Учебно-методическии комплекс дисциплины «Cистемное программирование» для специальности 5В011100 — «Информатика » (стр. 5 )

Если переменная была объявлена как массив, то к элементу массива можно обратиться, указав имя и смещение. Для этого существует ряд синтаксических форм, например: <имя>[<смещение>] и [<имя> + <смещение>] (см. раздел 5). Однако следует понимать, что смещение – это вовсе не индекс элемента массива. Индекс элемента массива – это его номер, и этот номер не зависит от размера самого элемента. Смещение же задаётся в байтах, и при задании смещения программист сам должен учитывать размер элемента массива.

Адрес ячейки памяти может храниться в регистре. Для обращения к памяти по адресу, хранящемуся в регистре, в команде указывается имя регистра в квадратных скобках, например: [ebx]. Как уже говорилось, в качестве регистров базы рекомендуется использовать регистры EBX, ESI, EDI и EBP.

Адрес может быть вычислен по определённой формуле. Для этого в квадратных скобках можно указывать достаточно сложные выражения, например, [ebx + ecx] или [ebx + 4 * ecx].

В описаниях команд языка ассемблера для обозначения возможных операндов используют сокращения, состоящие из буквы r (для регистров), m (для памяти) или i (для непосредственного операнда) и числа 8, 16 или 32, указывающего размер операнда. Например:

add r8/r16/r32, r8/r16/r32        ; Сложение регистра с регистром

add r8/r16/r32, m8/m16/m32        ; Сложение регистра с ячейкой памяти

add r8/r16/r32, i8/i16/i32        ; Сложение регистра с непосредственным операндом

add m8/m16/m32, r8/r16/r32        ; Сложение ячейки памяти с регистром

add m8/m16/m32, i8/i16/i32        ; Сложение ячейки памяти с непосредственным операндом

Команды языка ассемблера обычно имеют 1 или 2 операнда, или не имеют операндов вообще. Во многих, хотя не во всех, случаях операнды (если их два) должны иметь одинаковый размер. Команды языка ассемблера обычно не работают с двумя ячейками памяти.

Лекция №4. Пересылка и арифметические команды

3.1. Команды пересылки и обмена

Одна из основных команд языка ассемблер – это команда пересылки. С её помощью можно записать в регистр значение другого регистра, константу или значение ячейки памяти, а также можно записать в ячейку памяти значение регистра или константу. Команда имеет следующий синтаксис:

MOV <операнд1>, <операнд2>

По команде MOV значение второго операнда записывается в первый операнд. Операнды должны иметь одинаковый размер. Команда не меняет флаги.

mov  eax, ebx                ; Пересылаем значение регистра EBX в регистр EAX

mov  eax, 0ffffh        ; Записываем в регистр EAX шестнадцатеричное значение ffff

mov  x, 0                ; Записываем в переменную x значение 0

mov  eax, x                ; Переслать значение из одной ячейки памяти в другую нельзя.

mov  y, eax                ; Но можно использовать две команды MOV.

На самом деле процессор имеет много команд пересылки – код команды зависит от того, куда и откуда пересылаются данные. Но компилятор языка ассемблера сам выбирает нужный код в зависимости от операндов, так что, с точки зрения программиста, команда пересылки только одна.

Для перестановки двух величин используется команда обмена:

XCHG <операнд1>, <операнд2>

Каждый из операндов может быть регистром или ячейкой памяти. Однако переставить содержимое двух регистров можно, а двух ячеек памяти – нет. Операнды должны иметь одинаковый размер. Команда не меняет флаги.

3.2. Оператор указания типа

Как было сказано, операнды команды MOV должны иметь одинаковый размер. В некоторых случаях компилятор может определить размер операнда. Например, регистр EAX имеет размер 32 бита, а регистр DX – 16 бит. Размер переменной определяется по директиве, указанной в её объявлении. Если можно определить размер только одного операнда, то размер второго операнда подгоняется под размер первого, если это возможно. Если же можно определить размеры обоих операндов, то они должны совпадать.

x db?

mov  x, 0                ; 0 может иметь любой размер, в данном случае берётся 1 байт

mov  eax, 0                ; 0 может иметь любой размер, в данном случае берётся 4 байта

mov  al, 1000h                ; Ошибка – попытка записать 2-байтное число в 1-байтный регистр

mov  eax, cx                ; Ошибка – размеры операндов не совпадают

Однако не всегда бывает возможно определить размер пересылаемой величины по операндам команды MOV. Например, если один из операндов является ячейкой памяти, адрес которой записан в регистре, то по этому адресу можно записать и 1 байт, и 2 байта, и 4 байта. Если второй операнд является регистром, то размер пересылаемых данных определяется по размеру регистра. Если же второй операнд является константой, то размер пересылаемых данных определить нельзя, и компилятор фиксирует ошибку. Для того чтобы избежать этой ошибки, надо явно указать размер пересылаемых данных. Для этого используется оператор PTR:

<тип> PTR <выражение>

В качестве типа используется BYTE, WORD или DWORD.

mov  [ebx], 0                        ; Ошибка, т. к. 0 может иметь любой размер

mov  byte ptr [ebx], 0        ; Пересылаем 1 байт

mov  dword ptr [ebx], 0        ; Пересылаем 4 байта

3.3. Команды сложения и вычитания

Команды сложения и вычитания реализуют хорошо всем известные арифметические операции. Единственное, что нужно учитывать при использовании этих команд – особенности сложения и вычитания, связанные с представлением чисел в памяти компьютера.

ADD <операнд1>, <операнд2>

SUB <операнд1>, <операнд2>

Команда ADD складывает операнды и записывает их сумму на место первого операнда. Команда SUB вычитает из первого операнда второй и записывает полученную разность на место первого операнда. Операнды должны иметь одинаковый размер. Если первый операнд – регистр, то второй может быть также регистром, ячейкой памяти и непосредственным операндом. Если первый операнд – ячейка памяти, то второй операнд может быть регистром или непосредственным операндом. Возможно сложение и вычитание как знаковых, так и беззнаковых чисел любого размера. Команды меняют флаги AF, CF, OF, PF, SF и ZF.

a dd 45d

b dd -32d

c dd?

mov  eax, a

add  eax, b

mov  c, eax                ; c = a + b

Команды инкремента и декремента увеличивают и уменьшают на 1 свой операнд.

INC <операнд>

DEC <операнд>

Операндом может быть регистр или ячейка памяти любого размера. Команды меняют флаги AF, OF, PF, SF и ZF. Команды инкремента и декремента выгодны тем, что они занимают меньше места, чем соответствующие команды сложения и вычитания.

inc  eax

К арифметическим операциям можно также отнести команду изменения знака:

NEG <операнд>

Операндом может быть регистр или ячейка памяти любого размера. Команда NEG рассматривает свой операнд как число со знаком и меняет знак операнда на противоположный. Команда меняет флаги AF, CF, OF, PF, SF и ZF.

mov  ax, 1

neg  ax                ; AX = -1 = ffffh

mov  bl, -128

neg  bl                ; BL = -128, OF = 1

3.4. Команды умножения и деления

3.4.1. Команды умножения

Сложение и вычитание знаковых и беззнаковых чисел производятся по одним и тем же алгоритмам. Поэтому нет отдельных команд сложения и вычитания для знаковых и беззнаковых чисел. А вот умножение и деление знаковых и беззнаковых чисел производятся по разным алгоритмам, поэтому существуют по две команды умножения и деления.

Для беззнакового умножения используется команда MUL:

MUL <операнд>

Операнд, указываемый в команде, – это один из сомножителей. Он может быть регистром или ячейкой памяти, но не может быть непосредственным операндом.

Местонахождение второго сомножителя и результата фиксировано, и в команде явно не указывается. Если операнд команды MUL имеет размер 1 байт, то второй сомножитель берётся из регистра AL, а результат помещается в регистр AX. Если операнд команды MUL имеет размер 2 байта, то второй сомножитель берётся из регистра AX, а результат помещается в регистровую пару DX:AX. Если операнд команды MUL имеет размер 4 байта, то второй сомножитель берётся из регистра EAX, а результат помещается в регистровую пару EDX:EAX.

Команда меняет флаги CF и OF. Если произведение имеет такой же размер, что и сомножители, то оба флага сбрасываются в 0. Если же размер произведения удваивается относительно размера сомножителей, то оба флага устанавливаются в 1.

x dw 256

mov  ax, 105

mul  x                        ; AX = AX * x, AX = 26880, CF = OF = 0

mov  eax, 500000

mov  ebx, 100000

mul  ebx                ; EDX:EAX = EAX * EBX, EDX:EAX = 50000000000, CF = OF = 1

Для знакового умножения используется команда IMUL:

IMUL <операнд>

IMUL <операнд>, <непосредственный операнд>

IMUL <операнд1>, <операнд2>, <непосредственный операнд>

IMUL <операнд1>, <операнд2>

Команда знакового умножения имеет несколько вариантов. Первый соответствует команде MUL – один из сомножителей указывается в команде, второй должен находиться в регистре EAX/AX/AL, а результат помещается в регистры EDX:EAX/DX:AX/AX.

Второй вариант команды IMUL позволяет указать регистр, который будет содержать один из сомножителей. В этот же регистр будет помещён результат. Второй сомножитель указывается непосредственно в команде.