Рассмотренные в предыдущем разделе структуры предназначены для многобайтовых данных. Но в некоторых случаях требуется побитовое определение объектов данных. Для таких случаев в Макроассемблере имеется механизм описания данных, который называют записью (RECORD). Действие оператора RECORD аналогичны действиям операторов STRUC и MACRO. Оператор RECORD задает определенную конфигурацию данных. Присвоенное записи имя становится для ассемблера еще одним оператором. Вы можете использовать это имя записи для задания специальных конфигураций данных. От оператора STRUC оператор RECORD отличается тем, что он определяет объекты на уровне отдельных битов. Каждому из полей оператор RECORD присваивает имя и указывает его ширину в битах. Оператор RECORD можно использовать для формирования битовых полей длиной до 16 бит.
Здесь мы опять воспользуемся примером. На Фиг. 6.15 приведена еще одна ничего не делающая программа, связанная с установоением даты изменения файла. В определении Блока управления файлом содержится 16-битовое поле, в котором содержится дата формирования или последнего изменения данного файла операционной системой. При открыти файла DOS заполняет это поле в блоке FCB на основе информации из каталога дискеты. В 16-ти батих поля даты закодированы год, месяц и число. Из приведенного на Фиг. 6.15 оператора RECORD видно строение этого слова данных.
Microsoft (R) Macro Assembler Version 5.00 1/1/80 04:00:28
Фиг. 6.15 Записи Page 1-1
PAGE ,132
TITLE Фиг. 6.15 Записи
DATE_WORD RECORD YEAR:7,MONTH:4,DAY:5
0000 STACK SEGMENT STACK
0000 0040[ DW 64 DUP (?)
????
]
0080 STACK ENDS
0000 CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
0000 FCB LABEL BYTE
0000 01 DRIVE DB 1 ; Номер устройства
0001 46 49 47 36 2D 31 35 FILE_NAME DB 'FIG6-15 ' ; Имя файла
20
0009 41 53 4D FILE_EXT DB 'ASM' ; Тип файла
000C 0000 CURRENT_BLOCK DW 0 ; Номер текущего блока
000E 0080 RECORD_SIZE DW 80H ; Логический размер записи
0010 00000000 FILE_SIZE DD 0 ; Размер файла в байтах
0014 0000 DATE DATE_WORD <> ; Дата последнего изменения
0016 000A[ RESERVED DB 10 DUP (?) ; Зарезервировано ДОС
??
]
0020 00 SEQ_NUMBER DB 0 ; Номер текущей записи
0021 00000000 RANDOM_NUMBER DD 0 ; Номер записи при прямом
0025 RECORDS PROC FAR
0025 1E PUSH DS ; Адрес возврата
0026 B8 0000 MOV AX,0
0029 50 PUSH AX
002A 0E PUSH CS ; Установка DS на сегмент CODE
002B 1F POP DS
ASSUME DS:CODE
002C 8D 16 0000 R LEA DX,FCB ; Открытие файла
0030 B4 0F MOV AH,0FH
0032 CD 21 INT 21H
0034 A1 0014 R MOV AX,DATE
0037 25 FE00 AND AX,MASK YEAR ; Выделение года
003A B1 09 MOV CL,YEAR ; Сдвиг вправо
003C D3 E8 SHR AX,CL
003E 8A F8 MOV BH,AL ; Сохранение года в регистре BH
0040 A1 0014 R MOV AX,DATE
0043 25 01E0 AND AX,MASK MONTH
0046 B1 05 MOV CL,MONTH
0048 D3 E8 SHR AX,CL
004A 8A D8 MOV BL,AL ; Сохранение месяца в регистре BL
004C A1 0014 R MOV AX,DATE
004F 25 001F AND AX,MASK DAY ; Сохранение дня в регистре AL
0052 CB RET
0053 RECORDS ENDP
0053 CODE ENDS
END RECORDS
Фиг. 6.15 Записи (продолжение)
В примере на Фиг. 6.15 записи присваивается имя DATE_WORD. В поле операндов оператора RECORD видно, что в записи DATE_WORD имеется три поля. Первые 7 бит содержат год (YEAR), следующие 4 бита - месяц (MONTH) и последние 5 бит - число (DAY). Так же, как и в случае оператора MACRO, данная исходная программа просто определяет тип конкретной записи, названной DATE_WORD. Оператор RECORD не формирует соответствующих данных в памяти до тех пор, пока вы не используете имя записи в качестве ассемблерного оператора.
В рассматриваемом примере запись DATE формируется в блоке FCB с использованием определения записи DATE_WORD. Метка DATE обозначает, а запись DATE_WORD формирует эту 16-битовую область данных. Как мы увидим ниже, существуют способы определения для полей записей значений по умолчанию и их изменения. В данном примере мы ничего не делали для изменения стандартных нулевых значений каждого из полей.
Приведенная на Фиг. 6.15 программа иллюстрирует не только структуру оператора RECORD, но и некоторые операции, которые упрощаются благодаря этому оператору. В первой части программы открывается файл, имя которго указано в блоке FCB. Остальная часть программы извлекает из FCB информацию о дате и перебрасывает отдельные поля в регистры микропроцессора 8088.
Во-первых, программа выделяет в дате из блока FCB значение года: переслав слово данных DATE в регистр AX, программа обнуляет в нем командой AND значения, относящиеся к месяцу и числу. Обратите здесь внимание на непосредственный операнд MASK YEAR. Так как YEAR - это поле записи, то оператор MASK возвращает значение, которое выделяет в данном слове поле YEAR. В данном случае это значение равно 0FE00H. Первые 7 бит в нем - единицы, а остальные биты обнулены. Это значение маски соответстувет битам, которые формируют значения YEAR в слове данных. В результате логического умножения данного значения и всей остальной записи остается только поле YEAR.
Следующими командами программа перемещает поле YEAR в правый конец слова. Полю YEAR соответствует значение, равное сдвигу, который необходим для перемещения данного поля до правой границы слова. В данном случае это значение равно девяти. Сдвиг вправо на 9 бит обращает значение года в число в регистре AL. (Следует помнить, что DOS кодирует год в виде числа в перделах от 0 до 119. Эти значения соответствуют годам от 1980 до 2099).
В последующей группе команд программа выделяет из записи поле MONTH. Здесь также используются оператор MASK и значения сдвигов, из записи DATE_WORD. Подобным образом программа выбирает из записи значение поля DAY.
В данном примере не выполняется никакой полезной работы, так как записанные в регистры значения оказываются потерянными при возвращении управления DOS. Однако вы можете запустить программу через отладчик и установить точку прерывания на команде возврата. Отладчик выводит на дисплей содержимое регистров BH, BL и AL, так что вы можете увидеть дату. Более практичная программа после считывания значений, относящихся к дате, преобразовывала бы их в код ASCII для вывода на экран. Либо вы могли бы оформить нашу программу как процедуру, которая вырабатывает информацию о дате для другой программу.
Имеется еще несколько особенностей операции RECORD, которые следует рассмотреть. На Фиг. 6.15 приведен фрагмент таблицы символических имен из ассемблерного листинга. В этой таблице содержится информация, которая имеется у ассемблера о каждом из полей записи. В этой таблице нас будет интересовать второй ряд заголовков: "Shift Width Mask Initial" (Сдвиг Длина Маска Начальное значение"). Как видно из таблицы символических имен, запись DATE_WORD имеет длину 16 бит и состоит из трех полей. Каждое поле имеет четые атрибута. Значение сдвига равно числу битов в записи, остающихся справа от поля. Это значение указывает ассемблеру, насколько нужно сдвинуть данное поле, чтобы выровнять его на правый край. Значение маски служит для выделения поля в записи. Цифра 1 в слове маски показывает, что соответствующая позиция относится к данному полю.
Ассемблер может оперировать значением длины любого поля записи. Вы можете задать длину поля при ассемблировании с помощью оператора WIDTH. Например, команда
MOV AL,WIDTH YEAR
в нашем примере помещает в регистр AL значение, равное семи.
Столбец начальных значений в таблице символических имен показывает, какие значения ассемблер вставляет при формировании записи. Можно задавать записи с начальными значениями, отличными от нуля. Имеется также возможность изменить эти значения при генерации области данных. Для задания начальных значений вы после указания в операторе RECORD каждого из полей ставите знак равенства и соответствующее значение. Запись DATE_WORD с начальными значениями, соответствующими 1 января 1983 года, будет иметь вид:
DATE_WORD RECORD YEAR:7=3, MONTH:4=1, DAY:5=1
Эти значения можно переназаначить точно таким же способом, как и в случае структур. Когда вы формируете запись, в угловых скобках содержатся конкретные значения для данной генерации. Если нужно, чтобы дата была 5 января 1984 года, то вы можете сгенерировать запись следующим образом:
DATE DATE_WORD <4,,5>
Как и в случае макрокоманд или структур, параметры здесь являются позиционно-зависимыми. Так как параметр, соответствующий месяцу, не указан, то ассемблер воспользуется для него начальным значением, указанным в операторе RECORD.
Обратите внимание, что программа на Фиг. 6.15 определяет блок FCB, не пользуясь оператором STRUC, рассмотренным в предыдущем разделе. Мы не могли воспользоваться оператором STRUC, потому что данные каждого поля структуры должны определяться одним из операторов типа DEFINE. Мы не можем использовать имя записи в качестве одного из полей структуры. Тот способ, который мы применили на Фиг. 6.15, - один из позволяющих обойти эту трудность. Можно решить эту же задачу другим способом. Хотя ассемблер и не генерирует область данных, пока имя записи не использовано в программе в качестве оператора, но он хранит описания полей, указанных в операторе RECORD. Это позволяет определить в программе запись DATE_WORD, не используя ее для задания поля DATE структуры данных. Это все равно, что определить макрокоманду, но не вызывать ее. Остальная часть программы остается без изменений. Имена различных полей записи DATE_WORD имеют в программе смысл и могут использоваться как параметры при сдвиге и маскировании.
То же самое верно и для оператора STRUC. Определение структуры задает для ассемблера значения смещений, даже если вы не вызываете затем эту структуру для формирования области данных. Вы можете воспользоваться этим для размещения блока FCB по умолчанию по адресу 05CH в префиксе программного сегмента. Так как блок FCB существует всегда, то нет необходимости использовать эту структуру для генерации соответствующей области данных. Программы приведенные на Фиг. 6.16 и 6.15, почти идентичны, за исключением некоторых деталей. В программе на Фиг. 6.16 блок FCB определяется не последовательностью команд типа DEFINE, а оператором STRUC. Обратите внимание, что при ассемблировании данной программы не называется ни запись DATE_WORD, ни структура FCB: они служат лишь для задания смещений в области данных.
Microsoft (R) Macro Assembler Version 5.00 1/1/80 04:00:28
Фиг. 6.16 Структуры и записи Page 1-1
PAGE ,132
TITLE Фиг. 6.16 Структуры и записи
DATE_WORD RECORD YEAR:7,MONTH:4,DAY:5
FCB STRUC
0000 00 DRIVE DB 0 ; Номер устройства
0001 20 20 20 20 20 20 20 FILE_NAME DB ' ' ; Имя файла
20
0009 20 20 20 FILE_EXT DB ' ' ; Тип файла
000C 0000 CURRENT_BLOCK DW 0 ; Номер текущего блока
000E 0080 RECORD_SIZE DW 80H ; Логический размер записи
0010 00000000 FILE_SIZE DD 0 ; Размер файла в байтах
0014 0000 DATE DW 0 ; Дата последнего изменения файла
0016 000A[ RESERVED DB 10 DUP (?) ; Зарезервировано ДОС
??
]
0020 00 SEQ_NUMBER DB 0 ; Номер записи в блоке
0021 00000000 RANDOM_NUMBER DD 0 ; Номер записи в файле
0025 FCB ENDS
0000 STACK SEGMENT STACK
0000 0040[ DW 64 DUP (?)
????
]
0080 STACK ENDS
0000 CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
0000 RECORDS PROC FAR
0000 1E PUSH DS ; Занесение в стек адреса возврата
0001 B8 0000 MOV AX,0
0004 50 PUSH AX
ASSUME DS:CODE ; DS файтически указывает на PSP
0005 BA 005C MOV DX,05CH ; Адрес FCB в PSP
0008 B4 0F MOV AH,0FH ; Открыть файл
000A CD 21 INT 21H
000C BB 005C MOV BX,05CH ; Адрес FCB
000F 8B 47 14 MOV AX,[BX].DATE
0012 25 FE00 AND AX,MASK YEAR ; Выделение года из полной даты
0015 B9 0009 MOV CX,YEAR ; Выравнивание вправо
0018 D3 E8 SHR AX,CL
001A 8A F0 MOV DH,AL ; Сохранение года в регистре DH
001C 8B 47 14 MOV AX,[BX].DATE
001F 25 01E0 AND AX,MASK MONTH
0022 B9 0005 MOV CX,MONTH
0025 D3 E8 SHR AX,CL
0027 8A D0 MOV DL,AL ; Сохранение месяца в регистре DL
0029 8B 47 14 MOV AX,[BX].DATE
002C 25 001F AND AX,MASK DAY ; Сохранение дня в регистре AL
002F CB RET
0030 RECORDS ENDP
0030 CODE ENDS
END RECORDS
Фиг. 6.16 Структуры и записи (продолжение)
И последнее замечание об использовании записей и структур. Мы применяем эти средства, потому что они позволяют писать программы не вникая в конкретные детали структуры данных. Используя для описания данных оператор STRUC, мы можем рассматривать ссылки на каждое из полей как смещение внутри структуры данных. При этом программисту не нужно знать фактическое смещение этого поля. То же самое верно и для записи из битов. Если программа использует операторы MASK и сдвига, то распределение бит этого поля достаточно задать только в соответствующем операторе RECORD.
Выигрыш от применения этих программных средств становится очевидным при разработке больших систем, с которыми связано большое число программистов или программ. В этом случае вы наверняка будете модифицировать структуры данных по мере разработки программ. Если при написании программ пользоваться описанными структурными моделями, то изменить их и связанные с ними программы будет несложно: вы модифицируете определенную структуру данных, а затем вновь транслируете все программы с использовнием этой структуры. Сами же программы в изменениях не нуждаются. Можно поступить еще проще, если хранить структуру данных, как отдельный файл, который будет включаться в каждую ассемблируемую программу оператором INCLUDE: таким образом вы будете иметь только одну версию структуры данных. Описанные средства упрощают процесс создания большой программы со всеми изменениями, возникающими при ее разработке.