А.А. Вылиток - Сегментирование в ПК. Префиксы замены сегмента (1056129)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Сегментирование в ПК. Префиксы замены сегментаА.А. ВылитокОперативная память ПК имеет объем 220 байтов (1 МБ). Байт — минимальноадресуемая часть ОП, поэтому для явного указания адреса операнда, находящегося вОП, необходимо 20 двоичных разрядов. Чтобы не указывать в командах 20-разрядныйадрес целиком, и тем самым сократить размер команд (и, как следствие, машинныхпрограмм), в ПК принят способ адресации, названный сегментированием. Он состоит вследующем. Память условно делят на участки, называемые сегментами.

В ПК сегментпамяти — это непрерывный участок ОП длиной не более 216 байт, начинающийся поадресу кратному 16-ти. Абсолютный (физический) адрес ячейки памяти из некоторогосегмента можно представить в виде А = B + ofs, где B — адрес начала сегмента (база),ofs — адрес (номер) ячейки, отсчитанный от начала сегмента (смещение). Так какразмер сегмента не превосходит 216 байт, для задания смещения достаточно 16-тиразрядов. Для задания базы также достаточно 16-ти разрядов, поскольку адрес началасегмента кратен 16-ти, т.е. последние четыре бита этого адреса всегда нулевые – ихможно не записывать, но учитывать при вычислении абсолютного адреса. Адрес началасегмента, деленный на 16, называется номером сегмента.

Если N — номер сегмента, тоформула для представления абсолютного адреса приобретает вид: А = N·16 + ofs. Дляхранения номеров сегментов в ЦП предусмотрены четыре специальных регистра (16разрядных): CS, SS, DS, ES. Это так называемые сегментные регистры.Напомним, что в команде ПК может быть явно задано не более одного операнда,находящегося в ОП (не существует формата команд «память-память»). Привыполнении команды абсолютный адрес её операнда вычисляется в два этапа. Сначалавычисляется так называемый исполнительный адрес: содержимое адресного полякоманды складывается с содержимым модификаторов (если они используются в даннойкоманде), полученный результат берется по модулю 216 (∗).Далее абсолютный адрес вычисляется по формуле:Aабс = (Aисп + SR·16) mod 220,где Aисп — исполнительный адрес, SR — значение сегментного регистра. Какой именносегментный регистр используется, ведь он не указывается в команде? Ответ таков.Каждая команда, содержащая адресный операнд, априори подразумеваетиспользование конкретного сегментного регистра: SS или DS.

Это так называемыесегментные регистры по умолчанию. В этом отношении команды как бы делятся на двакласса: те, в которых есть модификация по BP, используют по умолчанию SS,остальные — DS. Если мы хотим, чтобы в данной команде был использован другойсегментный регистр, например ES, или CS, или SS вместо DS, или DS вместо SS, топеред данной командой нужно поместить специальную однобайтовую команду,называемую префиксом замены сегмента. Таких команд всего четыре — по одной накаждый сегментный регистр. Для сегментного регистра ES машинный код префиксазамены равен 26h, для SS — 36h, для CS — 2Eh, для DS — 3Eh.Сделаем замечание по поводу команд перехода. Как известно, в ПК адресочередной команды, подлежащей выполнению, определяется парой регистров CS:IP.Абсолютный адрес этой команды вычисляется по формуле: (IP + CS·16) mod 220.∗Адресное поле может отсутствовать (тогда обязательно присутствуют модификаторы);модификаторов может быть один или два.

К регистрам-модификаторам в ПК относятся BP, BX,SI, DI. Если в команде указана модификация адреса по двум регистрам, то из их названий можносоставить слово «BI»; например, SI и BX — допустимая пара модификаторов.1Передача управления осуществляется посредством изменения значений IP и CS. Вначале выполнения любой команды значение IP автоматически увеличивается на длинуисполняемой команды, так что происходит переход к следующей команде, и командывыполняются последовательно.

Чтобы изменить порядок выполнения, используютсякоманды перехода (отметим, что с помощью пересылок регистры IP и CS менятьнельзя). Команды, которые изменяют только IP, называются командамивнутрисегментного (близкого) перехода. Команды, которые изменяют IP и CS,называются командами межсегментного (дальнего) перехода. Если информация оновом значении IP и, в случае межсегментного перехода — CS, присутствуетнепосредственно в команде, то это команда прямого перехода, иначе — косвенного. Вслучае косвенного перехода информация о новом значении IP (и CS) извлекается из ОПили регистра, а сама команда лишь определяет то место, где хранится новое значение.Команды прямого внутрисегментного перехода бывают длинные и короткие.Длинные состоят из трех байтов и, кроме кода операции, содержат новое значение(размером в слово) IP (т.е.

смещение относительно начала сегмента, номер которогонаходится в CS). Получается, что в такой команде как бы есть адресное поле, носегментирования не происходит, поскольку адрес в этой команде не указывает наоперанд в ОП, а сам используется как непосредственный операнд.

Короткие командыперехода состоят из двух байтов. Вместо смещения во втором байте указываетсявеличина (от −128 до +127), которую следует прибавить к текущему значению IP,чтобы получить новое значение. Отметим также, что команды условного переходабывают только короткими, все остальные (т.е. не короткие) переходы — безусловные.В командах прямого межсегментного перехода кроме значения IP указываетсяеще и новое значение CS (вместе с кодом операции длина такой команды составляет5 байт).Что касается команд косвенного перехода (в них указывается адрес в ОП, покоторому находятся значения IP и, в межсегментном случае, CS), то при ихвыполнении сегментирование осуществляется описанным выше способом как длялюбой другой команды, содержащей адрес операнда в ОП.

Бывают еще командыкосвенного перехода по регистру. В них, разумеется, сегментирование отсутствует, таккак адрес перехода берется из регистра, а не из ОП.Для того, чтобы сегментирование происходило корректно, сегментные регистрыдолжны быть настроены на соответствующие номера сегментов. Регистр CS всегданастраивается автоматически операционной средой перед запуском программы. Для SSтакже возможна автоматическая настройка.

Остальные должны быть настроены впрограмме с помощью команд, загружающих номер сегмента в сегментный регистр.(Непосредственный операнд напрямую нельзя записать в сегментный регистр, поэтомуномер сегмента сначала записывается в регистр общего назначения, например AX, азатем из него пересылается в сегментный регистр.) В процессе выполнения программыможно перенастроить сегментные регистры на другие сегменты, изменив нужнымобразом значения регистров (кроме регистра CS — в него нельзя переслать значение –он меняется только в результате межсегментных переходов).На языке ассемблера сегменты памяти изображаются с помощью программныхсегментов. Программный сегмент — это последовательность предложений ЯА,ограниченная директивами SEGMENT и ENDS. Каждый программный сегмент имеетимя, оно указывается дважды – в открывающей и закрывающей сегмент директивах:<имя сегмента> SEGMENT <параметры><предложение>…<предложение><имя сегмента> ENDS2Программные сегменты с одним и тем же именем объединяются в один сегмент памятив порядке их расположения в программе.

Объём сегмента не должен превышать 64K,иначе ассемблер зафиксирует ошибку. Имя сегмента в ЯА относится к константнымвыражениям, его значением является номер соответствующего сегмента памяти.Предложения ЯА, задающие команды и данные, не могут находиться внепрограммного сегмента. Программа на ЯА представляет собой последовательностьпрограммных сегментов. Обычно программа на ЯА состоит, по меньшей мере, из трёхсегментов: сегмента стека, сегмента данных и сегмента команд.

В конце программыстоит директива END <точка входа>, где <точка входа> — имя метки, стоящей передтой командой, с которой должно начаться выполнение программы. При запускепрограммы сегментный регистр CS автоматически настраивается на сегмент,содержащий точка входа (IP соответственно настраивается на смещение точки входаотносительно начала сегмента).При описании сегмента стека в директиве SEGMENT указывается параметрSTACK.

Это позволяет не заботиться о настройке сегментного регистра SS — в этомслучае при запуске программы он настраивается автоматически. Для безошибочнойтрансляции сегмента команд с именем <имя> перед ним должна стоять директиваASSUME CS:<имя>. В противном случае, встретив первую же метку, ассемблерсообщит об ошибке.Вообще директива ASSUME <SR>:<имя программного сегмента> сообщаетассемблеру, что переменные, расположенные в данном программном сегменте, должнысегментироваться по регистру <SR>, что позволяет не указывать явно этот регистр вкоманде.

Ассемблер «помнит» о соответствии между регистром <SR> и сегментомвплоть до следующей директивы, устанавливающей новое соответствие для <SR>. Водной директиве ASSUME через запятую можно задать несколько соответствий. Можнотакже отменить уже установленные соответствия, не задавая новых. Это делаетсядирективой ASSUME NOTHING (отменяет все ранее установленные соответствиямежду регистрами и сегментами) или ASSUME <SR>:NOTHING (отменяетсоответствия, ранее установленные с данным сегментным регистром). Одномусегментному регистру в программе могут соответствовать (поочередно) несколькосегментов. Это естественно, так как сегментных регистров всего четыре, а сегментовможет быть больше четырех. Отметим, что ASSUME не обеспечивает настройкусегментных регистров и их перенастройку с одного сегмента на другой.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов книги