Assembler-Beispiel 6

Die Aufgabe ist, eine Taste auf der Tastatur zu betätigen und die Bitfolge des Wertes auszugeben! Nach Ausgabe der Bitfolge soll das Programm erneut durchlaufen werden. Da die Bitfolge aller Tasten dargestellt werden soll, hat das Programm kein Ende. Das Programm kann nur durch Abbruch mit "Strg C" beendet werden! Die Darstellung soll wie bei unserem 4Bit-Prozessor "ERNA" im Beispiel vom Simulator durch farbige "Balken" erfolgen (1 - rot; 0 - keine Darstellung). Die Bits sollen in einem entsprechenden Rahmen auf dem Bildschirm an genau einer festgelegten Stelle ausgegeben werden. Im Gegensatz zum Beispiel in "ERNA" müssen wir uns nun um alle Dinge der Ausgabe selbst kümmern. Und da wir schon wissen, dass Farbe nur mit BIOS-Funktionen geht, werden wir uns nun auch damit beschäftigen.

Das soll uns im Moment nicht weiter interessieren, wir wollen zunächst einen Algorithmus aufstellen, der in dem ASCII-Zeichen die 1 und 0 findet?

Mit der DOS-Funktion 8 wartet das System auf eine Eingabe und legt das Ergebnis als Bitfolge ins AL-Register. Diese Bitfolge entspricht dem ASCII-Code des Zeichens. Nun muss Bit für Bit ermittelt werden, ob eine 1 oder 0 auf den Plätzen steht.
Im Beispiel unter "ERNA" wurde ein ähnliches Problem behandelt. Wir wollen auch hier nach diesem Schema verfahren.
Es wird eine Maske definiert, das ist eine Bitfolge, in diesem Fall 8 Bit, die an genau einer Stelle eine 1 und an allen anderen eine 0 hat. Unter Anwendung der logischen AND-Funktion von Bitfolge und Maske kann nun genau auf diese Stelle bezogen eine Aussage getroffen werden. Denn steht an dieser Stelle in der Bitfolge eine 0 wird nun, da alle anderen Bitoperationen auch 0 sind, das Zero-Flag gesetzt und das kann man auswerten. Im Folgenden noch einmal das Schema:

Der gesamte schematische Ablauf. Nach der Eingabe wird der Wert zunächst einmal gerettet, denn durch die logische Operation wird der Wert eventuell verändert. Danach definieren wir die Maske für Bit7 (linkste Bit) und legen mit 8 in einem Speicher die Anzahl der Durchläufe fest. Nun beginnt die Schleife: Da wir diesen Teil 8 mal durchlaufen, holen wir zunächst den geretteten Wert und führen mit diesem und der Maske die logische AND Operation durch. Danach werten wir das Z-Flag aus und geben eine 0 oder 1 aus. Um nun die weiteren Operationen durchführen zu können, brauchen wir eine neue Maske. Das erreichen wir einfach durch 1 mal Rechts-Schieben der momentanen Maske, dann muss noch die Anzahl der Durchläufe um 1 verringert und kontrolliert werden, ob sie schon 0 ist, dann ist der Algorithmus zu Ende, ansonsten geht es wieder von vorne los.

So soll das auf dem Bildschirm dargestellt werden! Links soll zuerst der eingelesene Wert (Taste) wieder ausgegeben werden, dann folgen die Zeichen: Leerzeichen, =, > und Leerzeichen. Dann soll die Darstellung der Bitfolge als Textblöcke erfolgen. Die Bit-Darstellung soll umrahmt werden!

Û(219) (032) ³(179) Ä(196) ¿(191) Ú(218) Ù(217) À(192) Â(194) Á(193)

Das Bild zeigt eine mögliche Realisierung der Aufgabe. Wir brauchen 3 Textzeilen, wobei sich bei Darstellung einer anderen Bitfolge nur die mittlere Zeile ändert. Ein DOS-Bildschirm hat 80 Spalten und 25 Zeilen, wobei die Zählung jeweils mit 0 beginnt, aber die erste Zeile (Zeile 0) ist die oberste auf dem Bildschirm. Das Textzeichen oben links hat somit die Position 0,0. Wenn also die drei Zeilen immer an der gleichen Stelle auf dem Bildschirm erscheinen sollen, werden wir auch Positionierungen des Ausgabe vornehmen müssen!

Das ist das ganze Programm!? Das kann es ja wohl nicht sein? Aber bei genauerem Hinsehen stellt man fest, dass da wohl mit     BYTE_ANZ wert,5,10 ein Macro aufgerufen wird und in dem muss alles stecken. Aber der Reihe nach. In der ersten Zeile wird die Macro-Datei mit "INCLUDE B_ANZ2.BIB" vereinbart. Danach folgen die Assemblerdirektiven. Was fehlt ist das Datensegment! Wir wollen ja über Tastatur einen Wert (Tastaturcode) einlesen, den wollen wir nun aber im Speicher aufheben. Da wir das noch nicht haben, vereinbaren wir im Code-Segment einen Speicherplatz mit entsprechender Größe:     wert DB ? DB bedeutet etwa "Definiere Byte". Jetzt sind 8Bit reserviert und da der Wert für "wert" noch nicht bekannt ist, wird ein "?" geschrieben. Nun muss man aber dafür sorgen, dass dieser Speicherplatz nicht als Befehl interpretiert wird, deshalb zuvor der Befehl     jmp m1 (jmp: JUMP - unbedingter Sprung zur Adresse m1) Der weitere Ablauf ist bekannt: DOS-Funktion 8 zum Einlesen des Wertes, Darstellung des Wertes (BYTE_ANZ) und Rücksprung zu "start" (m1 hätte auch gereicht). Obwohl die folgenden Zeilen nicht erreicht werden, muss der Rücksprung zum DOS-System (DOS Fkt 4Ch) und das "END" geschrieben werden. Zu beachten ist, dass das Macro mit Parametern eingesetzt wird: wert wurde eingelesen und wird im Macro verarbeitet, die Zahlen 5 und 10 sind die Position der Darstellung auf dem Bildschirm (Zeile 5, Spalte 10). Das Macro soll nun auch mit anderen Werten arbeiten können, also andere Position!

• Das Macro BYTE_ANZ hat 3 Parameter, diese werden den Variablen WERT, ZEI und SPA zugeordnet, das ist keine Speicherplatzvereinbarung. Etwas weiter unten gibt es z.B. eine Zeile:
      mov al,ZEI
  Schaut man in die LST-Datei, kann man diese Zeile wieder finden, dann steht da aber
      mov al,5
  der Assembler-Editor nutzt nun den wirklichen Wert.
  Aber zurück zum Anfang des Macros, hier folgen wieder Festlegung von Speicherplätzen, dabei sind die ersten 3 mehrere Bytes lang, da werden Werte gespeichert, die weiteren Vereinbarungen reservieren jeweils 1 Byte. Vor dem Ganzen muss wieder ein JUMP-Befehl stehen, damit dieser Teil nicht als Programm interpretiert wird.
  Vor der Zeile:
      ;... ASCII-Zeichen ausgeben...
  gibt es z.B. den Befehl:
      mov spalte,al
  da wird dann ganz einfach auf diesen Speicherplatz zugegriffen, es gibt keine umständliche Adressierung.
• 3 Zeilen weiter passiert nun wieder etwas Sonderbares, es wird auf ein Macro BS-POS mit der Anweisung:
      BS_POS zh,pos
  zugegriffen. Man beachte, dass nun aus dem Macro erneut wieder auf ein Macro zugegriffen wird - Macros können geschachtelt werden! Noch interessanter wird es, da dieses Macro auch in dieser Datei steht! Und es hat auch noch Parameter, die bei der Abarbeitung des Programms erst einen Wert bekommen, die Adresse ist jedoch schon bekannt.
• Schauen wir einmal auf das Macro BS_POS
  Das steht ganz oben in der Datei B_ANZ2.BIB, es soll den Kursor an eine bestimmte Stelle auf dem Bildschirm setzen.
  Ein paar Zeilen weiter unten erfolgt das mit dem Interrupt 10h, mit BIOS-Funktionen. Das funktioniert nicht sonderlich anders als der int 21h (DOS-Fkt), im AH-Register wird die Funktion angegeben 02h, in BH muss die Bilschirmebene angegeben werden, wir verwenden 0, die erste Ebene. In den Registern DH und DL wird die Zeile und Spalte vereinbart, hier werden dann bei der Abarbeitung die Werte aus dem Speicher eingesetzt. Wie üblich muss man zuvor die Inhalte der drei Register retten.
• Als nächstes folgt das Macro CCOUT.
  Mit dem Macro wird ein (bzw. mehrere gleiche) Zeichen in Farbe an (von) aktueller Position ausgeben.
  Die Frage, die man stellen muss ist, wo die Farben festgelegt werden? Das eine Byte wird zur Angabe des Textzeichens (ASCII) gebraucht, da ist kein Platz für Farbe. Man braucht also parallel zu jedem Zeichen-Byte ein Attribut-Byte.
  

  Mit diesem Byte wird sowohl die Farbe des Textzeichens als auch des Hintergrundes festgelegt. Die Bezeichnung der Bits soll in üblicher Weise erfolgen, ganz recht - Bit 0, ganz links - Bit 7. Bit 0, 1, 2 und 4, 5, 6 haben die gleiche Funktion für die Farbe, die oberen 3 jedoch für den Hintergrund, die unteren für das Zeichen. Die 3 Bit habe in gleicher Weise wie heute die Funktion fürs RGB-Signal (rot, grün, blau).Wenn also die reine Farbe blau festgelegt werden soll, muss die Bitfolge 001 ausgegeben werden. Zu Anfangszeiten der Farbe gab es 1Bit, heute werden dort 8Bit pro Farbe verwendet, damit gibt es für eine Farbe 255 Variationen (0 - Farbe ist nicht da). Das Bit 3 gibt die Möglichkeit die Intensität der Farbe zu erhöhen (1 - höher). Damit kann man nun mit 16 Farben pro Zeichen operieren. Das Bit 7 wurde unterschiedlich interpretiert, üblicher Weise kann man das Blinken des Zeichens damit bewirken. Wenn man nach einem Absturz des Systems lauter blinkende Zeichen auf dem Bildschirm übrig behält, hat man offensichlich unsinnige Zeichen in den Textbildschirm gespeichert! Als Beispiel sollen einmal die Farbmöglichkeiten für die Textzeichen dargestellt werden (oben Bit3 = 0; unten Bit3 = 1 intensiv): # # # # # # # # # # # # # # # # Etwas sollte nun aber auch bemerkt werden, der Bildschirm braucht nun 4KByte (2K für das Zeichen, 2K für die Attribute)

  In der folgenden Tabelle sollen noch einmal alle Kombinationen von Hintergrund- und Zeichenfarbe dargestellt werden:

  Zeichen Farbe:

  schwarz 0000

  blau 0001

  grün 0010

  türkis 0011

  rot 0100

  magenta 0101

  braun 0110

  hellgrau 0111

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  HG-Farbe

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  HG-Farbe:

  schwarz

  0000

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  #

  HG-Farbe:

  blau

  0001

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  #

  HG-Farbe:

  grün

  0010

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  #

  HG-Farbe:

  türkis

  0011

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  #

  HG-Farbe:

  rot

  0100

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  #

  HG-Farbe:

  magenta

  0101

  #

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  #

  #

  #

  HG-Farbe:

  hellbraun

  0110

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  #

  HG-Farbe:

  hellgrau

  0111

  Zeichen Farbe:

  dunkelgrau 1000

  hellblau 1001

  hellgrün 1010

  helltürkis 1011

  hellrot 1100

  hellmagenta 1101

  gelb 1110

  weiß 1111

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  HG-Farbe

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  HG-Farbe:

  schwarz

  0000

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  HG-Farbe:

  blau

  0001

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  #

  HG-Farbe:

  grün

  0010

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  #

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  #

  HG-Farbe:

  türkis

  0011

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  HG-Farbe:

  rot

  0100

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  HG-Farbe:

  magenta

  0101

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  HG-Farbe:

  hellbraun

  0110

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  HG-Farbe:

  hellgrau

  0111

  Es gibt natürlich bei der Darstellung etwas Schwierigkeiten, da die Darstellung nun mit der Möglichkeit von 256 pro Farbe erfolgen musste. Es ist zwar 1Bit (DOS) = FFh (8Bit Windows), aber die Grafikkarte interpretiert das wahrscheinlich auch etwas anders, da wurde etwas angepasst.
  Das Macro CCOUT hat wieder 3 Parameter:
      CCOUT ZEICH, COLOR, ANZ
  ZEICH wird dem Register AL zugeordnet, die Farbe aus COLOR dem Register BL. Will man also ein weißes Textzeichen auf blauem Untergrund ausgeben, muss hier die Bitfolge 00011111 gespeichert werden.

  #

  Das Register BH beinhaltet wieder die Bildschirmebene und CX die Anzahl der auszugebenden Zeichen, bei uns wird da 1 stehen.

• Das dritte Macro TEXT_ANZEIGE mit Parameter TEXT erfüllt die nun schon bekannte Aktion zur Anzeige einer Textkette ab aktueller Position. Verwendet wird der DOS-Interrupt mit der Funktion 9.

Das Bearbeiten der Aufgabe geht wieder sehr gut mit der bekannten Bedienoberfläche. Als Quelle 1 vereinbaren wir das kleine ASM-Programm, hier mit dem Namen:     t_anzb2.asm Als zweite Quelle nutzen wir die Macro-Datei:     b_anz2.bib. Mit "w" kann man schnell zwischen den beiden Dateien zum Editor wechseln, das geht natürlich auch mit zwei Windows-Editor-Fenster, allerdings hat man dann einen anderen Zeichensatz (siehe oben).

Assembliert man "t_anzb2.asm", erhält man, wie bekannt, neben der Objektdatei auch die LST-Datei "t_anzb2.lst". Die ist natürlich ganz schön umfangreich, so dass sie hier nicht dargestellt werden soll es gibt sie aber als PDF-Datei: T_ANZB2_2_LST.pdf. (die Datei wurde nachträglich etwas bearbeitet, ist so nicht das Ergebnis der Assemblierung) Aber es soll ein kleines Stückchen aus dieser Datei dargestellt werden (links). Wenn ein Text aus einem Macro eingesetzt wird, dann erhält bekannter Maßen die Zeile am Anfang eine Zahl, wird "BYTE_ANZ" verwendet, so steht dort eine "1". Wird nun in diesem Teil erneut Text aus einem Makro eingesetzt, so wird einfach weiter gezählt, die "2" steht nun für das Macro "BS_POS". Steht keine Zahl vor der Zeile, so handelt es sich um eine Zeile aus der Quelldatei, in diesem Fall "T_ANZB2.ASM". Man hat so eine recht gute Übersicht, wo man bei Fehlern ansetzen muss.

In den folgenden zwei Bildern wurden nur die Zeilen aus der Quelldatei und aus BYTE_ANZ dargestellt. Alle weiteren Macros wurden nur noch mit dem Namen vermerkt. An den grünen und roten Unterstreichungen darf man sich nicht stören, diese entstande bei der Bearbeitung der LST-Dtai mit dem Textsystem WORD. Das meckert natürlich über viele Dinge, aber man kann mit WORD bestens formatieren und dann alles unter DOS speichern. Man sieht das auch daran, dass der Rahmen exakt dargestellt wird.

So sieht das Ergebnis aus:

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