Учебный курс. Часть 15. Логические операции

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 23-04-2010

Логические операции выполняются поразрядно, то есть отдельно для каждого бита операндов. В результате выполнения изменяются флаги. В программах эти операции часто используются для сброса, установки или инверсии отдельных битов двоичных чисел.

Логическое И

Если оба бита равны 1, то результат равен 1, иначе результат равен 0.

AND 0 1
0 0 0
1 0 1

Для выполнения операции логического И предназначена команда AND. У этой команды 2 операнда, результат помещается на место первого операнда. Часто эта команда используется для обнуления определённых битов числа. При этом второй операнд называют маской. Обнуляются те биты операнда, которые в маске равны 0, значения остальных битов сохраняются. Примеры:

    and ax,bx           ;AX = AX & BX
    and cl,11111110b    ;Обнуление младшего бита CL
    and dl,00001111b    ;Обнуление старшей тетрады DL

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 14. Режимы адресации

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 22-04-2010

Режимы адресации — это различные способы указания местоположения операндов. До этой части в учебном курсе использовались только простые режимы адресации: операнды чаще всего находились в регистрах или в переменных в памяти. Но в процессоре Intel 8086 существуют также более сложные режимы, которые позволяют организовать работу с массивами, структурами, локальными переменными и указателями. В этой части я расскажу о всех возможных режимах адресации и приведу примеры их использования.

1. Неявная адресация

Местоположение операнда фиксировано и определяется кодом операции. Примеры:

    cbw
    mul al

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 13. Циклы и команда LOOP

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 19-04-2010

До этой части все наши программы выполнялись последовательно — в них не было ветвлений и переходов. Сегодня мы научимся делать простейшие циклы. Циклом называется повторяющееся выполнение последовательности команд. Но для начала нужно научиться объявлять метки.

Синтаксис объявления меток

Метка представляет собой символическое имя, вместо которого компилятор подставляет адрес. В программе на ассемблере можно присвоить имя любому адресу в коде или данных. Обычно метки используются для организации переходов, циклов или каких-то манипуляций с данными. По сути имена переменных, объявленных с помощью директив объявления данных, тоже являются метками. Но с ними компилятор дополнительно связывает размер переменной. Метка объявляется очень просто: достаточно в начале строки написать имя и поставить двоеточие. Например:

m1: mov ax,4C00h
    int 21h

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 12. Преобразование типов

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 18-04-2010

Очень часто в программах приходится выполнять действия с числами разного размера, например складывать или умножать байт и слово. Напрямую процессор не умеет выполнять такие операции, поэтому в этом случае необходимо выполнять преобразование типов. Сложность представляет преобразование меньших типов в большие (байта в слово, слова в двойное слово и т.д.)

Преобразовать больший тип в меньший гораздо проще — достаточно отбросить старшую часть. Но такое преобразование небезопасно и может привести к ошибке. Например, если значение слова без знака больше 255, то сделав из него байт, вы получите некорректное значение. Будьте внимательны, если вы используете такие трюки в своей программе.

Преобразование типов без знака

Преобразование типов выполняется по-разному для чисел со знаком и без. Для преобразования чисел без знака необходимо просто заполнить все старшие биты нулями. Например, так будет выглядеть преобразование байта в слово:

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 11. Умножение и деление

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 01-04-2010

Умножение и деление выполняются по-разному для чисел со знаком и без, поэтому в системе команд процессора x86 есть отдельные команды умножения и деления для чисел со знаком и для чисел без знака.

Умножение чисел без знака

Для умножения чисел без знака предназначена команда MUL. У этой команды только один операнд — второй множитель, который должен находиться в регистре или в памяти. Местоположение первого множителя и результата задаётся неявно и зависит от размера операнда:

Размер операнда Множитель Результат
Байт AL AX
Слово AX DX:AX

Отличие умножения от сложения и вычитания в том, что разрядность результата получается в 2 раза больше, чем разрядность сомножителей. Также и в десятичной системе — например, умножая двухзначное число на двухзначное, мы можем получить в результате максимум четырёхзначное. Запись «DX:AX» означает, что старшее слово результата будет находиться в DX, а младшее — в AX. Примеры:

    mul bl    ;AX = AL * BL
    mul ax    ;DX:AX = AX * AX

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 10. Сложение и вычитание с переносом

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 30-03-2010

В системе команд процессоров x86 имеются специальные команды сложения и вычитания с учётом флага переноса (CF). Для сложения с учётом переноса предназначена команда ADC, а для вычитания — SBB. В общем, эти команды работают почти также, как ADD и SUB, единственное отличие в том, что к младшему разряду первого операнда прибавляется или вычитается дополнительно значение флага CF.

Зачем нужны такие команды? Они позволяют выполнять сложение и вычитание многобайтных целых чисел, длина которых больше, чем разрядность регистров процессора (в нашем случае 16 бит). Принцип программирования таких операций очень прост — длинные числа складываются (вычитаются) по частям. Младшие разряды складываются(вычитаются) с помощью обычных команд ADD и SUB, а затем последовательно складываются(вычитаются) более старшие части с помощью команд ADC и SBB. Так как эти команды учитывают перенос из старшего разряда, то мы можем быть уверены, что ни один бит не потеряется :) Этот способ похож на сложение(вычитание) десятичных чисел в столбик.

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 9. Сложение и вычитание

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 28-03-2010

Теперь мы уже знаем, как представляются числа в компьютере, и можем перейти к изучению команд процессора. Начнём с самых простых арифметических операций: сложения и вычитания.

Сложение

Для сложения двух чисел предназначена команда ADD. Она работает как с числами со знаком, так и с числами без знака (это особенность дополнительного кода).

Операнды должны иметь одинаковый размер (нельзя складывать 16- и 8-битное значение). Результат помещается на место первого операнда. В общем, эти правила справедливы для большинства команд.

После выполнения команды изменяются флаги, по которым можно определить характеристики результата:

  • Флаг CF устанавливается, если при сложении произошёл перенос из старшего разряда. Для беззнаковых чисел это будет означать, что произошло переполнение и результат получился некорректным.
  • Флаг OF обозначает переполнение для чисел со знаком.
  • Флаг SF равен знаковому биту результата (естественно, для чисел со знаком, а для беззнаковых он равен старшему биту и особо смысла не имеет).
  • Флаг ZF устанавливается, если результат равен 0.
  • Флаг PF — признак чётности, равен 1, если результат содержит нечётное число единиц.

Примеры:

    add ax,5        ;AX = AX + 5
    add dx,cx       ;DX = DX + CX
    add dx,cl       ;Ошибка: разный размер операндов.

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 8. Числа со знаком и без

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 27-03-2010

Числа со знаком и дополнительный код

Помимо того, что процессор работает с двоичными числами, эти числа могут быть со знаком или без знака. Если число без знака, то оно просто представляет собой результат перевода десятичного числа в двоичный вид. Все биты в таком числе являются информационными и оно может принимать только неотрицательные значения.

Для представления чисел со знаком используется специальное кодирование. Старший бит в этом случае обозначает знак числа. Если знаковый бит равен нулю, то число положительное, иначе — отрицательное. Понятно, что положительное число со знаком будет выглядеть точно так же, как и число без знака.

С отрицательными числами чуть сложнее. Исторически для представления отрицательных чисел в компьютерах использовались разные виды кодирования: прямой, обратный и дополнительный код. В настоящее время наиболее часто используется дополнительный код, в том числе и в процессорах x86.

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 7. Системы счисления

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 19-03-2010

Эта статья по большей части для совсем начинающих. Если вы хорошо разбираетесь в системах счисления, можете обратить внимание лишь на особенности синтаксиса ассемблера FASM в конце статьи.

На самом деле процессор работает только с двоичными числами, состоящими из единиц и нулей :) В виде двоичных чисел хранятся и обрабатываются все данные и команды любой программы. Однако, двоичная запись чисел слишком громоздка и неудобна для человека, поэтому в программах на ассемблере используются и другие системы счисления: десятичная, шестнадцатеричная и восьмеричная.

Читать полностью »

Учебный курс. Часть 6. Hello, world!

Автор: xrnd | Рубрика: Учебный курс | 16-03-2010

В этой части наконец-то напишем долгожданный «Hello, world!». Теперь почти всё должно быть понятно. Для начала необходимо с помощью директивы db объявить строку, содержащую сообщение «Hello, word!». Лучше сделать это в конце программы, за последней командой, иначе процессор может принять строку за код и попытаться её выполнить.

Для вывода строки используется системная функция DOS. Чтобы напечатать строку, нужно поместить 9 в регистр AH, а в регистр DX поместить адрес строки, которая должна заканчиваться символом ‘$’. Обращение к функциям DOS осуществляется с помощью команды int 21h. Вот код программы:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
use16               ;Генерировать 16-битный код
org 100h            ;Программа начинается с адреса 100h
 
    mov dx,hello    ;В DX адрес строки.
    mov ah,9        ;Номер функции DOS.
    int 21h         ;Обращение к функции DOS.
 
    mov ax,4C00h    ;\
    int 21h         ;/ Завершение программы
;-------------------------------------------------------
hello db 'Hello, world!$'

Читать полностью »