48264 (Программная модель процессоров семейства X86), страница 2

Логическая интерпретация этих типов:

• Целый тип со знаком — двоичное значение со знаком, размером 8, 16 или 32 бита. Знак в этом двоичном числе содержится в 7, 15 или 31-м бите соответственно. Ноль в этих битах в операндах соответствует положительному числу, а единица — отрицательному. Отрицательные числа представляются в дополнительном коде. Числовые диапазоны для этого типа данных следующие:

  • 8-разрядное целое — от –128 до +127;

  • 16-разрядное целое — от –32 768 до +32 767;

  • 32-разрядное целое — от –2³¹ до +2³¹–1.

• Целый тип без знака — двоичное значение без знака, размером 8, 16 или 32 бита. Числовой диапазон для этого типа следующий:

• байт — от 0 до 255;

• слово — от 0 до 65 535;

• двойное слово — от 0 до 2³²–1.

• Указатель на память двух типов:

  • ближнего типа — 32-разрядный логический адрес, представляющий собой относительное смещение в байтах от начала сегмента. Эти указатели могут также использоваться в сплошной (плоской) модели памяти, где сегментные составляющие одинаковы;

  • дальнего типа — 48-разрядный логический адрес, состоящий из двух частей: 16-разрядной сегментной части — селектора, и 32-разрядного смещения.

• Цепочка — представляющая собой некоторый непрерывный набор байтов, слов или двойных слов максимальной длины до 4 Гбайт.

• Битовое поле представляет собой непрерывную последовательность бит, в которой каждый бит является независимым и может рассматриваться как отдельная переменная. Битовое поле может начинаться с любого бита любого байта и содержать до 32 бит.

• Неупакованный двоично-десятичный тип — байтовое представление десятичной цифры от 0 до 9. Неупакованные десятичные числа хранятся как байтовые значения без знака по одной цифре в каждом байте. Значение цифры определяется младшим полубайтом.

• Упакованный двоично-десятичный тип представляет собой упакованное представление двух десятичных цифр от 0 до 9 в одном байте. Каждая цифра хранится в своем полубайте. Цифра в старшем полубайте (биты 4–7) является старшей.

Рис. 4. Основные логические типы данных микропроцессора

Язык микроопераций. Ассемблер.

Структура программы на ассемблере:

Model small ;модель программы, или же количество памяти на сегмент

.data ;сегмент данных

;описание переменных

.stack 100h ;сегмент стека

.code ;сегмент данных

;процедуры, макрокоманды

main:

;основная программа

end main

Директивы резервирования памяти

Для описания простых типов данных в программе используются специальные директивы резервирования и инициализации данных, которые, по сути, являются указаниями транслятору на выделение определенного объема памяти. Если проводить аналогию с языками высокого уровня, то директивы резервирования и инициализации данных являются определениями переменных.

Машинного эквивалента этим директивам нет; просто транслятор, обрабатывая каждую такую директиву, выделяет необходимое количество байт памяти и при необходимости инициализирует эту область некоторым значением.

Директивы резервирования и инициализации данных простых типов имеют формат:

Рис. 5. Директивы описания данных простых типов

На рис. 5 использованы следующие обозначения:

• ? показывает, что содержимое поля не определено, то есть при задании директивы с таким значением выражения содержимое выделенного участка физической памяти изменяться не будет. Фактически, создается неинициализированная переменная;

• значение инициализации — значение элемента данных, которое будет занесено в память после загрузки программы. Фактически, создается инициализированная переменная, в качестве которой могут выступать константы, строки символов, константные и адресные выражения в зависимости от типа данных. Подробная информация приведена в приложении 1;

• выражение — итеративная конструкция с синтаксисом, описанным на рис. 5.17. Эта конструкция позволяет повторить последовательное занесение в физическую память выражения в скобках n раз.

• имя — некоторое символическое имя метки или ячейки памяти в сегменте данных, используемое в программе.

• db — резервирование памяти для данных размером 1 байт. Директивой db можно задавать следующие значения:

  • выражение или константу, принимающую значение из диапазона:

    • для чисел со знаком –128...+127;

    • для чисел без знака 0...255;

  • символьную строку из одного или более символов. Строка заключается в кавычки. В этом случае определяется столько байт, сколько символов в строке.

• dw — резервирование памяти для данных размером 2 байта. Директивой dw можно задавать следующие значения:

  • выражение или константу, принимающую значение из диапазона:

    • для чисел со знаком –32 768...32 767;

    • для чисел без знака 0...65 535;

  • выражение, занимающее 16 или менее бит, в качестве которого может выступать смещение в 16-битовом сегменте или адрес сегмента;

  • 1- или 2-байтовую строку, заключенная в кавычки.

• dd — резервирование памяти для данных размером 4 байта. Директивой dd можно задавать следующие значения:

  • выражение или константу, принимающую значение из диапазона:

    • для i386 и выше:

      • для чисел со знаком –2 147 483 648...+2 147 483 647;

      • для чисел без знака 0...4 294 967 295;

  • относительное или адресное выражение, состоящее из 16-битового адреса сегмента и 16-битового смещения;

  • строку длиной до 4 символов, заключенную в кавычки.

• df — резервирование памяти для данных размером 6 байт;

• dp — резервирование памяти для данных размером 6 байт. Директивами df и dp можно задавать следующие значения:

  • выражение или константу, принимающую значение из диапазона:

    • для чисел со знаком –2 147 483 648...+2 147 483 647;

    • для чисел без знака 0...4 294 967 295;

  • относительное или адресное выражение, состоящее из 32 или менее бит (для i80386) или 16 или менее бит (для младших моделей микропроцессоров Intel);

  • адресное выражение, состоящее из 16-битового сегмента и 32-битового смещения;

  • строку длиной до 6 байт, заключенную в кавычки.

• dq — резервирование памяти для данных размером 8 байт. Директивой dq можно задавать следующие значения:

  • относительное или адресное выражение, состоящее из 32 или менее бит

  • константу со знаком из диапазона –2⁶³...2^63–1;

  • константу без знака из диапазона 0...2^64–1;

  • строку длиной до 8 байт, заключенную в кавычки.

• dt — резервирование памяти для данных размером 10 байт. Директивой dt можно задавать следующие значения:

  • относительное или адресное выражение, состоящее из 32 или менее бит

  • адресное выражение, состоящее из 16-битового сегмента и 32-битового смещения;

  • константу со знаком из диапазона –2⁷⁹...2^79-1;

  • константу без знака из диапазона 0...2^80-1;

  • строку длиной до 10 байт, заключенную в кавычки;

  • упакованную десятичную константу в диапазоне 0...99 999 999 999 999 999 999.

Очень важно уяснить себе порядок размещения данных в памяти. Он напрямую связан с логикой работы микропроцессора с данными. Микропроцессоры Intel требуют следования данных в памяти по принципу: младший байт по младшему адресу.

Для иллюстрации данного принципа рассмотрим листинг 1, в котором определим сегмент данных. В этом сегменте данных приведено несколько директив описания простых типов данных.

Листинг 1. Пример использования директив резервирования и инициализации данных. Программа вводит строку с клавиатуры.

model small

.stack 100h

.data

message db 'Массив байт, содержащих символьные переменные',10,13 '$'

po db 1, 3, 4, 5, 0fh, 0bh, 32, 01011b

perem_1 db 0ffh

perem_2 dw 3a7fh

perem_3 dd 0f54d567ah

k1 db 10

k2 db ?

mas db 10 dup ('?')

adr dw k1

adr_full dd perem_3

.code

start:

mov ax,@data

mov ds,ax

mov ah,0ah

mov dx,offset message ; mov dx, adr

int 21h

mov ax,4c00h

int 21h

end start

Система команд

Формат предложения ассемблера

[имя метки:] КОП [операнд1] [,операнд2] [;комментарии]

Команды пересылки данных

mov ,
можно	Нельзя	Должно быть
mov ах, вх; ах:=вх mov ах,0а2h; ах:= 0а2h mov per1,ax	mov ax,bh mov per1, per2 mov ds,per1 mov cs,ds mov cs,ax; пара cs:ip содержит адрес следующей команды	mov ah, bh mov al, per2 mov per1,al mov ax, per1 mov ds,ax mov ax,ds либо push ds mov cs,ax pop cs

xchg , ; двунаправленный обмен данными а:=в; в:=с; с:=а

xchg dl,dh; меняет местами данные

Команды ввода-вывода в порт

in аккумулятор,номер_порта — ввод в аккумулятор из порта

out порт,аккумулятор — вывод содержимого аккумулятора в порт 

Команды работы с адресами и указателями памяти

lea назначение,источник — загрузка эффективного адреса источника в регистр-назначение;

lea dx, x ; аналогично команде mov dx,offset x

lds назначение,источник — загрузка эффективного адреса источника в регистр назначения и загрузка указателя (адрес сегмента где содержится источник) в регистр сегмента данных ds;

les назначение,источник —-//-регистр дополнительного сегмента данных es;

lgs назначение,источник — -//- регистр дополнительного сегмента данных gs;

lfs назначение,источник — -//- регистр дополнительного сегмента данных fs;

lss назначение,источник — -//- регистр сегмента стека ss.

les dx,per1 ;полный указатель на per1 в пару es:dx

Команды работы со стеком

Для работы со стеком предназначены три регистра:

ss — сегментный регистр стека;

sp/esp — регистр указателя стека;

bp/ebp — регистр указателя базы кадра стека.

push источник — запись значения источник в вершину стека.

Алгоритм работы:

• уменьшить значение указателя стека esp/sp на 4/2 (в зависимости от значения атрибута размера адреса — use16 или use32);

• записать источник в вершину стека (адресуемую парой ss:esp/sp).

Размер записываемых значений — слово или двойное слово. Также в стек можно записывать непосредственные значения. В стек можно класть значение сегментного регистра cs. Другой интересный момент связан с регистром sp. Команда push esp/sp записывает в стек значение esp/sp по состоянию до выдачи этой команды

Команда push используется совместно с командой pop для записи значений в стек и извлечения их из стека

pop назначение — запись значения из вершины стека по месту, указанному операндом назначение. Значение при этом “снимается” с вершины стека.

Push ax

Push bx

push cx

…

p

ss:bp

op cx

pop bx

pop ax

push ax

pop bx ; аналогично команде mov bx,ax

pusha - размещение в стеке регистров общего назначения в следующей последовательности: ax, cx, dx, bx, sp, bp, si, di

pushad - размещение в стеке регистров общего назначения в следующей последовательности: eax, ecx, edx, ebx, esp, ebp, esi, edi

pushf - размещение в вершине стека (ss:sp) содержимого регистра флагов flags