Тематический сайт по дисциплине: https://assembler-mop.nethouse.ru httphttp://assembler-mop.http://assembler-mop.mopevmhttp://assembler-mop.mopevm.http://assembler-mop.mopevm.sfeduhttp://assembler-mop.mopevm.sfedu.ru
Литература Любая литература по языку Ассемблера для процессоров Intel
семейства x86 Учебное пособие 2016 (коллектив авторов МОП ЭВМ), Магда, Юров, Голубь, Зубков, Пирогов и др доступные в Интернет книги.
Слайд 4
График сдач лабораторных работ
Слайд 5
СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ
Слайд 6
Система счисления (СС)- способ представления (записи) чисел с помощью некоторых символов
(цифр)
Непозиционная система счисления - вес цифры не зависит от позиции, которую она занимает в числе. Пример – римская СС: XIV = 10 + 5 -1 Позиционная система счисления - вес каждой цифры изменяется в зависимости от ее позиции в записи числа. Пример – десятичная СС: 111 = 100 + 10 + 1
Слайд 7
Позиционные системы счисления
Вес цифры – определяется ее положением в записи числа. Основание
СС – количество цифр, используемых для записи числа. Разряд– позиция цифры в числе. Разряды нумеруются с 0, справа налево. Развернутая форма записи числа: Aq = an-1qn-1 + … + a1q1 + a0q0 + a-1q-1 + … + a-mq-m Aq — число в системе счисления с основанием q, q — основание системы счисления (количество используемых цифр), a — цифры многоразрядного числа Aq, n (m) — количество целых (дробных) разрядов числа Aq .
Слайд 8
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЧИСЛА
Одно и то же число может быть представлено в
различных системах счисления (с разными основаниями)
[47]
[.] – значение числа. Для простоты понимания значение числа всегда указывается в десятичной СС
1011112
12023
2234
578
4710
2F16
Слайд 9
ПЕРЕВОД ЧИСЛА
Np ⇒ Nq
Перевод числа из одной СС в другую
осуществляется в два этапа:
переводится целая часть числа; переводится дробная часть числа.
Слайд 10
ПЕРЕВОД ЧИСЛА Np ⇒ Nq.
(правило перевода целой части числа)
Для перевода целого
числа Np в число Nq необходимо Np делить на основание q (по правилам, принятым в ССp) до получения целого остатка, меньшего q. Полученное частное снова необходимо делить на основание q до получения целого остатка, меньшего q и т.д. до тех пор, пока последнее частное не будет меньше q. Число Nq представится в виде упорядоченной последовательности цифр ССq (остатков от деления) в порядке, обратном получению, причем старшую цифру числа Nq даст последнее частное
Слайд 11
ПЕРЕВОД ЧИСЛА Np ⇒ Nq.
(правило перевода дробной части)
Перевод правильной дроби Np
в число Nq заключается в последовательном умножении дроби Np на основание q (по правилам, принятым в ССp), причем перемножению подвергается только дробная часть. Дробь Nq представится в виде упорядоченной последовательности целых частей произведений в порядке их получения. В общем случае при переводе может возникать погрешность вследствие конечности разрядной сетки. Если требуемая точность перевода есть
q-k, то число указанных произведений должно быть равно k.
Слайд 12
ПЕРЕВОД ЧИСЛА Np ⇒ Nq.
(упражнения)
34910 → ?4 0,4110 → ?2 24,1810 → ?3 53410
→ ?16
3A16 → ?4 2,78 → ?10 3,78 → ?2
Слайд 13
ПЕРЕВОД ЧИСЛА N8 ⇒ N2, N16 ⇒ N2
Перевод восьмиричных и
шестнадцатиричных чисел в двоичную систему: каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной триадой (тройкой цифр) или тетрадой (четверкой цифр). Примеры: 53718 = 101 011 111 0012; 5 3 7 1 1A3F16 = 1 1010 0011 11112 1 A 3 F
Слайд 14
ПЕРЕВОД ЧИСЛА N2⇒N8, N2⇒ N16
Чтобы перевести число из двоичной системы
в восьмеричную или шестнадцатеричную, его нужно разбить влево и вправо от запятой на триады (для восьмеричной) или тетрады (для шестнадцатеричной) и каждую такую группу заменить соответствующей восьмеричной (шестнадцатеричной) цифрой. Примеры: 11010100001112 = 1 5 2 0 78; 1 101 010 000 111 1101110000011012 = 6 E 0 D16 110 1110 0000 1101
Слайд 15
ДВОИЧНАЯ АРИФМЕТИКА
Слайд 16
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЧИСЕЛ В ЭВМ
ЧИСЛА
С фиксированной точкой
С плавающей точкой
Беззнаковые (unsigned)
Знаковые (signed)
Слайд 17
Числа с плавающей точкой
Достоинства: большой диапазон обрабатываемых значений Недостатки: сложность в реализации
устройства обработки, ошибки округления
Местоположение точки в записи числа изменяется так, чтобы слева от точки оставался один разряд, а смещение точки описывалось экспонентой:
Слайд 18
Числа с фиксированной точкой
Достоинства: простота реализации устройства обработки, высокая точность, интуитивная
понятность Недостатки: малый диапазон возможных значений
Местоположение точки в записи числа не изменяется. Считается, что точка расположена справа от самого младшего разряда:
01011001.
Слайд 19
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЧИСЕЛ БЕЗ ЗНАКА
Представление беззнакового (unsigned) числа соответствует его записи в
заданной системе счисления (двоичной или шестнадцатеричной) Машинное представление числа выполняется с учетом разрядности n машинного слова Диапазон представления беззнаковых чисел: 0 ≤ x ≤ 2n-1
Слайд 20
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗНАКОВЫХ ЧИСЕЛ
Знаковые (signed) числа представляются в ЭВМ: в прямом коде;
в обратном коде; в дополнительном коде
Для обозначения знака числа выделяется специальный знаковый разряд, в котором записывается «0» для положительного числа и «1» для отрицательного числа. Знаковый разряд всегда располагается слева от значащих разрядов (старший бит).
Слайд 21
ПРЯМОЙ КОД
Число представляется в виде его абсолютного значения и кода
знака
Диапазон представления: 1-2n-1 ≤ x ≤ 2n-1 - 1
Представления «0»: [+0]пр = 0’00...02 [-0]пр = 1’00...02
Слайд 22
ПРЯМОЙ КОД (пример)
Представить в прямом коде для n=5, n=8 x = [13] x
= [-13]
/x/ = /13/10 = 11012 = D16
Слайд 23
ОБРАТНЫЙ КОД
Обратный код положительного числа x≥0 содержит «0» в старшем
знаковом разряде и обычное представление x в остальных разрядах. Если x<=0, то знаковый разряд содержит «1», а остальные разряды содержат инвертированные значения
Диапазон представления: 1-2n-1 ≤ x ≤ 2n-1 - 1
Представления «0»: [+0]обр = 0’00...02 [-0]обр = 1’11...12
Слайд 24
ОБРАТНЫЙ КОД (пример)
Представить в обратном коде для n=5, n=8 x = [13] x
= [-13]
/x/ = /13/10 = 11012 = D16
Слайд 25
ПРАВИЛО СЛОЖЕНИЯ В ОБРАТНОМ КОДЕ
Коды слагаемых суммируются, включая знаковый разряд, с
циклическим (круговым) переносом. Результат верен, если не произошло переполнение. Переполнение происходит тогда, когда перенос в знаковый разряд (Cs) не равен переносу из знакового разряда (Cs+1) Пример. n=4 -5-2 = -7 (нет переполнения) -5-4 = -9 (есть переполнение)
Слайд 26
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КОД
Дополнительный код положительного числа x≥0 содержит «0» в старшем
знаковом разряде и обычное представление x в остальных разрядах (совпадает с прямым и обратным). Если x<0, то знаковый разряд содержит «1», а остальные разряды содержат дополнение модуля исходного числа до 2n-1.
Диапазон представления: -2n-1 ≤ x ≤ 2n-1 - 1
Представление «0»: [0]обр = 0’00...02
Слайд 27
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КОД (пример)
Представить в дополнительном коде для n=5, n=8 x = [13] x
= [-13]
/x/ = /13/10 = 11012 = D16
Слайд 28
ПРАВИЛО СЛОЖЕНИЯ В ДОПОЛНИТЕЛЬНОМ КОДЕ
Коды слагаемых суммируются, включая знаковый разряд. Перенос
(если он есть) отбрасывается. Результат верен, если не произошло переполнение. Переполнение происходит тогда, когда перенос в знаковый разряд (Cs) не равен переносу из знакового разряда (Cs+1) Пример. n=4 -5 + 7 = 2 (нет переполнения) -5 – 7 - -12 (есть переполнение)
Слайд 29
УВЕЛИЧЕНИЕ РАЗРЯДНОСТИ ЧИСЕЛ ПРИ ПРИСВАИВАНИИ
Для беззнаковых (unsigned) чисел поле расширения в
переменной-результате заполняется нулями Для знаковых (signed) чисел поле расширения в переменной-результате заполняется знаковым битом
В языках высокого уровня способ расширения выбирается и реализуется компилятором по типу данных автоматически В Ассемблере программист самостоятельно выбирает способ реализации расширения разрядности переменной
Слайд 30
Сдвиг беззнаковых (unsigned) или знаковых (signed) числа влево на n двоичных
разрядов приводит к его умножению на 2n Если переменную V необходимо умножить на константу C, то константа C представляется в виде суммы степеней числа 2, а результат умножения записывается как сумма сдвигов числа V на показатели степеней.
Пример: V = V * 25; С = 25 = 110012 = 16+8+1 = 24 + 23 + 20 V = V*(16+8+1) = V*16 + V*8 + V = (V<<4) + (V<<3) + V
Достоинства: сдвиги и сложения выполняются быстрее, чем умножение Недостатки: формула зависит от конкретного значения C, т.е. нельзя таким способом перемножить две переменных.
УМНОЖЕНИЕ ЦЕЛОГО ЧИСЛА НА КОНСТАНТУ ПОСРЕДСТВОМ СДВИГОВ
Слайд 31
ДЕЛЕНИЕ ЦЕЛОГО ЧИСЛА НА 2n ПОСРЕДСТВОМ СДВИГОВ
Сдвиг беззнаковых (unsigned) или знаковых
(signed) числа вправо на n двоичных разрядов приводит к его делению на 2n
Для сдвига вправо беззнаковых (unsigned) чисел используется логический сдвиг: Для сдвига вправо знаковых (signed) чисел используется арифметический сдвиг:
V = V / 16;
Пример:
С = 16 = 100002 = 24
V = (V>>4);
Достоинства: сдвиги выполняются быстрее, чем деление. Компилятор автоматически выбирает правильную команду сдвига (по типу данных) Недостатки: фактор сдвига зависит от конкретного значения C, таким способом нельзя выполнить деление на переменную или число ≠ 2n
Слайд 32
Микропроцессор Intel 8086
Слайд 33
Программная модель микропроцессора 8086
Слайд 34
Регистры процессора
Регистры общего назначения; Индексные регистры и указатели; Регистр флагов; Сегментные регистры; Указатель команд.
Слайд 35
Регистры общего назначения
Слайд 36
Индексные регистры и указатели
Слайд 37
Регистр флагов
Слайд 38
Сегментные регистры
Слайд 39
Организация памяти
Физическая память – память на шине процессора. Адресное пространство – определяется
разрядностью шины адреса. Логический адрес – адрес, используемый в программе. Диспетчер памяти – аппаратный механизм для доступа к памяти.
Процессор может работать в 2 режимах: реальном и защищенном. Для программиста имеется 3 основных вида моделей памяти: Сегментная модель реального режима. Сегментная модель защищенного режима. Плоская модель защищенного режима.
Слайд 40
Сегментная адресация памяти
Слайд 41
Выборка команды из памяти
Слайд 42
Обращение к данным
Слайд 43
Обращение к стеку
Слайд 44
Обращение к доп. сегментам
Слайд 45
Пример
Адрес начала сегмента данных DS=2320h. В начале сегмента данных расположены 2
переменные: A (2 байта) и B (4 байта). Найти: ЛА переменной C[], расположенной в данном сегменте следом за этими переменными и представить его в виде DS:Offset. Если непосредственно за сегментом данных расположен сегмент кода, то каким может быть максимальный размер переменной C[], чтобы не выйти за пределы сегмента данных в случаях: CS=2400h; CS=3400h. Каково будет смещение при попытке обращения к элементу массива C[] с номером 65522 , предполагая что каждый эл-т занимает 1 байт.
Слайд 46
Хранение данных
При хранении данных в памяти младшие байты хранятся по младшему
адресу, а старшие – по старшему (little endian). Пример. Число 0401h длина 2 байта. Адрес 4806h. Содержимое памяти:
Это свойство полностью автоматизировано, поэтому при загрузке слова по адресу 4806h в регистр AX, он будет иметь вид:
Слайд 47
Режимы адресации
Слайд 48
Понятие режима адресации
Режим адресации памяти – это схема преобразования адресной информации
об операнде ассемблерной команды в его исполнительный адрес (EA). Прямая адресация – адресация, когда адрес операнда содержится непосредственно в команде. Косвенная адресация – в команде указан регистр, в котором содержится адрес операнда. Относительная адресация – адресация осуществляется относительно некоторого сегментного регистра. Ограничение – в памяти может находиться не более одного операнда команды.
Слайд 49
1. Регистровая прямая адресация
Операнд находится в одном из регистров. Примеры: mov AL, DH mov
BX, SI add DX, CX
2. НЕПОСРЕДСТВЕННАЯ АДРЕСАЦИЯ
В команде указывается непосредственное значение одного из операндов. Примеры: mov AX, 0F235h mov BL, 25h add BX, 25h
Слайд 50
3. Прямая адресация
Адрес операнда задан непосредственно в команде. Пример: ; Сегмент данных mem0 dw
1; Слово памяти содержит 1 mem1 dw 0; Слово памяти содержит 0 mem2 db 230; Байт памяти содержит 230 . . . ; Сегмент команд inc mem1 ; Содержимое слова mem1 увеличивается на 1 mov DX, mem1 ; Содержимое слова mem1 заносится в DX mov AL, mem2 ; Содержимое байта mem2 заносится в AL Конструкция offset позволяет использовать в команде не значение, а смещение какой-либо переменной. Пример: mov DX, offset mem1 ; Смещение слова mem1 заносится в DX
Слайд 51
Адрес переменной состоит не только из смещения, но и адреса сегмента. Адрес
сегмента берется из сегментного регистра, связанного командой assume с соответствующим сегментом (по умолчанию - DS): Пример: assume ES: ИмяСегментаДанных Можно явно указать сегментный регистр в команде. Пример: mov АX, ES:0 ; Занести в AX слово со смещением 0 из ; сегмента, адресуемого регистром ES
3. Прямая адресация (продолжение)
Слайд 52
В команде указывается регистр, содержащий смещение операнда В МП8086 для косвенной адресации
допускается использовать только регистры BX, BP, SI, DI. При использовании регистров BX, SI, DI по умолчанию (если не задано явно) используется сегмент, адресуемый регистром DS. При использовании BP – сегмент, адресуемый регистром SS. Пример: mov [BX], AX ; Содержимое AX заносится по адресу Seg:Off, ; где Seg– содержимое DS, а Off– содержимое BX mov ES:[BX], AL ; Содержимое AL заносится по адресу Seg:Off, где ; Seg– содержимое ES, а Off– содержимое BX ♦ mov BX, [AX] ; Ошибка! AX не используется при косвенной адресации
4. Косвенная регистровая адресация
Слайд 53
Исполнительный адрес (смещение) равен сумме одного из базовых регистров (BX, BP)
и смещения-константы. Пример: mov AX, [BX]10 ; в AX заносится слово, находящееся по EA, ; указанному в BX и увеличенному на 10. Допускаются разные формы записи для этого режима. Пример: mov AX, [BX+10] mov AX, [BX]+10 mov AX, 10 [BX]
5. Базовый режим адресации
Слайд 54
Исполнительный адрес операнда вычисляется как сумма содержимого одного из индексных регистров
SI или DI и смещения в виде константы-адреса памяти. Пример: mov AX, TEMP[SI] ; в AX заносится слово, находящееся по EA: ; TEMP + содержимое SI
6. Индексный режим адресации
7. БАЗОВО-ИНДЕКСНАЯ АДРЕСАЦИЯ
Микропроцессор 8086: База + индекс + смещение
Пример. mov AX, [BX][SI]10 mov AX, TEMP[BP][DI]
Слайд 55
7. Базово-индексная адресация МП i386
Эта схема применяется только при использовании 32-разрядных
регистров! Пример. mov EAX, [ECX][EDI*8]10
Слайд 56
Слайд 57
СЕГМЕНТЫ ПРОГРАММЫ
Сегмент кода (единственный обязательный). Сегмент данных. Сегмент стека. Дополнительные сегменты данных.
Слайд 58
ОПИСАНИЕ СЕГМЕНТА
Слайд 59
ПРИМЕР СТРУКТУРЫ ПРОГРАММЫ
STACKSG Segment Para Stack ‘STACK’ dw 80 dup (?) STACKSG ENDS DATASG Segment Para Public ‘DATA’ . . . DATASG ENDS . .
. CODESG Segment Para Public ‘CODE’ . . . assume DS:DATASG, SS:STACKSG, ES:NOTHING Begin: . . . CODESG ENDS END Begin
Слайд 60
ДИРЕКТИВА ASSUME
Директива ASSUME устанавливает, какой сегментный регистр используется для доступа к
именам и меткам описанного ранее сегмента. ASSUME СегмРегистр : ИмяСегмента или ASSUME СегмРегистр : NOTHING – отменить назначение. Пример. DATASG Segment Para Public ‘DATA’ a db ? DATASG ENDS CODESG Segment Para Public ‘CODE’ begin: assume DS, DATASG mov AL, a ; генерируется DS:a assume DS, NOTHING mov AL, DS:a ; необходимо явно указать сегм. регистр ; . . . CODESG ENDS END Begin
Слайд 61
МОДЕЛИ ПАМЯТИ
Слайд 62
ДИРЕКТИВА MODEL
Задается для использования определенной модели памяти в программе: MODEL ИмяМодели[, Язык] Язык –
позволяет упростить вопросы стыковки программ на ассемблере и на языке программирования высокого уровня. Возможные значения: C, CPP, PASCAL и др. Если язык не задан, подразумевается NOLANGUAGE. Если в программе задана модель памяти, можно использовать упрощенные директивы описания основных сегментов: CODESEG –сегмент кода; DATASEG – сегмент данных; STACK – сегмент стека.
Слайд 63
СТРУКТУРА ПРОСТОЙ ПРОГРАММЫ
model SMALL
stack 100h
dataseg
. . . ;данные
codeseg START:
startupcode
.
. . ;код
QUIT: exitcode 0
end START
Слайд 64
ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММЫ
Загрузчик DOS устанавливает правильные адреса сегмента стека в регистре SS
и сегмента кода в регистре CS. Регистр DS нужно инициализировать самостоятельно: begin: mov AX, DATASG ; в DS значение нельзя заносить ; напрямую mov DS, AX ; а через РОН можно
Слайд 65
ЗАВЕРШЕНИЕ ПРОГРАММЫ
Завершение работы программы выполняется путем следующего вызова прерывания с номером
21h: quit: mov AL, 0 ; установка кода завершения, ; передаваемого DOS ; 0 – все нормально mov AH, 4Ch ; код функции завершения ; программы и возврата ; управления DOS Int 21h ; вызов прерывания
Слайд 66
Слайд 67
ОПИСАНИЕ ДАННЫХ
Слайд 68
ДИРЕКТИВА EQU
Не определяет никаких данных. Задает некоторое именованное значение, которое можно использовать
в других командах. Имя, определенное директивой EQU, нельзя переопределить. Пример. Counter EQU 10 . . . F1 dw Counter dup (0) . . . move AX, Counter
Слайд 69
ПОЛЕЗНЫЕ ДИРЕКТИВЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ
PTR – однократное преобразование типа. Используется сатрибутами типов: BYTE, WORD,
DWORD, NEAR, FAR. Преобразование имеет вид: тип PTR выражение Пример. A db 28h db 30h B dw 3344h . . . mov AL, byte ptr B ; AL ← 44h mov BX, word ptr A ; BX ← 3028h mov byte ptr B, 5h ; B ← 5h mov byte ptr B+1, 6h ; B+1 ← 6h
Слайд 70
ПОЛЕЗНЫЕ ДИРЕКТИВЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ
OFFSET – возвращает относительный адрес переменной или метки внутри
сегмента. mov AX, offset A ; эквивалентно lea AX, A SEG – возвращает адрес сегмента, в котором расположена переменная или метка. mov AX, seg A ; AX ← DS mov AX, seg Label1 ; AX ← CS SHORT – модификация операнда в команде перехода для сокращения кода (ускорения) машинной операции. Расстояние от команды до метки должно быть от -128 до 127 байт. jmp short A20 . . . A20: . . .
Слайд 71
Команды ассемблера-1
Слайд 72
Команды пересылки данных
Команды пересылки данных позволяют переслать (скопировать) содержимое источника (,
) в приемник (, ). После выполнения операции пересылки cодержимое приемника безвозвратно теряется, содержимое источника не изменяется. При выполнении команд пересылки флаги не модифицируются
Слайд 73
Команды пересылки данных
mov dst, src – копирование данных из src в
dst dst – reg/mem, src – reg/mem/const. Ограничения команды: Оба операнда должны иметь одинаковую длину. Пересылка типа "память-память" не поддерживается. В качестве получателя нельзя указывать регистры СS, и IP. Нельзя переслать непосредственно заданное значение в сегментный регистр. Примеры. mov AX, GAMMA mov GAMMA, 05h mov AX, [BX] mov [DI], GAMMA – ошибка! mov [BX], 9 – осторожно!
Слайд 74
Команды пересылки данных
xchg op1, op2 – обмен содержимого op1 и op2 Операнды
– reg/mem. Действуют такие же ограничения, как и для mov. Примеры. xchg AX, [DI] xchg CX, GAMMA xchg AX, CL - ошибка!
Слайд 75
Копирование со знаковым расширением
movsx dst, src – копирование со знаковым расширением
(386+). Разрядность dst больше, чем разрядность src. dst – регистр, src –ячейка памяти.
Примеры. movsx AX, CL movsx AX, byte ptr mem1
Слайд 76
Копирование с нулевым расширением
movsz dst, src – копирование с нулевым расширением
(386+) . Разрядность dst больше, чем разрядность src. dst – регистр, src –ячейка памяти.
Примеры. movsz AX, CL movsz AX, byte ptr mem1
Слайд 77
Команды загрузки адреса данных
lea reg, mem – загрузка адреса данных (смещения) Пример.
Две аналогичные команды. lea BX, GAMMA mov BX, offset GAMMA lds reg, mem – одновременная загрузка смещения в reg и сегментного адреса в DS. Размер mem – двойное слово (для 16-разрядных РОН) и 6 байт (48 бит) для 32-разрядных. В памяти сначала находится смещение, а затем – сегментный адрес. Пример. lds BX, mem ; BX←mem, DS ←mem+2 аналогична командам: mov BX, word ptr mem mov AX. Word ptr mem+2 mov DS, AX
Слайд 78
Команды загрузки адреса данных
les reg, mem lfs reg, mem (386+) lgs reg,
mem (386+) lss reg, mem (386+) Одновременная загрузка из ячейки памяти смещения в reg и сегментного адреса в указанный командой сегментный регистр (ES, FS, GS или SS). Команды аналогичны lds.
Слайд 79
Команды пересылки флагов
LAHF - загрузка в регистр АН младшего байта
регистра флагов. В АН копируются флаги : SF (знак), ZF (нуль), AF (служебный перенос), PF (четность) и CF (переноса). Флаги обычно сохраняется для дальнейшего анализа: Пример. LAHF MOV mem1, AH SAHF - загрузка из регистра AH в младший байт регистра флагов. Команда, обратная LAHF, изменяющая флаги. Пример. Восстановить сохраненное ранее в переменной значение флагов: MOV AH, mem1 SAHF
Слайд 80
Команда записи в стек
push mem/reg - записать в стек Указатель стека SP по
умолчанию автоматически уменьшается на 2. Слово, адресуемое указателем стека SP, называется вершиной стека.
Пример. push AX ; запись AX в вершину стека push GAMMA ; запись слова по адресу GAMMA в вершину стека
Слайд 81
Команда извлечения из стека
pop mem/reg - вытолкнуть значение из стека и записать
его в ячейку памяти или регистр Указатель стека SP по умолчанию автоматически увеличивается на 2. Вершиной стека становится освобожденная ячейка.
386+. Допускается использование 32-разрядных регистров и ячеек памяти. push EAX pop EAX push dword ptr mem pop dword ptr mem
Слайд 82
Занесение в стек и извлечение из стека регистра флагов
pushf Занесение в вершину
стека 16-битного регистра флагов. SP←SP-2. popf Выталкивает и заносит в 16-битный регистр флагов сохраненное ране значение. SP←SP + 2. 386+ pushfd – сохранение в стеке 32-разрядного регистра флагов. SP←SP-4. рopfd – извлечение из стека 32-разрядного регистра флагов. SP←SP+4.
Слайд 83
Занесение в стек и извлечение из стека всех РОН
pusha Запись в стек
сразу всех 8 16-разрядных РОН в таком порядке: AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI, DI. SP←SP-16. popa Извлечение из стека и занесение в РОН всех 8 16-разрядных регистров. Значение регистра SP, сохраненное в стеке, командой извлекается, но отбрасывается. SP←SP+16. 386+ pushad Запись в стек сразу всех 8 32-разрядных РОН в таком порядке: EAX, ECX, EDX, EBX, ESP, EBP, ESI, EDI. SP←SP-32. popad Извлечение из стека и занесение в РОН всех 8 16-разрядных регистров. Значение регистра SP, сохраненное в стеке, командой извлекается, но отбрасывается. SP←SP+32.
Слайд 84
Расширение разрядности знаковых чисел в регистрах
cbw AX расширяется из AL. AH
заполняется старшим разрядом регистра AL. После команды AX = AL (только для знаковых чисел).
cwd DX заполняется знаковым разрядом из AX. После заполнения пара регистров DX, AX содержит 32-разрядное число, равное числу в AX (только для знаковых чисел).
Слайд 85
Расширение разрядности знаковых чисел в 32-разрядных регистрах (386+)
cwde EAX заполняется знаковым
разрядом из AX. После расширения EAX=AX (только для знаковых чисел). cdq EDX заполняется знаковым регистром из EAX. После пара регистров EDX, EAX содержит 64-разрядное знаковое число, равное знаковому числу в EAX.
Слайд 86
Команды ассемблера - 2
Слайд 87
Команды двоичной арифметики
Предназначены для выполнения базовых арифметических операций По результатам выполнения устанавливаются/сбрасываются
флаги После выполнения можно проверить флаги и принять решение о выполнении той или иной ветки алгоритма Операнды: dst – mem/reg src – mem/reg/data Разрядности операндов должны совпадать
Слайд 88
Команды сложения
add dst, src ; dst = dst + src adc dst, src ; dst
= dst + src + CF (сложение с переносом) Команда adc используется при реализации сложения чисел удвоенной разрядности. Пример. Сложение 2 32-разрядных чисел с использованием 16-разрядных регистров dataseg num1 dd 1252349 num2 dd 3246728 num3 dd ? codeseg begin: . . . mov AX, num1 mov BX, num1+2 mov CX, num2 mov DX, num2+2 add AX, CX adc BX, DX mov num3, AX mov num3+2, BX . . . end begin
Слайд 89
Команды вычитания
sub dst, src ; dst = dst – src sbb dst, src ; dst
= dst – src - CF (вычитание с заемом) Команда sbb используется при реализации вычитания чисел удвоенной разрядности. Пример. Вычитание 2 32-разрядных чисел с использованием 16-разрядных регистров dataseg num1 dd 1252349 num2 dd 3246728 num3 dd ? codeseg begin: mov AX, num1 mov BX, num1+2 mov CX, num2 mov DX, num2+2 sub AX, CX sbb BX, DX mov num3, AX mov num3+2, BX end begin
Слайд 90
Сложение с обменом
xadd mem, reg ; 486+ Выполняется сложение операнда из памяти с
содержимым регистра. После производится обмен: содержимое ячейки памяти заносится в регистр, а результат сложения – в ячейку памяти.
При выполнении команд сложения и вычитания возникает вопрос: как определить, что результат операции вышел (не вышел) за границы области возможных значений? Правило. Для беззнаковых чисел признаком выхода результата за границу диапазона является единица во флаге CF (CF=1). Для знаковых чисел – единица во флаге OF (OF=1).
Побитовые логические операции рассматривают операнды как последовательность
бит. Операция выполняется между каждой парой соответствующих бит. Ограничения этих команд такие же, как и для команды MOV. Dst – ячейка памяти или регистр, Src – ячейка памяти, регистр или непосредственное значение.
Слайд 94
Команды побитовых логических операций
not dst – побитовая инверсия. Каждый бит dst меняет свое
значение на противоположное. or dst, src – логическое «ИЛИ». Каждый бит dst вычисляется по правилам операции OR: dst = dst OR src. and dst, src – логическое «И». Каждый бит dst вычисляется по правилам операции AND: ёdst = dst AND src. xor dst, srx – «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ». Каждый бит dst вычисляется по правилам операции XOR: dst = dst XOR src. test op1, op2 - логическое «И» без сохранение результата (влияет только на регистр флагов).
Слайд 95
Правила выполнения побитовых операций
Действие команд на флаги
Слайд 96
Примеры использования побитовых логических команд
Пример проверки бита. Проверить, является ли младший
бит регистра AX единицей. test AX, 1h ; если после этой команды флаг ZF=0, то является, ; иначе– 0
или регистр; count – регистр CL или число, в обеих случаях значение должно быть в диапазоне от 1 до 7/15/31/63. Выполняет логический сдвиг влево операнда dst данных на количество разрядов, указанных в count. Младшие (освобождающиеся) разряды заполняются нулями. Старшие разряды числа последовательно помещаются во флаг переноса CF, а бит, который до этого находился во флаге переноса, теряется.
shl dst, count эквивалентен по результату применению count команд shl dst, 1
памяти или регистр; count – регистр CL или число, в обеих случаях значение должно быть в диапазоне от 1 до 7/15/31/63. Выполняет логический сдвиг вправо операнда dst на количество разрядов, указанных в count. Старшие (освобождающиеся) разряды заполняются нулями. Младшие разряды числа последовательно помещаются во флаг переноса CF, а бит, который до этого находился во флаге переноса, теряется.
shr dst, count эквивалентен по результату применению count команд shr dst, 1
Слайд 102
Применение команд логического сдвига
Используются для работы с битовыми полями в комбинации
с побитовыми логическими командами. Используются для реализации быстрого умножения/деления беззнаковых чисел на 2n. Пример работы с битовыми полями. Пусть содержимое регистра AX содержит битовые поля со значениями дня, месяца и года:
Требуется выделить или установить значение каждого поля.
Слайд 103
Применение команд логического сдвига
Выделение значения каждого из полей. mov BX, AX ;
сохраняем копию AX and AX, 1Fh ; в AX остался только день … mov AX, BX ; восстанавливаем исходное содержимое AX shr AX, 5 ; сдвигаем так, чтобы с нулевого бита начиналось поле месяца and AX, 0Fh ; в AX остался только месяц … mov AX, BX ; восстанавливаем исходное содержимое AX shr AX, 9 ; сдвигаем так, чтобы с нулевого бита начиналось поле года
Слайд 104
Применение команд логического сдвига
Установка значения каждого из полей в регистр AX. mov
BX, Day ; занесли день в BX and AX, 0FFE0h ; обнуляем день в AX or AX, BX ; установили день в AX … mov BX, Month ; занесли месяц в BX shl BX, 5 ; сдвигаем значение месяца в свои биты BX and AX, 0FE1Fh ; обнуляем месяц в AX or AX, BX ; установили месяц в AX … mov BX, Year ; занесли год в BX shl BX, 9 ; сдвигаем значение года в свои биты BX and AX, 1FFh ; обнуляем год в AX or AX, BX ; установили год в AX
Слайд 105
Команды арифметического сдвига
sal dst, count - арифметический сдвиг влево dst – ячейка памяти
или регистр; count – регистр CL или число, в обеих случаях значение должно быть в диапазоне от 1 до 7/15/31/63. Выполняет арифметический сдвиг влево операнда dst данных на количество разрядов, указанных в count. Младшие (освобождающиеся) разряды заполняются нулями. Старшие разряды числа последовательно помещаются во флаг переноса CF, а бит, который до этого находился во флаге переноса, теряется. Полностью аналогичен shl.
Слайд 106
Команды арифметического сдвига
sar dst, count - арифметический сдвиг вправо dst – ячейка памяти или
регистр; count – регистр CL или число, в обеих случаях значение должно быть в диапазоне от 1 до 7/15/31/63. Выполняет арифметический сдвиг вправо операнда dst данных на количество разрядов, указанных в count. Старшие (освобождающиеся) разряды заполняются знаковым разрядом. Младшие разряды числа последовательно помещаются во флаг переноса CF, а бит, который до этого находился во флаге переноса, теряется.
Пример. Реализовать деление числа X на 8 (с отбрасыванием остатка). mov AX, X sar AX, 3 ; AX = X/23
Слайд 107
Команды циклического сдвига
rol dst, count - циклический сдвиг влево dst – ячейка памяти
или регистр; count – регистр CL или число, в обеих случаях значение должно быть в диапазоне от 1 до 7/15/31/63. Циклически сдвигает каждый бит операнда dst влево на количество разрядов, указанных в count. Старшие биты числа последовательно копируются в младший бит, а также во флаг переноса CF.
Пример. Обмен старшего (биты 4—7) и младшего (биты 0-3) полубайтов числа: mov AL, 26h rol AL, 4 ; AL ← 62h
или регистр; count – регистр CL или число, в обеих случаях значение должно быть в диапазоне от 1 до 7/15/31/63. Циклически сдвигает каждый бит операнда dst вправо на количество разрядов, указанных в count. Младшие биты числа копируются в старший бит, а также во флаг переноса CF.
Слайд 109
Команды циклического сдвига с переносом
rcl dst, count - циклический сдвиг влево
через флаг переноса dst – ячейка памяти или регистр; count – регистр CL или число, в обеих случаях значение должно быть в диапазоне от 1 до 7/15/31/63. Циклически сдвигает через флаг переноса каждый бит dst влево на количество разрядов, указанных в count. Значение флага переноса CF последовательно помещается на место самого младшего бита, а самый старший (знаковый) бит числа последовательно помещается во флаг переноса CF.
Пример. Проверить значение младшего бита регистра AX. shr AX, 1 ; в CF младший бит регистра … rcl AX, 1 ; значение AX восстановлено
Слайд 110
Команды циклического сдвига с переносом
rcr dst, count - циклический сдвиг вправо через
флаг переноса dst – ячейка памяти или регистр; count – регистр CL или число, в обеих случаях значение должно быть в диапазоне от 1 до 7/15/31/63. Циклически сдвигает через флаг переноса каждый бит операнда dst вправо на количество разрядов, указанных в count. Значение флага переноса CF последовательно помещается на место самого старшего (т.е. знакового) бита, а самый младший бит числа последовательно помешается во флаг переноса CF.
Пример. Проверить значение бита 2 (начиная с 0) регистра AX. rcr AX, 3 ; в CF бит 2 регистра AX … rcl AX, 3 ; значение AX восстановлено
Слайд 111
Действие команд сдвига на флаги
Слайд 112
Команды сканирования битов
bsf reg, reg/mem Сканирует биты второго операнда, начиная с младшего
бита, до тех пор, пока не будет найден бит, равный 1. Его номер заносится в регистр, указанный в первом операнде (биты нумеруются с 0). Если нет ни одного единичного бита, устанавливается флаг ZF. Операнды должны иметь равную длину.
Пример. mov AX, 050h bsf DX, AX : DX=4
bsr reg, reg/mem Сканирует биты второго операнда, начиная со старшего бита, до тех пор, пока не будет найден бит, равный 1. Его номер заносится в регистр, указанный в первом операнде (биты нумеруются с 0). Если нет ни одного единичного бита, устанавливается флаг ZF. Операнды должны иметь равную длину.
Пример. mov AX, 050h bsr DX, AX : DX=6
Слайд 113
Команды сканирования битов
bt reg/mem, reg/data Анализирует бит, номер которого задан вторым операндом,
в значении, заданном первым операндом (биты нумеруются с 0). Заданный бит заносится в флаг CF. Операнды должны иметь равную длину.
btc reg/mem, reg/data Анализирует бит, номер которого задан вторым операндом,
в значении, заданном первым операндом (биты нумеруются с 0). Проверяемый бит заносится во флаг CF. Проверяемый бит инвертируется. btr reg/mem, reg/data Анализирует бит, номер которого задан вторым операндом, в значении, заданном первым операндом (биты нумеруются с 0). Проверяемый бит заносится во флаг CF. Проверяемый бит обнуляется. bts reg/mem, reg/data Анализирует бит, номер которого задан вторым операндом, в значении, заданном первым операндом (биты нумеруются с 0). Проверяемый бит заносится во флаг CF. Проверяемый бит устанавливается в 1.
Слайд 115
Команды ассемблера - 3
Слайд 116
Команды переходов
Классификация переходов: По модифицируемым регистрам. NEAR – внутрисегментный, «ближний» (модифицируется только регистр
IP); FAR – межсегментный, «дальний» (модифицируются CS:IP) По условию выполнения перехода. безусловный – переход выполняется всегда; условный – переход выполняется в случае, если комбинация проверяемых флагов истинна. По способу задания адреса перехода. Прямой – переход на заданную в программе метку. Косвенный – переход по адресу, задаваемому через РОН.
Команда безусловного перехода: jmp адрес – переход на метку/адрес Пример. jmp Label_1 ; переход на инструкцию, помеченную меткой Label_1 jmp [BX] ; переход на адрес, находящийся в памяти по адресу, ; содержащемуся в BX
– op2 test op1. op2 ; op1 & op2 Любая другая команда 2. Выполнить команду условного перехода. Команда метка Переход на метку, если условие команды истинно. Переход к следующей команде, если условие команды ложно.
Слайд 118
Команды условных переходов
Слайд 119
Команды условных переходов
при сравнении беззнаковых чисел
Слайд 120
Команды условных переходов
при сравнении знаковых чисел
Слайд 121
Реализация аналогов условных операторов if и if-else языков высокого уровня в
программе на ассемблере:
Команды переходов
if (A>0) then { Блок 1 } end if
Вариант 1: cmp AX, 0 jg Lab_1 jmp End_If Lab_1: { Блок 1 } End_If: ...
Вариант 2: cmp AX, 0 jle End_If { Блок 1 } End_If: ...
if (A>0) then { Блок 1 } else { Блок 2 } end if
Вариант 2: cmp AX, 0 jle Lab_2 { Блок 1} jmp End_If Lab_2: { Блок 2 } End_If: ...
Вариант 1: cmp AX, 0 jg Lab_1 { Блок 2} jmp End_If Lab_1: { Блок 1 } End_If: ...
Слайд 122
Проверка нескольких условий в программе на ассемблере:
Команды переходов
if (A>0) and (C=0)
then { Блок 1 } end if
cmp AX, 0 jle End_If ; A<=0 – сразу выход cmp CX, 0 jne End_If ; (A>0) and (C<>0) – выход { Блок 1 } End_If: ...
if (A>0) or (C=0) then { Блок 1 } end if
cmp AX, 0 jg Lab_1 ; A>0 - Ок cmp CX, 0 jne End_If ; (A<=0) and (C<>0) - выход Lab_1: { Блок 1 } End_If: ...
Слайд 123
Loop метка ; команда организации цикла В качестве беззнакового счетчика цикла всегда используется
CX. Цикл с пост-условием (условие проверяется в конце цикла, тело цикла всегда выполняется как минимум один раз. Проверка условия выхода (команда loop) эквивалентна выполнению последовательности действий: CX = CX-1 jnz метка ; переход на метку, если CX<>0 Невозможно организовать вложенные циклы без дополнительных действий по сохранению счетчика CX Команда LOOP может передать управление метке только на «расстоянии» -128.. 127 байт
чисел. datasg intarr dw 100h,200h,300h,400h codeseg mov DI, offset intarr ; адрес первого эл-та массива mov CX, 4 ; счетчик цикла – кол-во эл-тов массива xor AX, AX ; обнуляем сумму – AX L1: add AX, [DI] ; прибавить к сумме очередн. Эл-т add DI, 2 ; прибавить к DI размер эл-та массива loop L1 ; повторить цикл пока CX не станет 0
Слайд 125
Организация вложенных циклов
Пример 1. Сохранение счетчика в памяти. dataseg count dw ? codeseg mov
cx, 100 ; Установить счетчик внешнего цикла L1: . . . ; Тело внешнего цикла mov count, CX ; Сохранить счетчик внешнего цикла mov cx, 20 ; Установить счетчик внутреннего цикла L2: . . . ; Тело внутреннего цикла Loop l2 ; Повторить внутренний цикл mov cx,count ; Восстановить счетчик внешнего цикла . . . ; Тело внешнего цикла loop L1 ; Повторить внешний цикл
Слайд 126
Организация вложенных циклов
Пример 2. Сохранение счетчика в стеке. codeseg mov cx, 100 ;
Установить счетчик внешнего цикла L1: . . . ; Тело внешнего цикла push cx mov cx, 20 ; Установить счетчик внутреннего цикла L2: . . . ; Тело внутреннего цикла Loop l2 ; Повторить внутренний цикл pop cx ; Восстановить счетчик внешнего цикла . . . ; Тело внешнего цикла loop L1 ; Повторить внешний цикл
Слайд 127
Модификации команды loop
Пример 1. Проверить на равенство 2 массива. datasg M1 dw 100h,200h,300h,400h M2 dw
100h,200h,300h,400h codeseg xor DI, DI ; смещение эл-та массива mov CX, 4 ; счетчик цикла – кол-во эл-тов массивов L1: mov AX, M1[DI] ; элемент 1-го массива в AX mov BX, M2[DI] ; элемент 2-го массива в BX add DI, 2 ; прибавить к DI размер эл-та массива cmp AX, BX ; сравнение элементов массивов loopz L1 ; повторить цикл если элементы равны jz ravno . . . ; обработка если массивы не равны jmp endcmp ravno: . . . ; обработка если массивы равны endcmp: . . . ; продолжение программы
Слайд 128
Модификации команды loop
Пример 2. Проверить есть ли в массиве заданное число datasg M dw
100h,200h,300h,400h N dw 300h codeseg xor DI, DI ; смещение эл-та массива mov CX, 4 ; счетчик цикла – кол-во эл-тов массивов L1: mov AX, M1[DI] ; элемент массива в AX add DI, 2 ; прибавить к DI размер эл-та массива cmp AX, N ; сравнение элемента массива и числа loopnz L1 ; повторить цикл если они не равны jz ravno . . . ; обработка если числа нет в массиве jmp endcmp ravno: . . . ; обработка если число есть в массиве endcmp: . . . ; продолжение программы
Слайд 129
Реализация циклов общего вида
Используются команды условных переходов. Пример. While (A!=B) { // Тело цикла } BegLoop: cmp
AX, BX jz EndLoop . . . ; Тело цикла jmp BegLoop EndLoop: . . .
Слайд 130
Реализация «длинных» циклов
В «длинном цикле» переход выполняется на смещение, превышающее диапазон
-128..+127 байт. Пример. mov CX, Count L1: . . . ; Тело цикла dec CX jcxz L2 jmp L1 L2: . . . ; Цикл завершен
Слайд 131
Самостоятельная работа
Задание 1. Дано 16-разрядное битовое поле (регистр). Реверсировать порядок битов. Задание 2. Дан
массив из 10 знаковых чисел (слов). Найти минимальный и максимальный элементы массива.
Слайд 132
Команды умножения
mul множитель ; умножение беззнаковых чисел imul множитель ; умножение знаковых чисел длины множимого
и множителя должны быть равны: в команде указывается только множитель, который может быть или регистром или ячейкой памяти; множимое всегда находится в аккумуляторе (AX): для записи произведения (результата) используется в 2 раза больше байт, чем у множителя.
Слайд 133
Команды умножения После MUL флаги CF и OF равны нулю, если старшая
половина произведения равна 0, в противном случае оба флага равны 1. После IMUL флаги CF и OF равны нулю, если старшая половина содержит только расширение знака, в противном случае оба флага равны 1. Остальные флаги после этих команд неопределенны. Ограничения. В командах нельзя указывать непосредственный операнд – его нужно предварительно загрузить в регистр или ячейку памяти. mov bx, 10 mul bx Длина операндов при умножении должна быть равной. При умножении операндов разной длины меньший нужно расширить до длины большего. При беззнаковом умножении нулями, при знаковом – командами знакового расширения или movsx. mov AL, bb cbw ; mul ww ; mul ww
Слайд 134
Команды умножения. Примеры Пример 1. mov AL, 37 mov BL, 5 imul BL АХ
будет содержать 00B9h (+185), при этом CF = 0 и OF = 0, т.к. регистр АН содержит все нули. Пример 2. mov AL, -37 mov BL, 5 imul BL После выполнения операции умножения регистр АХ содержит 0FF47h (-1S5). Поскольку в регистре АН содержится расширение знака регистра AL (OFFh), то флаги имеют нулевые значения: CF = О, OF = 0.
Слайд 135
Команды деления
div делитель ; деление беззнаковых чисел idiv делитель ; деление знаковых чисел Делимое всегда
находится в аккумуляторе или аккумуляторе с расширением; Делитель задается операндом команды, размер которого в 2 раза меньше размера делимого (в байтах); Частное от деления помещается в младшую часть делимого; Остаток от деления помещается в старшую часть делимого.
Слайд 136
Команды деления
Состояние флагов после выполнения деления неопределенно. При использовании команд div и
idiv может возникнуть переполнение, что вызывает прерывание (деление на ноль, слишком большое частное). ?? Чтобы избежать переполнения, нужно следовать таким правилу: модуль делителя должен быть меньше модуля старшей части делимого. Эту проверку нужно выполнять перед командой деления. ?? – из литературы Модуль делимого с учетом старшей части должен быть больше модуля делителя.
Слайд 137
Команды деления. Проверка
?? Пример. Деление беззнаковых чисел. dataseg DIVISOR DB ? codeseg
cmp AH, DIVISOR jb overflow div DIVISOR overflow: < обработчик переполнения> ?? Для команды idiv необходимо учитывать, что либо делимое, либо делитель может быть отрицательным, а так как сравниваются абсолютные значения, нужно использовать команду neg для временного преобразования отрицательного значения в положительное. Если при этом отрицательное делимое занимает 2 регистра, преобразование знака нужно выполнять вручную: сначала инвертировать биты, а затем прибавить 1 к полученному числу. Пример. Преобразование знака делимого в DX:AX. not DX ; инвертирование битов в DX not AX ; инвертирование битов в АХ add AX, l ; прибавление 1 к АХ adc DX, 0 ; прибавление переноса к DX
Слайд 138
Умножение многоразрядных чисел
Умножение чисел большой разрядности может привести к появлению результата,
разрядность которого не может поместиться в пару регистров EDX:EAX (RDX:RAX). В таких случаях умножение может быть реализовано по принципу умножения в столбик по следующей схеме:
Слайд 139
Умножение многоразрядных чисел. Пример
Пример. Умножение двух двойных слов с получением 64-разрядного
результата с использованием 16-разрядных регистров. Исходные операнды: CX, BX – первый множитель, DX, AX – второй множитель. Результат записывается в 4 регистра: DX, CX, BX, AX.
dataseg HI_M dw ? ; для сохранения ст. части операнда LO_M dw ? ; для сохранения мл. части операнда HI_PP1 dw ? ; ст. часть 1 промеж. произведения LO_PP1 dw ? ; мл. часть 1 промеж. произведения HI_PP2 dw ? ; ст. часть 2 промеж. произведения LO_PP2 dw ? ; мл. часть 2 промеж. произведения HI_PP3 dw ? ; ст. часть 3 промеж. произведения LO_PP3 dw ? ; мл. часть 3 промеж. произведения HI_PP4 dw ? ; ст. часть 4 промеж. произведения LO_PP4 dw ? ; мл. часть 4 промеж. произведения
HI_M, DX ; сохраняем ст. часть 2 операнда mul BX ; DX,AX ← A*B mov LO_PP1, AX ; сохраняем произведение mov HI_PP1, DX ; -- mov AX, HI_M ; AX←D mul BX ; DX,AX ← D*B mov LO_PP3, AX ; сохраняем произведение mov HI_PP3, DX ; -- mov AX, LO_M ; AX←A mul CX ; DX,AX ← A*C mov LO_PP2, AX ; сохраняем произведение mov HI_PP2, DX ; -- mov AX, HI_M ; AX←D mul CX ; DX,AX ← D*C mov LO_PP4, AX ; сохраняем произведение mov HI_PP4, DX ; -- mov AX, LO_PP1 ; мл. часть результата в AX mov BX, HI_PP1 ; вычисляем вторую часть результата в BX add BX, LO_PP2 ; добавляем мл. часть 2 произведения adc HI_PP2, 0 ; добавляем перенос в ст. часть произведения 2 add BX, LO_PP3 ; добавляем мл. часть 3 произведения ; BX готов
Слайд 141
Умножение многоразрядных чисел. Пример
adc HI_PP3, 0 ; добавляем перенос в ст. часть
произведения 3 mov CX, HI_PP2 ; вычисляем третью часть произведения в CX add CX, HI_PP3 ; добавляем ст. часть произв.3 adc HI_PP4, 0; ; добавляем перенос к ст. части произв.4 add CX, LO_PP4 ; CX готов mov DX, HI_PP4 ; DX←ст. часть произв.4 adc DX, 0 ; DX готов
Слайд 142
Двоично-десятичная арифметика
Форматы представления двоично-десятичных чисел: Числа в формате ASCII, Неупакованные двоично-десятичные числа (BCD-числа), Упакованные
двоично-десятичные числа. Формат ASCII: ввод чисел с консоли или вывод на какое-либо устройство (дисплей или принтер); старший (левый) полубайт каждого байта содержит значение 3h; младший (правый) полубайт — значение десятичного разряда. Пример. 6591 - 36353931h. Неупакованный двоично-десятичный формат. левые полубайты таких чисел установлены в 0; операции выполняются медленнее, чем над двоичными числами. можно легко организовать обработку чисел большой разрядности. Пример. 6591 - 06050901h. Упакованный двоично-десятичный формат. каждый байт содержит две десятичные цифры по 4 бита каждая. Пример. 6591 - 6591h.
Слайд 143
Арифметика BCD и ASCII-чисел. Сложение
Сложение одноразрядных ASCII чисел выполняется в 3
этапа: Сложение командой add/adc, результат должен быть в AX. Коррекция регистра AX командой aaa. Результат – в AX правильное неупакованное двузначное BCD-число. Установка значения 3 в старшие полубайты AX. Пример. dataseg numl db 34h num2 db 38h codeseg mov AL, num1 mov BL, num2 add AL, BL aaa ; AX←0102h or AX, 3030h ; AX←3132h
Слайд 144
Арифметика BCD и ASCII-чисел. Сложение
Для реализации сложения многоразрядных ASCII-чисел нужно организовать
цикл, складывающий соответствующие разряды от младших к старшим с учетом переноса. dataseg num1 db ‘0037’ num2 db ‘0986’ len dw 4 sum db 4 dup (?) codeseg mov CX, len clc ; Очистка флага переноса mov BX, CX begin: dec BX ; Смещение последней складываемой цифры mov AL, byte ptr num1[BX] adc AL, byte ptr num2[BX] ; сложение двух ASCII-цифр aaa ; коррекция AX mov byte ptr sum[BX], AL ; запись рез-та в соотв. Байт loop begin or dword ptr sum, 30303030h ; переход к ASCII-числу в SUM
Слайд 145
Арифметика BCD и ASCII-чисел. Вычитание
Вычитание одноразрядных ASCII чисел выполняется в 3
этапа: Вычитание командой sub/sbb, результат должен быть в AX. Коррекция регистра AX командой aas. Результат – в AX правильное неупакованное двузначное BCD-число. Установка значения 3 в старшие полубайты AX. Пример. dataseg numl db ‘4’ num2 db ‘8’ codeseg mov AL, num1 mov BL, num2 sub AL, BL aas ; AX←FF04h – отрицательный результат or AX, 3030h ; AX←3F34h Для реализации вычитания многоразрядных ASCII-чисел нужно организовать цикл, вычитающий соответствующие разряды от младших к старшим с учетом флага переноса (заема).
Слайд 146
Арифметика BCD и ASCII-чисел. Умножение
Умножение одноразрядных ASCII чисел выполняется в 4
этапа: Преобразование ASCII-чисел в BCD-числа. Умножение командой mul, результат должен быть в AX. Коррекция регистра AX командой aam. Результат – в AX правильное неупакованное двузначное BCD-число. Установка значения 3 в старшие полубайты AX. Пример. dataseg numl db ‘4’ num2 db ‘8’ codeseg mov AL, num1 mov BL, num2 and AL, 0Fh and BL, 0Fh mul BL aam ; AX←0302h –результат or AX, 3030h ; AX←3332h Для реализации умножения многоразрядных ASCII-чисел нужно организовать цикл умножения «в столбик» с получением промежуточных произведений и их последующим сложением.
Слайд 147
Арифметика BCD и ASCII-чисел. Деление
Деление одноразрядных ASCII чисел выполняется в 4
этапа: Преобразование ASCII-чисел в BCD-числа. Коррекция двухбайтового делимого в регистре AX командой aad. Деление командой div. Результат – в AL неупакованное двузначное BCD-число – частное, в AH неупакованное BCD-число – остаток. Установка значения 3 в старшие полубайты AX. Пример. dataseg numl db ‘34’ num2 db ‘8’ codeseg mov AX, num1 mov BL, num2 and AX, 0F0Fh and BL, 0Fh aad div BL ; AL←04h, AH←02h or AX, 3030h ; AX←3234h Деление многоразрядных чисел выполняется методом «в столбик» или последовательностью вычитаний.
Слайд 148
Арифметика упакованных чисел. Сложение
С упакованными двоично-десятичными числами можно выполнять только операции
сложения и вычитания, после которых необходимо выполнить коррекцию. daa – десятичная коррекция для сложения. Преобразует двоичный результат выполнения команд add и adc в регистре AL в упакованное десятичное число. Пример. dataseg op1 db 32h op2 db 59h codeseg mov AL, op1 add AL, op2 ; AL←8Bh daa ; AL←91h Если после выполнения команды daa флаг CF=1, произошел перенос единицы из старшего разряда.
Слайд 149
Арифметика упакованных чисел. Вычитание
das – десятичная коррекция для вычитания. Преобразует двоичный
результат выполнения команд sub и sbb в регистре AL в упакованное десятичное число. Пример. op1 db 32h op2 db 59h codeseg mov AL, op2 sub AL, op1 ; AL←27h das ; AL←27h Если после выполнения команды das флаг CF=1, произошел заем единицы в старший разряд.
Слайд 150
Команды модификации флагов
Изменение флага CF CLC – обнулить флаг CF: CF←0. STC –
установить флаг CF: CF←1. CMC – инвертировать флаг CF: CF←CF xor 1. Флаг направления DF Используется при обработке строк и определяет направление обработки (0– обработка от меньших адресов к большим, 1 – наоборот). CLD – обнулить флаг DF: DF←0. STD – установить флаг DF: DF←1. Флаг прерывания IF Определяет реакцию системы на прерывания от внешних устройств (0– прерывания игнорируются, 1– процессор реагирует на прерывания). CLI – обнулить флаг IF: IF←0. STI – установить флаг IF: IF←1.
Слайд 151
Преобразование двоичных чисел при вводе Преобразование двоичных чисел при выводе Преобразование десятичных чисел
при вводе Преобразование десятичных чисел при выводе
СИМВОЛЬНАЯ ОБРАБОТКА
Слайд 152
Для переменной размером 1 байт:
Преобразование двоичных чисел при вводе
for i:=1 to
8 if [вх_буфер] = ‘0’ then CF=0; else CF = 1; rcl результат, 1; вх_буфер++; end for
AL – регистр для ввода; DI – адрес начала вх_буфера; CX – счетчик; mov CX, 8 st_loop: cmp byte ptr [DI], ‘0’ je C1 stc jmp e_loop C1: clc e_loop: rcl AL, 1 inc DI loop st_loop
Слайд 153
Для переменной размером 1 байт:
Преобразование двоичных чисел при выводе
for i:=1 to
8 сдвиг_влево на 1; if CF=1 then [вых_буфер] = ‘1’; else [вых_буфер] = ‘0’; вых_буфер++; end for
AL – число для вывода; DI – адрес начала вых_буфера; CX – счетчик; mov CX, 8 st_loop: rol AL, 1 jc C1 mov byte ptr [DI], ‘0’ jmp e_loop C1: mov byte ptr [DI], ‘1’ e_loop: inc DI loop st_loop
‘+’ je pos_v jmp st_digit neg_v: mov DI, 1 dec CX inc SI jmp st_digit pos_v: mov DI, 0 dec CX inc SI st_digit: mov AX, 0 st_loop: mul BX; рез=DX:AX mov DH, 0 mov DL, [SI] and DL, 0Fh add AX, DX inc SI loop st_loop cmp DI, 1 jne end_w neg AX end_w: ...
Знаковое число от -32768 до +32767 (16 битов). Число символов = длине буфера ввода. Проверка на ошибку не выполняется
Преобразование десятичных чисел при вводе
признак = 0; if [вх_буфер]==‘-’ then признак = 1; вх_буфер++; длина_строки--; else if [вх_буфер]==‘+’ then признак = 0; вх_буфер++; длина_строки--; end if end if результат = 0; for i=1 to длина_строки результат = результат * 10; результат = результат + + ASCII_2_BIN([вх_буфер]); вх_буфер++; end for if признак=1 then результат = - результат; end if
AX – регистр для ввода; SI – адрес начала вх_буфера; CX – число символов во вх_буфере; BX= 10 – константа для умножения; DI – признак;
Слайд 155
mov CX, 6 cl_field: mov byte ptr [SI], ‘ ‘ inc SI loop cl_field dec SI mov
Знаковое число от -32768 до +32767 (16 битов). Число знакомест = 6 (с учетом возможного знака). Ведущие нули не выводятся
Преобразование десятичных чисел при выводе
for i=1 to 6 [вых_буфер] = ‘ ‘; вых_буфер++; end for вых_буфер--; признак = 0; if число<0 then признак = 1; число = -число; end if do (число, остаток) = число /10; [вых_буфер] = BIN_2_ASCII(остаток); вых_буфер--; while (число<>0); if признак=1 then [вых_буфер] = ‘-’; end if
AX – число для вывода; SI – адрес начала вых_буфера; BX= 10 – константа для деления; DI – признак;
Слайд 156
Обработка строк
Слайд 157
Понятие строки Строка – непрерывная область памяти, длиной: В реальном режиме – до
64К: В защищенном режиме – неограниченной длины. Строки в языках программирования высокого уровня: Short string (короткая строка) – используется в языке Pascal и системе Delphi. Первый байт строки содержит количество символов строки, а последующие – сами символы. Длина такой строки – от 0 до 255 символов. Null-terminated string – строка, конец которой обозначается символом с кодом 0. Такие строки наиболее распространены (Си и др.).
Для ассемблера: Строка – это последовательность байт, начинающихся с заданного адреса. Элемент строки может быть размером 1, 2 или 4 байта. Конкретный вид строки и порядок обработки задает сам программист. Пример. dataseg ShortString db 6,‘Строка’ ; Короткая строка NullTermStr db ‘Строка’, 0 ; Null-terminated string
Слайд 158
Цепочечные примитивы Цепочечный примитив – это команда, предназначенная для обработки одного элемента
строки (массива). Отдельный примитив обрабатывает один элемент строки. В общем случае, примитивы работают с 2 областями памяти. Область, из которой данные поступают на обработку, является источником. Источник всегда адресуется парой регистров DS:SI. Область, в которую данные помещаются после обработки, является приемником. Приемник всегда адресуется парой регистров ES:DI. В некоторых примитивах используется только источник или только приемник.
ES:DI
DS:SI
Слайд 159
Инкремент или декремент После выполнения любого из примитивов содержимое индексных регистров DI
и SI автоматически увеличивается или уменьшается на одну и ту же величину – величину длины обрабатываемого элемента строки (1, 2 или 4). Направление изменения (увеличение или уменьшение) зависит от значения флага DF
двойного слова копирование аккумулятора (AL, AX, EAX) в элемент строки mem[ES:DI] ← аккумулятор Флаги не модифицируются. Пример. Заполнение области памяти определенным символом. dataseg s1 db dup 20 (?) len dw 20 codeseg mov AX, @DATA mov ES, AX cld ; обнулить DF для инкремента адреса mov AL, ‘X’ ; заполнитель lea DI, s1 ; адрес строки приемника mov CX, len ; количество символов l: stosb ; заполнить строку заполнителем loop l
Слайд 163
ПРЕФИКСЫ ПОВТОРЕНИЯ
Префикс повторения обеспечивает выполнение одного цепочечного примитива несколько раз. Количество повторений
определяется содержимым счетчика CX. Задает цикл из одной команды – цепочечного примитива
Пример. В предыдущем примере цикл loop можно заменить командой: rep stosb
Слайд 164
ОТЛИЧИЕ REP ОТ LOOP
Префикс повторения используется только с цепочечным примитивом; CX
проверяется до выполнения примитива, т.е. реализуется цикл с предусловием. Эквивалентная rep movsb запись: l1: jcxz l2 mov AL, [SI] mov [DI], AL inc/dec DI inc/dec SI dec CX jmp l1 l2:
Слайд 165
ПРИМЕР 1
Подсчет количества слов во фрагменте текста. dataseg s1 db ‘ text string for example
$‘ len dw 32 codeseg mov AX, @DATA mov DS, AX mov ES, AX mov CX, len ; размер строки lea DI, s1 ; адрес первого символа строки mov AL, ‘ ‘ ; разделитель слов xor BX, BX ; счетчик слов cld next: repe scasb ; пропускаем пробелы je exit ; кроме пробелов ничего нет – закончить inc BX ; нарастить счетчик repne scasb ; ищем конец слова jne exit ; строка закончилась – закончить jmp next exit: ; BX – счетчик слов
Слайд 166
ПРИМЕР 2
Сравнение двух строк. dataseg s1 db ‘ text string for example‘,0 S2 db ‘ text string for’,0
len dw 31 codeseg mov AX, @DATA mov DS, AX mov ES, AX mov CX, len ; размер строки lea SI, s1 ; адрес первой строки lea DI, s2 ; адрес второй строки cld ; прямое направление обработки строк repe cmpsb ; сравниваем строки jne mithmatch ; строки не равны match . . . ; строки равны - обработка jmp exit Mithmatch . . . ; строки не равны - обработка ; jb less1 ; s1 меньше ; ja great1 ; s1 больше . . . exit:
Слайд 167
Подпрограммы
Слайд 168
Понятие подпрограммы Вызов ПП заключается в передаче управления в новую точку сегмента
кода и запоминании адреса точки вызова, для того чтобы после окончания работы ПП можно было бы вернуться к следующей за ней команде. Преимущества использования подпрограмм: Позволяют разбить программу на логически законченные части; Позволяют сократить длину программы при многократном использовании повторяющейся последовательности действий; Упрощают внесение изменений в программный код. Позволяют создавать библиотеки подпрограмм и использовать их при разработки различных программ.
Слайд 169
СХЕМА ПРОГРАММЫ С ПОДПРОГРАММАМИ mov AX, 0 ; Начальные значения регистров mov BX, 0 . .
. jmp Start ; Переход к выполнению основной программы add1 proc ; Точка входа в процедуру add1 inc AX ; Команды процедуры ret ; Возврат в вызывающую программу add1 endp ; Конец описания процедуры sub1 proc ; Описание процедуры sub1 dec BX ret sub1 endp start: call add1 ; вызов процедуры add1 call sub1 ; вызов процедуры sub1 . . .
Слайд 170
Директивы описания подпрограммы Описание начала процедуры: ИмяТочкиВхода proc [near/ far] near указывает на то,
что процедура является ближней. К ближней процедуре можно обращаться только из того сегмента команд, где она объявлена; far указывает на то, что процедура дальняя. К дальней процедуре можно обращаться из любых сегментов команд, включая тот, где она объявлена; если тип процедуры отсутствует, считается, что она имеет тип near; для 32-разрядных приложений с моделью flat все вызовы процедур считаются ближними. Описание конца процедуры: ИмяТочкиВхода endp
Слайд 171
Вызов процедуры
call ИмяПроцедуры В момент вызова процедуры команда call помещает в
стек адрес команды, следующей непосредственно за call, уменьшая значение указателя стека SP (ESP). Команда call может иметь один из следующих форматов вызова: прямой ближний (в пределах текущего программного сегмента); прямой дальний (вызов процедуры, расположенной в другом программном сегменте); косвенный ближний (в пределах текущего программного сегмента с использованием переменной, содержащей адрес перехода); косвенный дальний (вызов процедуры, расположенной в другом программном сегменте, с использованием переменной, содержащей адрес перехода). Тип команды call, используемый по умолчанию, зависит от примениемой модели памяти: tiny, small, compact, flat – near, medium, large и huge – far.
Слайд 172
Способы вызова CALL
Прямой вызов – вызов по метке точки входа: call ИмяТочкиВхода ;
Тип вызова определяется по умолчанию call near ptr ИмяТочкиВхода ; Ближний вызов call far ptr ИмяТочкиВхода ; Дальний вызов Косвенный ближний вызов – вызов по значению адреса в памяти длиной в слово: call word ptr BX ; адрес подпрограммы находится в регистре ВХ call word ptr [BX] ; адрес подпрограммы находится в ячейке памяти, ; адрес которой помещается в регистр ВХ call word ptr [BX][SI] ; в ВХ – адрес таблицы адресов подпрограмм. ; в SI индекс в этой таблице call word ptr tbl[SI] ; переменная tbl содержит адрес таблицы адресов ; подпрограмм, в SI – индекс в этой таблице Косвенный дальний вызов – вызов по значению адреса в памяти длиной в двойное слово: call dword ptr [BX] call dword ptr [BX][SI] call dword ptr tbl[SI]
Слайд 173
Действие CALL. Ближний вызов
Помещает в стек относительный адрес точки возврата в
текущем программном сегменте (2 байта); Модифицирует указатель адресов команд IP так, чтобы в нем содержался относительный адрес точки перехода в том же программном сегменте (адрес первой команды подпрограммы).
Слайд 174
Действие CALL. Дальний вызов
Помещает в стек два слова: вначале сегментный адрес
текущего программного сегмента (CS), затем относительный адрес точки возврата в этом программном сегменте (IP). Выполняется модификация регистров IP и CS: в IP помещается относительный адрес точки перехода в том сегменте, куда осуществляется переход, а в CS —адрес этого сегмента
Слайд 175
Косвенный ближний вызов. Пример
.model small ; Вызов процедур из таблицы адресов процедур. data segment tbl DW
subr1 ; смещение процедуры subr1 DW subr2 ; смещение процедуры subr2 data ends code segment assume CS:code, DS:data main proc mov AX, data mov DS, AX ; адрес сегмента данных lea SI, tbl ; адрес первой процедуры xor BX, BX ; начальное смещение mov CX, 2 ; кол-во процедур next: call word ptr [BX][SI] ; вызов очередной процедуры add BX, 2 ; адрес следующей процедуры loop next main endp ; конец осн. Процедуры subr1 proc ; описание процедуры subr1 . . . subr1 endp subr2 proc ; описание процедуры subr2 . . . subr2 endp
Слайд 176
Косвенный дальний вызов. Пример
.model large data segment tbl DD ? ; дальний адрес процедуры subr1 DD ? ;
дальний адрес процедуры subr2 data ends code0 segment assume CS:code0, DS:data main proc mov AX, data mov DS, AX ; адрес сегмента данных lea SI, tbl ; адрес первой процедуры push SI ; сохраняем для дальн. использ. mov AX, code1 ; адрес сегмента с процедурами mov word ptr [SI], offset subr1 ; смещение процедуры1– первый байт mov word ptr [SI+2], AX ; второе слово – адрес сегмента add SI, 4 ; второй элемент таблицы mov word ptr [SI], offset subr2 ; смещение процедуры2– первый байт mov word ptr [SI+2], AX ; второе слово – адрес сегмента pop SI
dword ptr [BX][SI] ; дальний вызов очередной процедуры add BX, 4 ; адрес следующей процедуры loop next main endp ; конец осн. Процедуры . . . code0 ends code1 segment assume CS:code1 subr1 proc far ; описание процедуры subr1 . . . subr1 endp subr2 proc far ; описание процедуры subr2 . . . subr2 endp . . . code1 ends
Слайд 178
Возврат из процедуры
RET N Возврат из процедуры RETN N Возврат из ближней процедуры RETF
N Возврат из дальней процедуры Команда ret извлекает из стека адрес возврата и передает управление назад в программу, первоначально вызвавшую процедуру. Если командой ret завершается ближняя процедура, объявленная с атрибутом near, или используется модификация команды retn, со стека снимается одно слово- относительный адрес точки возврата Если командой ret завершается дальняя процедура, объявленная с атрибутом far, или используется модификация команды retf, со стека снимаются два слова: смещение и сегментный адрес точки возврата. Необязательный операнд (кратный 2 указывает, на сколько байтов дополнительно смещается указатель стека после возврата в вызывающую программу. Прибавляя эту константу к новому значению SP, команда ret освобождает из стека параметры, помещенные в него вызывающей программой перед вызовом call. Команда не воздействуют на флаги процессора.
Слайд 179
Передача параметров и возврат результата
Способы передачи параметров в процедуру: через регистры, через стек, с
использованием глобальных переменных, с использованием таблицы параметров. Конкретный способ передачи выбирает программист. Важно чтобы обработка параметров в ПП была согласована со способом задания параметров в вызывающей программе.
Слайд 180
Передача параметров через регистры
Преимущество – высокая эффективность. Недостаток – ограниченное количество
регистров процессора. Вызывающей программе и процедуре могут одновременно потребуются для работы одни и те же регистры. Нужно сохранить регистры в стеке при входе в подпрограмму и восстановить их при выходе из подпрограммы. Можно сохранять и восстанавливать отдельные регистры командами PUSH и POP. Но рекомендуется сохранять и восстанавливать все регистры процессора: PUSHA, POPA. Пример. dataseg X dw ? Y dw ? Z dw ? codeseg pusha ; сохранить регистры mov AX, X ; загрузить в них параметры mov BX, Y call near ptr sum mov z, AX ; получить возвращаемые значения popa ; восстановить регистры . . . sum proc near add AX, BX ret sum endp
Слайд 181
Передача параметров через стек
Основная программа записывает фактические параметры (их значения или
адреса) в стек, а процедура затем их оттуда извлекает. Наиболее универсальный способ, который используется в большинстве случаев, в том числе и в языках высокого уровня. Позволяет передавать неограниченное количество параметров. Для доступа к параметрам в стеке используется регистр ВР. В него необходимо поместить адрес вершины стека (на него указывает регистр SP), а затем использовать выражения вида [ВР+n] для доступа к параметрам процедуры. При ближнем вызове адрес первого параметра – [ВР+4], т.к. за вершиной стека сохранен IP длиной 2 байта. При дальнем вызове адрес первого параметра – [ВР+6], т.к. за вершиной стека сохранены IP и CS длиной 4 байта. При этом следует сохранить регистр ВР, поскольку он может потребоваться в основной программе.
Слайд 182
Передача параметров через стек. Пример 1
Слайд 183
Передача параметров через стек. Пример 2
Пример 2. Без сохранения регистров dataseg X dw ? Y dw
? Z dw ? codeseg push y ; параметры в стек push x call near ptr sum mov z, AX ; результат . . . sum proc near push BP ; сохранить BP mov BP, SP ; BP – вершина стека mov AX, [BP+4] ; извлечение параметров из стека add AX, [BP+6] pop BP ; восстановить BP ret 4 ; возврат с удалением 4 байт из стека sum endp
Слайд 184
Передача параметров через глобальные переменные
Передача значений заключается в обращении к имени
глобальной переменной непосредственно из процедуры. Глобальные, переменные позволяют работать с данными при минимальном использовании стека, что экономит процессорное время. Недостаток – подпрограмма «привязывается» к конкретному набору глобальных переменных. Пример. dataseg X dw ? Y dw ? Z dw ? codeseg call near ptr sum . . . sum proc near push AX mov AX, X add AX, Y mov Z, AX pop AX ret sum endp
Слайд 185
Передача параметров через таблицу параметров
В памяти заводится таблица, и вызывающая программа
передает в ПП адрес этой таблицы. Пример. dataseg X dw ? Y dw ? Z dw ? T_ARG dw ?, ?, ? codeseg mov T_ARG, X mov T_ARG+2, Y mov BX, offset T_ARG call near ptr sum . . . sum proc near push AX, mov AX, [BX] add AX, [BX+2] mov [BX+4], AX pop AX ret sum endp
Слайд 186
Структура для доступа к параметрам
ИмяСтруктуры STRUC директивы db, dw, dd ИмяСтруктуры ENDS Описывает структуру параметров процедуры,
занесенных в стек при ее вызове. Поля структуры могут быть использованы в качестве смещений относительно вершины стека при обращении к параметрам. Пример. sum proc near arg struc sav_bp dw ? sav_ip dw ? slag1 dw ? slag2 dw ? arg ends push BP mov BP, SP mov AX, [BP]slag1 add AX, [BP]slag2 pop BP ret 4 sum endp
Слайд 187
ДВОИЧНЫЕ ЦЕЛЫЕ ЧИСЛА
Сопроцессор переводит целые числа в вещественный формат и обрабатывает
в вещественном формате. Целые числа могут обрабатывать только команды, второй буквой которых является I.
Слайд 188
УПАКОВАННЫЕ ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЕ ЧИСЛА Содержат не более 18 цифр. Задаются директивой описания данных DT
(10 байт). Старший байт этого поля игнорируется. Старший бит этого байта хранит знак числа. Сопроцессор может только загрузить и выгрузить числа в упакованном формате, вся обработка ведется в вещественном формате. Пример. DT d17d16d15d14d13d12d11d10d9d8d7d6d5d4d3d2d1d0
Слайд 189
ВЕЩЕСТВЕННЫЕ ЧИСЛА
Основной формат сопроцессора. Представляются в виде мантиссы (M) и порядка (p): Мантисса
должна быть нормализована, т.е. удовлетворять соотношению 1 ≤ M < 2. Следствие нормализованности - в мантиссе всегда есть единичная целая часть. Следствие нормализованности – для любого вещественного числа существует только одно число с нормализованной мантиссой. Порядок p представляется неотрицательной характеристикой q: p = q + фиксированное смещение. Для каждого вещественного формата установлено свое значение фиксированного смещения.
Денормализованные вещественные числа. Это числа по модулю меньше минимального нормализованного
числа. Очень маленькие числа, расположенные между нулем и нормализованными числами.
Нуль. Может иметь знак – положительный или отрицательный.
Слайд 192
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
Бесконечность. Может иметь знак – положительная или отрицательная.
Нечисла. Сигнальные нечисла.
Сопроцессор не формирует их. Они загружаются программистом для вызова исключительной ситуации.
Тихие (спокойные) нечисла. Формируются сопроцессором при выполнении операции, где один из операндов - тихое нечисло.
Слайд 193
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
Неопределенность. Является частным случаем тихого нечисла Формируется как маскированная реакция сопроцессора
на исключение недействительной операции.
Неподдерживаемое число. Это все числа, которые не являются нормализованными числами или специальными значениями.
Слайд 194
АРХИТЕКТУРА СОПРОЦЕССОРА
Стек регистров сопроцессора. Регистры R0..R7 – предназначены для хранения вещественных
операндов. Каждый регистр содержит 80 бит (0-63 – мантисса, 64-78 – порядок, 79 – знак числа). Оптимизированы на реализацию вычислений с использованием обратной польской записи. Служебные регистры SWR, CWR и TWR длиной 16 бит каждый. SWR – регистр состояния сопроцессора. Содержит информацию о текущем состоянии сопроцессора, указывает, какой из регистров R0..R7 является вершиной стека сопроцессора, какие исключения возникли после выполнения последней команды и каковы особенности ее выполнения. Аналог регистра флагов центрального процессора. CWR – управляющий регистр сопроцессора. С помощью его полей можно регулировать точность выполнения вычислений, управлять округлением, маскировать исключения. TWR – регистр слова тегов. Используется для контроля за состоянием каждого из регистров R0..R7. Каждому из регистров стека сопроцессора в регистре TWR отведено по 2 бита: 0, 1 – R0; 2, 3 – R1 и т.д. Регистры указателей DPR и IPR длиной по 48 бит каждый. Используются при обработке исключительных ситуаций. DPR – регистр указателя данных. Хранит адрес операнда команды, вызвавшей исключение. IPR – регистр указателя команды. Хранит адрес команды, вызвавшей исключение.
Слайд 195
АРХИТЕКТУРА СОПРОЦЕССОРА
Слайд 196
СТЕК СОПРОЦЕССОРА
Физические регистры R0..R7. Размерность регистра – 80 бит. Тип данных – расширенный
вещественный формат. Организован по принципу кольца. Вершина стека является плавающей и перемещается после записи операнда в вершину. Команды сопроцессора оперируют логическими номерами регистров, относительно вершины: ST(0), ST(1)...ST(7). ST(0)- вершина стека.
Каждому регистру R0..R7 соответствуют 2 бита регистра тегов TWR, характеризующие его состояние: 00 – регистр занят допустимым ненулевым значением, 01 – регистр содержит ноль, 10 – регистр содержит одно из специальных значений, кроме нуля, 11 – регистр пуст и в него можно записать число.
Слайд 197
РЕГИСТР СОСТОЯНИЯ SWR
Слайд 198
РЕГИСТР УПРАВЛЕНИЯ CWR
Слайд 199
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЦП И СОПРОЦЕССОРА
ЦП и сопроцессор работают параллельно. Очередная команда поступает одновременно
и в ЦП и в сопроцессор. Если команда требует данных, ЦП извлекает их и выставляет на шину. Далее ЦП начинает декодировать следующую команду. Если команда требует данных, сопроцессор обращается к шине, получает данные и начинает выполнять команду. Необходима синхронизация ЦП и сопроцессора, т.к. ЦП быстрее обрабатывает команды сопроцессора. До процессоров 486 синхронизация выполнялась вручную программистом командами WAIT/FWAIT. Начиная с модели 486 команда WAIT/FWAIT введена в большинство команд сопроцессора, что обеспечивает его синхронизацию с ЦП.
Слайд 200
ПОСТРОЕНИЕ ОБРАТНОЙ ПОЛЬСКОЙ ЗАПИСИ
Рассматриваем поочередно каждый символ:
1. Если этот символ -
операнд, то помещаем его в выходную строку.
2. Если символ - знак операции (+, -, *, / ), то проверяем приоритет данной операции. Операции умножения и деления имеют наивысший приоритет. Операции сложения и вычитания имеют меньший приоритет. Наименьший приоритет имеет открывающая скобка.
Получив один из этих символов, мы должны проверить стек:
а) Если стек пуст, или находящиеся в нем символы имеют меньший приоритет, чем приоритет текущего символа, то помещаем текущий символ в стек.
б) Если символ, находящийся на вершине стека имеет приоритет, больший или равный приоритету текущего символа, то извлекаем символы из стека в выходную строку до тех пор, пока выполняется это условие; затем переходим к пункту а).
3. Если текущий символ - открывающая скобка, то помещаем ее в стек.
4. Если текущий символ - закрывающая скобка, то извлекаем символы из стека в выходную строку до тех пор, пока не встретим в стеке открывающую, которую следует просто уничтожить. Закрывающая скобка также уничтожается. Если вся входная строка разобрана, а в стеке еще остаются знаки операций, извлекаем их из стека в выходную строку.
Слайд 201
ВЫЧИСЛЕНИЕ ОБРАТНОЙ ПОЛЬСКОЙ ЗАПИСИ
Пример. Выражение: (a+b)*(c+d)-e. ОПЗ: ab+cd+*e-. Алгоритм вычисления: 1. Если очередной символ
входной строки - операнд, то помещаем его в вершину стека.
2. Если очередной символ - знак операции, то извлекаем из стека два верхних операнда, выполняем над ними операцию, результат помещаем в вершину стека.
Когда вся входная строка будет разобрана в стеке должно остаться одно число, которое и будет результатом данного выражения. Стек сопроцессора оптимизирован именно под этот алгоритм!
Слайд 202
Работа с прерываниями, защищенный режим
Слайд 203
ПОНЯТИЕ ПРЕРЫВАНИЯ
Прерывание– это временное прекращение некоторого программного блока с передачей управления
другому программному блоку. Прерывания разделяются на несколько видов: Программные – инициируются программным путем; Аппаратные внешние – инициируются внешними устройствами (клавиатура, мышь и т.д.); Аппаратные внутренние – инициируются внутри процессора (таймер, деление на 0 и т.д.). Обработка прерываний выполняется при помощи специальных системных подпрограмм, адреса которых записываются в таблицу векторов прерываний. В реальном режиме таблица векторов прерываний располагается по адресу 0 и содержит 256 векторов по 4 байта в каждом. Вектор содержит адрес сегмента (старшее слово) и смещения процедуры-обработчика в этом сегменте (младшее слово).
Слайд 204
ВЫЗОВ И ВОЗВРАТ ИЗ ПРЕРЫВАНИЯ
int НомерПрерывания – вызов прерывания В стек текущей
программы заносится содержимое регистра флагов, сегментного регистра CS и указателя команд IP Номер прерывания совпадает с номером вектора, который расположен по адресу 0 + НомерВектора * 4. Программа может передать параметры обработчику прерывания в РОН. iret – возврат из прерывания Эта команда последовательно извлекает из стека значения регистров IP, CS (адрес возврата) и регистр флагов. Обработчик прерывания может возвращать в РОН некоторые значения и устанавливать флаги (изменив их в копии флагов в стеке).
Слайд 205
ПЕРЕНАПРАВЛЕНИЕ ВЕКТОРА ПРЕРЫВАНИЯ
В некоторых случаях требуется изменить системный обработчик какого-либо прерывания
или добавить к нему определенные действия. Существует 3 варианта.
Слайд 206
ПЕРЕНАПРАВЛЕНИЕ ВЕКТОРА ПРЕРЫВАНИЯ. Способ 1
Используем функции DOS (прерывание 21h) с кодами
25h и 35h. Первая позволяет установить вектор на свою процедуру, а вторая – получить вектор. Пример. MOV AH, 35H ;получить вектор прерывания MOV AL, 5 ;вектор 5 (печать экрана) : INT 21H ;после выполнения содержимое вектора в ES:ВХ MOV OLD_S, ES ;сохранить старый вектор (сегмент) MOV OLD_0, BX ; (смещение) MOV AH, 25H ; установить вектор на свою процедуру MOV DX, ProcOffset ;смещение MOV СX, ProcSegment ;сегмент MOV DS, СX INT 21H
Слайд 207
ПЕРЕНАПРАВЛЕНИЕ ВЕКТОРА ПРЕРЫВАНИЯ. Способ 2
Непосредственное занесение значения в вектор. Пример. CLI ;запретить обработку
прерываний MOV АХ, 0 MOV ES, AX ; адрес сегмента - 0 MOV DX, ES:[5H*4] ; смещение процедуры вектора в DX MOV BX, ES: [5Н*4+2] ; сегмент в ВХ MOV OLD_S, BX ;сохраняем старый MOV OLD_0, DX ;вектор MOV DX, ProcOffset ; смещение устанавливаемой процедуры MOV AX, ProcSegment ; сегмент процедуры MOV ES:[5H*4], DX ;изменяем вектор MOV ES:[5Н*4+2],АХ STI ;разрешить прерывание Здесь команды CLI и STI нужны для запрета вызова именно этого прерывания.
Слайд 208
Вызов стандартного обработчика прерывания
Способ 1. Используем команду CALL. Пример. Пусть O_INT –
смещение (младшее слово), а S_INT – сегмент (старшее слово), расположенные в сегменте данных. Тогда переход выполняется: PUSHF ; сохраняем регистр флагов для правильного возврата ; командой iRet CALL DWORD PTR DS:[O_INT] ; косвенный вызов процедуры Здесь нужно быть очень аккуратным, поскольку эта процедура может возвращать результат либо в регистрах, либо во флагах. Нужно обеспечить, чтобы эти значения регистров и флагов не изменялись. Способ 2. Для вызова прерывания можно также использовать свободные векторы. Для этого необходимо направить неиспользуемый вектор на нужную процедуру и затем вызвать его командой INT. Пример. Мы работаем с вектором 16Н. Он направлен на нашу процедуру. Старое значение вектора 16Н присваиваем, например, вектору FEH. В конце процедуры обработки ставим команду INT FEH. Такой вызов будет аналогичен вызову через CALL. Внимание! Если программа изменила вектор прерывания, то перед ее завершением необходимо восстановить его старое значение!!!
Слайд 209
ЗАЩИЩЕННЫЙ РЕЖИМ
Защищенный режим позволяет использовать дополнительные возможности процессоров: увеличение адресуемого пространства до
4 Гбайт; возможность работать в виртуальном адресном пространстве, превышающем максимально возможный объем физической памяти и достигающем 64 Тбайт; организация многозадачного режима с параллельным выполнением нескольких программ (процессов); страничная организация памяти, повышающая уровень защиты задач друг от друга и эффективность их выполнения. В 32-разрядных процессорах появились 4 управляющих регистра CR0..CR3, в которых содержится информация о состоянии процессора. Регистры доступны только в защищенном режиме. CR0 –слово состояния системы, биты которого задают режимы работы: Бит разрешения защиты PE (бит 0). PE=1 – процессор работает в защищенном режиме, PE=0 – в реальном режиме. Бит страничного преобразования PG (бит 31). PG=1 – страничное преобразование включено, PG=0 – выключено. CR1 – зарезервирован, CR2 и СR3 используются для страничного преобразования адреса. Доступ к этим регистрам имеет программа с наивысшим уровнем привилегий (0). Меняя бит PE можно переключаться в защищенный режим и обратно. Если же программа не имеет привилегий, переключение в защищенный режим выполняется при помощи системных функций, вызываемых через прерывания.
Слайд 210
РЕГИСТРЫ СИСТЕМНЫХ АДРЕСОВ
В состав процессора входят 4 регистра системных адресов: GDTR
(Global Descriptor Table Register) - регистр таблицы глобальных дескрипторов; LDTR (Local Descriptor Table Register) - регистр таблицы локальных дескрипторов; IDTR (Interrupt Descriptor Table Register) - регистр таблицы дескрипторов прерываний; TR (Task Register) - регистр состояния задачи для хранения селектора сегмента состояния задачи.
Слайд 211
ДЕСКРИПТОРЫ
В защищенном режиме для каждого сегмента программы должен быть определен дескриптор
– 8-байтовое поле, в котором записываются базовый адрес сегмента и его длина.
База сегмента (32 бита) определяет начальный линейный адрес сегмента в адресном пространстве процессора. Граница (limit) сегмента представляет собой номер последнего байта сегмента. Граница может указываться либо в байтах (тогда максимальный размер сегмента равен 1 Мбайт), либо в блоках по 4 Кбайт (тогда размер сегмента может достигать 4 Гбайт, но будет кратен 4 К). В каких единицах задастся граница - определяет специальный бит дробности в атрибутах дескриптора. Дескрипторы размещаются либо в таблице глобальных дескрипторов GDT либо в таблице локальных дескрипторов LDT. Таблица GDT может быть только одна, а таблиц LDT может быть произвольное количество. Сегменты GDT доступны всем задачам, а сегменты LDT – только в пределах своей задачи.
Слайд 212
СЕЛЕКТОР ДЕСКРИПТОРА
Для обращения к требуемому сегменту программист заносит в сегментный регистр
не сегментный адрес, а так называемый селектор. В состав селектора входит номер (индекс) соответствующего сегменту дескриптора. Процессор по этому номеру находит нужный дескриптор, извлекает из него базовый адрес сегмента и, прибавляя к нему указанное в конкретной команде смещение (относительный адрес), формирует адрес ячейки памяти. Индекс дескриптора записывается в селектор начиная с бита 3, что эквивалентно умножению его на 8. Таким образом, можно считать, что селекторы последовательных дескрипторов представляют собой числа 0, 8, 16, 24 и т. д.
RPL – уровень привилегий приложения; TI – задает таблицу дескрипторов (0-глобальная, 1-локальная).
Слайд 213
ПРЕРЫВАНИЯ В ЗАЩИЩЕННОМ РЕЖИМЕ
В защищенном режиме аналогом таблицы векторов прерываний является
таблица дескрипторов прерываний - IDT (Interrupt Descriptor Table), располагающаяся обычно в операционной системе защищенного режима. Таблица IDT содержит дескрипторы обработчиков прерываний, в которые входят их адреса. Для того чтобы процессор мог обратиться к этой таблице, ее адрес следует загрузить в регистр IDTR (Interrupt Descriptor Table Register, регистр таблицы дескрипторов прерываний). Таблица дескрипторов прерываний IDT состоит из дескрипторов, которые называются шлюзами. Через шлюзы осуществляется доступ к обработчикам прерываний и исключений. Формат шлюза отличается от формата дескриптора сегмента памяти. Основной частью шлюза является полный трехсловный адрес обработчика, состоящий из селектора и смещения.
![mov DI, 0 cmp byte ptr [SI], ‘-’ je neg_v cmp](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/587185/slide-153.jpg)
![mov CX, 6 cl_field: mov byte ptr [SI], ‘ ‘ inc](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/587185/slide-154.jpg)
![Директивы описания подпрограммы Описание начала процедуры: ИмяТочкиВхода proc [near/ far] near](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/587185/slide-169.jpg)
Информационные системы и базы данных
Разработка контента буклета для представления проектов НИУ МЭИ
Технологический инструментарий развития сообществ в социальных сетях на примере группы ВКонтакте
Графические изображения в медицине и здравоохранении
Применение баз данных. 11 класс
Start. Stop
Информационная безопасность. Методы защиты информации
Использование Сетевого города при предоставлении муниципальных услуг в электронном виде в сфере образования г. Губкинского
Технологія MPLS, як транспорта. Технологія для входу до ГІІ. (Лекція 6)
Файлы пакетной обработки
Основные понятия и сущность информационных ресурсов
Модуль 4. Операторы цикла. Основные операторы цикла
Windows приложение. Как работает? Обработка событий – клавиатура, мышь, таймер. Random. Лекция 8
Перевод чисел в позиционных системах счисления
Межсетевой экран и его функции. Основные компоненты брандмауэра
Работа с файлами в Паскале
История развития вычислительной техники
Электронные таблицы
Новый порядок применения контрольно-кассовой техники
Системы координат при моделировании ионной имплантации
Математические основы информатики Единицы представления информации 
Составляющие структуры хранилищ данных. Таблица фактов и таблицы измерений. (Лекция 3)
Презентация "эксперементальная" - скачать презентации по Информатике
Кроссворд Творческий путь С. Прокофьева Вопросы
Браузер. Работа с интернет-магазином, интернет-СМИ, интернет турагентством, интернет-библиотекой
Компьютерное моделирование режимов эксплуатации бульдозера с неповоротным отвалом
УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА
Лекция 2 ТИПЫ ДАННЫХ (ПРОСТЫЕ ТИПЫ)