Основное предназначение этой статьи, заполнить пробелы в оригинальной документации по Borland Delphi Developer, при этом весь программный код, а так же теория, полность совместимы со всеми версиями Delphi.

 Использование Ассемблера в Борландовком Delphi

Перед тем, как начать, хотелось бы определиться с уровнем знаний, необходимых для нормального усвоения данного материала. Необходимо быть знакомым со встроенными средствами отладки в Delphi. Так же необходимо иметь представление о таких терминах как тип реализации (instantiation), null pointer и распределение памяти. Если в чём-то из вышеупомянутого Вы сомневаетесь, то постарайтесь быть очень внимательны и осторожны при воплощении данного материала на практике. Кроме того, будет обсуждаться только 32-битный код, так что понадобится компилятор не ниже Delphi 2.0.

 

 

Зачем использовать Ассемблер?

На мой взгляд, Object Pascal, это инструмент, позволяющий генерировать быстрый и эффективный код, однако использование ассемблера в некоторых случаях позволяет решать некоторые задачи более эффективно. За всю работу с Delphi, я пришёл к выводу, что использование низкоуровневого кода необходимо в двух случая.

 

1. Обработка большого количества данных. Nb. В данный случай не входит ситуация, когда используется язык запроса данных.

 

2. В высокоскоростных подпрограммах работы с дисплеем. Nb. Имеется ввиду использование простых процедур на чистом паскале, но никак не внешних библиотек и DirectX.

 

В конце статьи мы рассмотрим примеры, которые явно отражают значимость этих критериев, а так же не только когда и где использовать ассемблерные вставки, но и как включать такой код в Delphi.

 

Что такое Ассемблер?

Надеюсь, что Все читатели этой статьи имеют как минимум поверхностное представление о работе процессора. Грубо говоря, это калькулятор с большим объёмом памяти. Память, это не более чем упорядоченная последовательнось двоичных цифр. Каждая такая цифра является байтом. Каждый байт может содержать в себе значение от 0 до 255, а так же имеет свой уникальный адрес, при помощи которого процессор находит нужные значения в памяти. Процессор так же имеет набор регистров (это можно расценить как глобальные переменные). Например eax,ebx,ecx и edx, это универсальные 32-битные регистры. Это значит, что самое большое число, которое мы можем записать в регистр eax, это 2 в степени 32 минус 1, или 4294967295.

 

Как мы уже выяснили, процессор манипулирует значениями регистров. Машинный код операции прибавления 10 к значению регистра eax будет выглядеть следующим образом

 

05/0a/00/00/00

 

Однако, такая запись абсолютно не читабельна и, как следствие, не пригодна при отладке программы. Так вот Ассемблер, это простое представление машинных команд в более удобном виде. Теперь давайте посмотрим, как будет выглядеть прибавление 10 к eax в ассемблерном представлении:

 

Code:

add eax,10 {a := a + 10}

 

А вот так выглядит вычитаение значения ebx из eax

Code:

sub eax,ebx {a := a - b }

 

Чтобы сохранить значние, можно просто поместить его в другой регистр

Code:

mov eax,ecx {a := c }

 

или даже лучше, сохранить значение по определённому адресу в памяти

Code:

mov [1536],eax {сохраняет значение eax по адресу 1536}

 

и конечно же взять его от туда

Code:

mov eax,[1536]

 

Однако, тут есть важный момент, про который забывать не желательно. Так как регистр 32-битный(4 байта), то его значение будет записано сразу в четыре ячейки памяти 1536, 1537, 1538 и 1539.

 

А теперь давайте посмотрим, как компилятор преобразует действия с переменными в машинный код. Допустим у нас есть строка Count := 0; Для компилятора это означает, что надо просто запомнить значение. Следовательно, компилятор генерирует код, который сохраняет значение в памяти по определённому адресу и следит, чтобы не произошло никаких накладок, и обзывает этот адрес как 'Count'. Вот как выглядит такой код

 

Code:

mov eax,0

mov Count,eax

 

Компилятор не может использовать строку типа

Code:

mov Count,0

 

из-за того, что как минимум один параметр инструкции должен являться регистром.

 

Если посмотреть на строку Count := Count + 1;

то её ассемблерное представление будет выглядеть как

Code:

mov eax,Count

add eax,1

mov Count,eax

 

Для переменных, тип которых отличается от целого, всё усложняется. Однако, рассмотрим эту тему немного позже, а сейчас предлагаю закрепить теорию практическими примерами.

 

Итак, рассмотрим первый пример. Сразу извинюсь за тривиальность, но с чего-то надо начинать.

 

Code:

function Sum(X,Y:integer):integer;

begin

Result := X+Y;

end;

 

А вот так будет выглядеть операция сложения двух целых чисел на ассемблере:

 

Code:

function Sum(X,Y:integer):integer;

begin

asm

mov eax,X

add eax,Y

mov Result,eax

end;

end;

 

Этот код прекрасно работает, однако он не даёт нам преимущества в скорости, а так же потерялось восприятие кода. Но не стоит огорчаться, так как те немногие знания, которые Вы почерпнули из этого материала, можно использовать с большей пользой. Допустим, нам необходимо преобразовать явные значения Red,Green, и Blue в цвета типа TColor, подходящие для использования в Delphi. Тип TColor описан как 24-битный True Colour хранящийся в формате целого числа, то есть четыре байта, старший из которых равен нулю, а далее по порядку красный, зелёный, синий.

 

Code:

function GetColour(Red,Green,Blue:integer):TColor;

begin

asm

{ecx будет содержать значение TColor}

mov ecx,0

{начинаем с красной компоненты}

mov eax,Red

{необходимо убедиться, что красный находится в диапазоне 0<=Red<=255}

and eax,255

{сдвигаем значение красного в правильное положение}

shl eax,16

{выравниваем значение TColor}

xor ecx,eax

{проделываем тоже самое с зелёным}

mov eax,Green

and eax,255

shl eax,8

xor ecx,eax

{и тоже самое с синим}

mov eax,Blue

and eax,255

xor ecx,eax

mov Result, ecx

end;

end;

 

Заметьте, что я использовал несколько бинарных операций. Эти операции также определены непосредственно в Object Pascal.

 

Примечание * от Jin X

Чушь! Во-первых, параметры обязаны быть регистрами только в очень редких случаях (например, при чтении/записи из/в порт: out 20h,al), а во-вторых, компилятор Delphi7 генерирует именно mov Count,12345678h при использовании Count := $12345678. Но! Когда мы делаем Count := 0, то генерируется пара xor eax,eax + mov Count,eax , причём лишь в целях экономии памяти (такая запись короче в машинном представлении).

 

Примечание ** от Jin X

это тоже не есть правда, компилятор делает гораздо проще: inc Count

Добавить комментарий

Не использовать не нормативную лексику.

Просьба писать ваши замечания, наблюдения и все остальное,
что поможет улучшить предоставляемую информацию на этом сайте.

ВСЕ КОММЕНТАРИИ МОДЕРИРУЮТСЯ ВРУЧНУЮ, ТАК ЧТО СПАМИТЬ БЕСПОЛЕЗНО!


Защитный код
Обновить