่งของโปรแกรมย่อย CALL name CALL address_expression

24. การประมวลผลคำสั่ง CALL จะเกิดเหตุการณ์ดังต่อไปนี้ • ค่าตำแหน่งของคำสั่งต่อจากคำสั่ง CALL จะถูกนำไปเก็บในแสต็ก ค่า segment : offset ของคำสั่งจะเป็นค่าของ CS : IP ขณะที่ CALL ถูกประมวลผล • IP จะเปลี่ยนไปชี้ค่าตำแหน่ง offset ของคำสั่งแรกในโปรแกรมย่อยที่เรียกใช้

25. การเรียกใช้คำสั่ง CALL ก่อนใช้คำสั่ง CALL

26. การเรียกใช้คำสั่ง CALL หลังใช้คำสั่ง CALL

27. การทำงานคำสั่ง RET ก่อนประมวลผลคำสั่ง RET

28. การทำงานคำสั่ง RET หลังประมวลผลคำสั่ง RET

29. ตัวอย่างการใช้โปรแกรมย่อยตัวอย่างการใช้โปรแกรมย่อย ตัวอย่างเป็นการเขียนโปรแกรมย่อยเพื่อหาผลคูณของเลขจำนวนเต็มบวก 2 จำนวน A และ B โดยการบวกและเลื่อนบิท

30. มีอัลกอริทึมการหาผลคูณมีอัลกอริทึมการหาผลคูณ Product = 0 REPEAT IF LSB of B is 1 (Recall LSB = Least significant bit) THEN Product = Product + A END_IF Shift left A Shift right B UNTIL B = 0

31. ตัวอย่างถ้าให้ A = 111b = 7 และ B = 1101b = 13 Product = 0 เมื่อ LSB ของ B เป็น 1, Product = 0 + 111b = 111b เลื่อนบิท A ทางซ้าย : A = 1110b เลื่อนบิท B ทางขวา : B = 110b เมื่อ LSB ของ B เป็น 0 เลื่อนบิท A ทางซ้าย : A = 11100b เลื่อนบิท B ทางขวา : B = 11b

32. เมื่อ LSB ของ B เป็น 1, Product = 111b + 11100b = 100011b เลื่อนบิท A ทางซ้าย : A = 111000b เลื่อนบิท B ทางขวา : B = 1b เมื่อ LSB ของ B เป็น 1, Product = 100011b + 111000b = 1011011b เลื่อนบิท A ทางซ้าย : A = 1110000_b เลื่อนบิท B ทางขวา : B = 0 เมื่อ LSB ของ B เป็น 0 ส่งค่า Product = 1011011b = 91d

33. ทดลองตรวจสอบคำตอบด้วยการตั้งคูณทดลองตรวจสอบคำตอบด้วยการตั้งคูณ 111b 7 x 1101b x 13 111 91d 000 111 111 1011011b

34. Program Listing EX9_2.ASM 1 : TITLE : MULTIPLICATION BY ADD AND SHIFT 2 : .MODEL SMALL 3 : .STACK 100H 4 : .CODE 5 : MAIN PROC 6 : ;execute in DEBUG. Place A in AX and B in BX 7 : CALL MULTIPLY 8 : ;DX will contain the product 9 : MOV AH, 4CH 10 : INT 21H 11 : MAIN ENDP

35. 12 : MULTIPLY PROC 13 : ;multiplies two nos. A and B by shifting and addition 14 : ;input : AX = A, BX = B. Nos. in range 0 – FFh 15 : ;output : DX = product 16 : PUSH AX 17 : PUSH BX 18 : XOR DX, DX ; product = 0

36. 19 : REPEAT : 20 : ; if B is odd 21 : TEST BX, 1 ; is B odd? 22 : JZ END_IF ; no, even 23 : ; then 24 : ADD DX, AX ; prod = prod + A 25 : END_IF : 26 : SHL AX, 1 ; shift left A 27 : SHR BX, 1 ; shift right B 28 : ; until 29 : JNZ REPEAT 30 : POP BX 31 : POP AX 32 : RET 33 : MULTIPLY ENDP 34 : END MAIN

37. ทดสอบค่าต่าง ๆ ด้วยโปรแกรม DEBUG