Команды пересылки данных

Команды пересылки данных

Табл 2. Команды пересылки данных:

Команда

Описание

Действие

Циклы

Код операции

Флаги

ATtiny

ATmega

Move Between Registers

0010 11rd dddd rrrr

Copy Register Word

0000 0001 dddd rrrr

1110 KKKK dddd KKKK

1001 000d dddd 1100

Load Indirect and
Post-Inc.

1001 000d dddd 1101

Load Indirect and
Pre-Dec.

1001 000d dddd 1110

1000 000d dddd 1000

Load Indirect and
Post-Inc.

1001 000d dddd 1001

Load Indirect and
Pre-Dec.

1001 000d dddd 1010

Load Indirect with Displacement

10q0 qq0d dddd 1qqq

1000 000d dddd 0000

Load Indirect and
Post-Inc.

1001 000d dddd 0001

Load Indirect and
Pre-Dec.

1001 000d dddd 0010

Load Indirect with Displacement

10q0 qq0d dddd 0qqq

Load Direct from SRAM

1001 000d dddd 0000
kkkk kkkk kkkk kkkk

1001 001r rrrr 1100

Store Indirect and
Post-Inc.

1001 001r rrrr 1101

Store Indirect and
Pre-Dec.

1001 001r rrrr 1110

1000 001r rrrr 1000

Store Indirect and
Post-Inc.

1001 001r rrrr 1001

Store Indirect and
Pre-Dec.

1001 001r rrrr 1010

Store Indirect with Displacement

10q0 qq1r rrrr 1qqq

1000 001r rrrr 0000

Store Indirect and
Post-Inc.

1001 001r rrrr 0001

Store Indirect and
Pre-Dec.

1001 001r rrrr 0010

Store Indirect with Displacement

10q0 qq1r rrrr 0qqq

Store Direct to SRAM

1001 001r rrrr 0000
kkkk kkkk kkkk kkkk

Load Program Memory

1001 0101 1100 1000

Load Program Memory

1001 000d dddd 0100

Load Program Memory
and Post-Inc.

1001 000d dddd 0101

Extended Load
Program Memory

1001 0101 1101 1000

Extended Load
Program Memory

1001 000d dddd 0110

Extended Load Program Memory and Post-Inc.

1001 000d dddd 0111

Store Program Memory

1001 0101 1110 1000

1011 0PPd dddd PPPP

1011 1PPr rrrr PPPP

Push Register in Stack

1001 001r rrrr 1111

Pop Register from Stack

1001 000d dddd 1111

Группа команд пересылки данных сведена в табл.2. Под определением пересылки (перемещения) в данном случае понимается копирование содержимого источника без его изменения в приёмник. При этом ни одна из инструкций пересылок не влияет ни на какие флаги регистра состояния SREG. Множество возможностей адресации позволяют с одинаковым успехом обрабатывать как отдельные байты так и массивы данных. При этом часто существует несколько путей для реализации той или иной операции.

В пределах РОН пересылка производится с помощью команды mov Rd,Rr (Пересылка между регистрами). Кроме этого, имеется возможность перемещения двухбайтовых чисел (регистровых пар R1:R0, R3:R2,…, R29:R28, R31:R30) с помощью команды movw Rd,Rr (Пересылка между регистровыми парами), где на месте операндов Rd и Rr должны стоять младшие регистры в обозначениях регистровых парах приёмника и источника соответственно (например, movw R0, R30 для пересылки R1:R0 ← R31:R30). Обе эти команды выполняются за один машинный цикл:

Для загрузки константы в регистр служит команда с непосредственной адресацией ldi Rd,K (Загрузка константы в регистр). Она работает только со старшими РОНами (R16…R31).

Команды для работы с SRAM микроконтроллера используют, в основном, косвенную адресацию. Для этих целей применяются три 16-разрядных индексных регистра X,Y,Z, которые находятся в адресном пространстве РОН и по совместительству также являются регистровыми парами R27:R26, R29:R28, R31:R30.

Копировать байт из памяти ОЗУ в РОН можно любой из команд: ld Rd,X, ld Rd,Y, ld Rd,Z (Косвенное чтение из памяти данных). В этом случае в регистре приёмнике окажется содержимое ячейки памяти данных, адрес которой находится в одном из индексных регистров. Кроме этого, существует ещё две вариации данного действия. В одной из них после копирования производится инкрементирование регистров X,Y,Z, на что указывает знак “+” в командах: ld Rd,X+, ld Rd,Y+, ld Rd,Z+ (Косвенное чтение из памяти данных с постинкрементом). Во втором случае, перед пересылкой, содержимое индексного регистра сначала уменьшается на 1 (знак “-” в команде): ld Rd,-X, ld Rd,-Y, ld Rd,-Z (Косвенное чтение из памяти данных с преддекрементом).

Команды косвенного чтения с постинкрементом/преддекрементом очень эффективны при работе с массивами однотипных данных. Для обращения же к элементам структуры (набору данных разного типа) удобно использовать ld Rd,Y+q, ld Rd,Z+q (Косвенное относительное чтение из памяти данных), в которых в качестве указателей используется Y,Z со смещением q (адрес ячейки памяти определяет сумма (Y)+q или (Z)+q). Смещение q в командах -фиксированная величина, лежащая в пределах 0…63.

Пересылка данных из РОН в ОЗУ посредством косвенной адресации реализуется с помощью команд: st X,Rr, st Y,Rr, st Z,Rr (Косвенная запись в память данных). Содержимое регистра в них копируется в ячейку памяти, адрес которой определяется указателями X,Y и Z соответственно. Точно также существуют команды загрузки с постинкрементом st X+,Rr, st Y+,Rr, st Z+,Rr (Косвенная запись в память данных с постинкрементом) и с преддекрементом индексного регистра st -X,Rr, st -Y,Rr, st -Z, Rr (Косвенная запись в память данных с преддекрементом). Ещё две команды этой группы используют косвенную адресацию со смещением: st Y+q,Rr, st Z+q,Rr (Косвенная относительная запись в память данных). Здесь смещение q может находится в пределах 0…63.

Как видно между командами выгрузки из памяти и загрузки в память существует полная симметрия. У каждой операции пересылки существует аналогичная, для пересылки в обратном направлении, причём с использованием трёх равноправных индексных регистров. Кроме того все они выполняются за один промежуток времени в 2 машинных цикла. Типичный пример их совместного использования может выглядеть следующим образом:

Копирование данных из ОЗУ в РОН и обратно может быть произведено и с использованием прямой адресации по командам lds Rd,k (Прямое чтение из памяти данных) и sts k,Rr (Прямая запись в память данных) соответственно. В этом случае двухбайтовый адрес k ячейки памяти находится в коде операции, а сами команды занимают 2 слова (4 байта) памяти программ.

Все вышеуказанные команды пересылок работают в едином адресном пространстве где под РОН отведены адреса 0x00…0x1F, под РВВ от 0x20…0x5F, остальное под ячейки ОЗУ. Поэтому, например, копирование R16←R17 может быть произведено разными путями: mov R16,R17, lds R16,0x0011, ld R16,X (в регистре X адрес 0x0011) и т.д. Первый способ здесь, конечно, более предпочтительный (использует пересылку типа регистр-регистр и выполняется быстрее), но остальные команды позволяют получить доступ к произвольному элементу любой области памяти и поэтому очень универсальны.

Для обращения к РВВ служат команды: in Rd,P (Ввод из порта), out P,Rr (Вывод в порт). Первая считывает значение РВВ в один из РОНов, а вторая производит пересылку РОН в РВВ.

Поскольку напрямую модифицировать РВВ невозможно, приходится сначала копировать их содержимое в рабочие РОН, производить необходимые изменения, а потом заносить обратно:

Тоже самое относится и к данным, расположенным в ОЗУ:

В группе команд пересылки данных имеются две, специально разработанные для работы со стеком. Это push Rr (Сохранение в стеке) и pop Rd (Извлечение из стека). Не смотря на то, что основное назначение стека это сохранение адресов возврата при вызове подпрограмм, эти инструкции позволяют использовать его и для оперативного сохранения данных, находящихся в РОН. Командой push Rr содержимое регистра копируется в ячейку памяти (вершину стека), адрес которой содержится в указателе стека SP, после чего значение SP уменьшается на 1. По команде pop Rd указатель стека возвращается на предыдущий элемент (SP+1), а значение, байта записанное по этому адресу копируется в регистр.

Таким образом реализуется память магазинного типа, где вообще не надо заботиться о задании адресов сохраняемых и восстанавливаемых из в памяти ОЗУ данных. Единственное, про что всегда необходимо помнить, — это порядок доступа к элементам стека Last In First Out (Последний Вошел Первый Вышел). Очередность, в которой регистры восстанавливаются из стека, должна быть обратной по отношению к очередности сохранения регистров:

Имеется и другая возможность программно реализовать стек данных. Команды ld Rd,X+, ld Rd,Y+, ld Rd,Z+ по сути являются иной реализацией действия push Rr, а st -X,Rd, st -Y,Rd, st -Z, Rd подобны pop Rd. Разница состоит лишь в том, что в качестве индексного регистра выступает не SP, а один из регистров–указателей (X,Y,Z) и вершина стека перемещается в сторону увеличения адресов ОЗУ:

Учитывая то, что SP расположен в пространстве РВВ, а X,Y,Z в РОН, использование эмуляции стека может быть даже более предпочтительной. Регистры X,Y,Z могут быть быстрей модифицированы и кроме того отсутствует опасность повредить их содержимое при вызове подпрограмм и возникновении прерываний.

Подобно большинству микроконтроллеров, у AVR имеется возможность хранения таблиц констант в памяти программ. Для их чтения разработаны команды lpm (Загрузка памяти программ), lpm Rd,Z (Загрузка памяти программ), lpm Rd,Z+ (Загрузка памяти программ с постинкрементом). Все они переписывают содержимое байта из FLASH памяти программ (адрес байта находится в Z) в один из РОН. С помощью первой инструкции, не имеющей параметров, копирование производится в R0. Вторая и третья модификации команды используют в качестве приёмника любой РОН. Команда lpm Rd,Z+ при этом осуществляет ещё и инкрементирование индексного регистра Z после считывания. Типичный пример копирования строки из памяти программ в ОЗУ может выглядеть следующим образом:

Здесь последовательно осуществляется считывание строки «Hello World !» (13 байт в кодировке ASCII) расположенной в памяти программ начиная с адреса 0x1000 (задан директивой .org 0x1000). Для резервирования FLASH памяти используется директива ассемблера .db, после которой непосредственно следуют данные. Строка переписывается в ОЗУ по адресу buffer.

Есть два важных момента при использовании операций такого типа. В приведённом выше фрагменте программы в качестве указателя на строку в индексный регистр Z заносится удвоенный адрес метки 2*string и это не случайность. Дело в том, что метке string соответствует адрес слова программ 0x1000. Но слово программ у AVR имеет блину 2 байта, а в указатель Z необходимо занести именно адрес байта т.е. 2*0x1000 = 0x2000. По той же причине в памяти программ необходимо выделять только чётное (кратное двум) количество байтов и если это не так, то надо добавлять незначащий байт 0 в самом конце, как это и случилось в нашем примере (строка «Hello World !» содержит 13 байт). Попутно заметим, что строки символов ASCII, как правило, и хранят в таком формате (добавляют в конце 0). Это позволяет автоматически распознавать конец строки и считывать, не зная заранее её длины.

Использование 2-байтового регистра Z позволяет адресовать только 64 кб при считывании памяти программ. Этого явно недостаточно для тех моделей AVR, которые имеют 128 и 256 кб FLASH-памяти. Для того чтобы работать во всём диапазоне адресов к указателю Z в этом случае добавляется регистр RAMPZ из пространства РВВ, в котором используются 1 или 2 младших бита. Этот 3-байтовый индексный регистр RAMPZ:ZH:ZL используют инструкции elpm (Расширенная загрузка памяти программ), elpm Rd, Z (Расширенная загрузка памяти программ), elpm Rd,Z+ (Расширенная загрузка памяти программ с постинкрементом).

Читайте также  Как проштробить бетонную стену под проводку перфоратором?

Последняя инструкция в группы команд пересылки spm (Запись памяти программ). Она реализует возможность самопрограммирования микроконтроллеров AVR. Конкретное действие, которое выполняет эта команда, зависит от установок в управляющем РВВ SPMCSR. Это может быть стирание страницы памяти программ, занесение данных для записи во временный буфер или копирование буфера в память программ, а также чтение ячеек идентификаторов и защиты. В любом случае для задания адреса области используется указатель Z, а данные, если они необходимы, передаются в регистровой паре R1:R0. Так как действие данной инструкции связано с модификацией программного кода, для ее корректного применения предпринят ряд мер предосторожности, о чём подробно будет сказано в разделе “Самопрограммирование микроконтроллеров AVR”.

Команды пересылки данных

Для удобства практического применения и отражения их специфики команды данной группы удобнее рассматривать в соответствии с их функциональным назначением, согласно которому их можно разбить на следующие группы команд:

•пересылки данных общего назначения

•ввода-вывода в порт

•работы с адресами и указателями

•работы со стеком

Команды пересылки данных общего назначения

К этой группе относятся следующие команды:

mov — это основная команда пересылки данных . Она реализует самые разнообразные варианты пересылки.

Отметим особенности применения этой команды:

. командой mov нельзя осуществить пересылку из одной области памяти в другую. Если такая необходимость возникает, то нужно использовать в качестве промежуточного буфера любой доступный в данный момент регистр общего назначения.

К примеру, рассмотрим фрагмент программы для пересылки байта из ячейки fls в ячейку fld:

. нельзя загрузить в сегментный регистр значение непосредственно из памяти. Поэтому для выполнения такой загрузки нужно использовать промежуточный объект. Это может быть регистр общего назначения или стек. В начале сегмента кода две команды mov, выполняющие настройку сегментного регистра ds. При этом из-за невозможности загрузить впрямую в сегментный регистр значение адреса сегмента, содержащееся в предопределенной переменной @data, приходится использовать регистр общего назначения ax;

. нельзя переслать содержимое одного сегментного регистра в другой сегментный регистр. Это объясняется тем, что в системе команд нет соответствующего кода операции. Но необходимость в таком действии часто возникает. Выполнить такую пересылку можно, используя в качестве промежуточных все те же регистры общего назначения. Вот пример инициализации регистра es значением из регистра ds:

Но есть и другой, более красивый способ выполнения данной операции — использование стека и команд push и pop:

push ds ;поместить значение регистра ds в стек

pop es ;записать в es число из стека

. нельзя использовать сегментный регистр cs в качестве операнда назначения. Причина здесь простая. Дело в том, что в архитектуре микропроцессора пара cs:ip всегда содержит адрес команды, которая должна выполняться следующей. Изменение командой mov содержимого регистра cs фактически означало бы операцию перехода, а не пересылки, что недопустимо.

Схема команды: mov приемник,источник

Назначение: пересылка данных между регистрами или регистрами и памятью.

Алгоритм работы: копирование второго операнда в первый операнд.

Состояние флагов после выполнения команды: !! выполнение команды не влияет на флаги

Команда mov применяется для различного рода пересылок данных, при этом, несмотря на всю простоту этого действия, необходимо помнить о некоторых ограничениях и особенностях выполнения данной операции:

•направление пересылки в команде mov всегда справа налево, то есть из второго операнда в первый;

•значение второго операнда не изменяется;

•оба операнда не могут быть из памяти (при необходимости можно использовать цепочечную команду movs );

•лишь один из операндов может быть сегментным регистром;

•желательно использовать в качестве одного из операндов регистр al / ax / eax , так как в этом случае TASM генерирует более быструю форму команды mov .

MOV (MOVe operand to/from system registers)

Пересылка операнда в системные регистры (или из них)

Схема команды: mov приемник,источник

Назначение: пересылка данных между регистрами или регистрами и памятью.

Алгоритм работы: копирование второго операнда в первый.

Состояние флагов после выполнения команды:

11 07 06 04 02 00

OF SF ZF AF PF CF

Команда mov применяется для обмена данными между системными регистрами. Это одна из немногих возможностей доступа к содержимому этих регистров. Данную команду можно использовать только на нулевом уровне привилегий либо в реальном режиме работы микропроцессора.

;переключение микропроцессора в защищенный

XCHG (eXCHanGe) Обмен

Для двунаправленной пересылки данных применяют команду xchg . Для этой операции можно, конечно, применить последовательность из нескольких команд mov, но из-за того, что операция обмена используется довольно часто, разработчики системы команд микропроцессора посчитали нужным ввести отдельную команду обмена xchg.

Схема команды: xchg операнд_1,операнд_2

Назначение: обмен двух значений между регистрами или между регистрами и памятью.

Алгоритм работы: обмен содержимого операнд_1 и операнд_2.

Состояние флагов после выполнения команды: выполнение команды не влияет на флаги

Команду xchg можно использовать для выполнения операции обмена двух операндов с целью изменения порядка следования байт, слов, двойных слов или их временного сохранения в регистре или памяти. Альтернативой является использование для этой цели стека.

!! операнды должны иметь один тип.

!! Не допускается (как и для всех команд ассемблера) обменивать между собой содержимое двух ячеек памяти.

xchg ax,bx ;обменять содержимое регистров ax и bx

xchg ax,word ptr [si] ;обменять содержимое регистра ax

Команды пересылки данных

Команды пересылки данных наиболее часто используются из всего набора команд любого ПК. Задача по обработке данных заключается в переносе информации из одного места в другое.

Команда пересылки MOV — основная команда пересылки данных, которая позволяет переслать содержимое источника (операнд 2) в приемник (операнд 1). Содержимое приемника безвозвратно теряется, содержимое источника не изменится

Формат команды MOV ,

В качестве приемника можно использовать один из регистров общего назначения 8-ми и 16-ти разрядный или переменную в памяти размерностью в байт или слово.

В качестве источника можно также использовать один из регистров общего назначения (8-ми или 16-ти разрядные), переменную в памяти (байт или слово), а также константу размерностью в байт или слово (понятно, что константу нельзя использовать в качестве приемника).

При использовании команд пересылки необходимо помнить:

— нельзя пересылать данные непосредственно между двумя адресами памяти;

— следить за тем, чтобы размерности пересылаемых операндов соответствовали друг другу, иначе может возникнуть ошибка;

— нельзя пересылать данные из одного сегментного регистра в другой;

— при помощи команды MOV нельзя загрузить сегментный регистр CS.

При выполнении команды MOV никакие флаги — не меняются.

Команда замены XCHG

Команда XCHG просто меняет местами между собой содержимое двух операндов (например, двух регистров, или регистра и ячейки памяти).

Формат команды XCHG ,

Команда XCHG заменяет три команды пересылки и не требует промежуточной ячейки памяти.

Если бы не было этой команды, то, чтобы обменять значения в регистрах AX и BX, сначала нужно было бы переслать содержимое AX в рабочую ячейку, затем содержимое BX в AX, а потом содержимое рабочей ячейки в BX. Команда XCHG одна выполняет эту операцию

При выполнении команды XCHG никакие флаги не меняются

С помощью команды LEA можно вычислить и загрузить в один из регистров исполнительный адрес (смещение) операнда в памяти

Формат команды LEA , , где — один из регистров общего назначения, значение которого безвозвратно теряется. Второй операнд является некоторым адресом или адресным выражением. В качестве второго операнда можно использовать любой вид адресации.

При выполнении команды LEA никакие флаги микропроцессора, описывающие его состояние, не меняются.

Отличие от команды MOV в том, что по команде MOV загружается значение некоторого участка памяти, а при команде LEA — адрес начала этого участка.

Оператор указания типа — PTR

При записи команд в символьной форме необходимо внимательно следить за правильным указанием типа (размера) операндов, чтобы не было ошибок. Тип обычно определяется по внешнему виду одного из них, например:

MOV AH,5 ; пересылка байта, т.к. AH — байтовый регистр

MOV AX,5 ; пересылка слова, т.к. AX — 16-битовый регистр

; (операнд 5 может быть байтом и словом, по нему нельзя определить размер пересылаемой величины)

MOV [BX],300 ; пересылка слова, т.к. число 300 не может быть байтом

Если по внешнему виду можно однозначно определить тип обоих опе­рандов, тогда эти типы должны совпадать, иначе ассемблер зафиксирует ошибку.

MOV DS,AX ; оба операнда имеют размер слова

MOV CX,BH ; ошибка: регистры CX и BH имеют разные размеры

MOV DL,300 ; ошибка: DL — байтовый регистр, а число 300 не может быть байтом.

Возможны ситуации, когда по внешнему виду операндов нельзя опреде­лить тип ни одного из них, как, например, в команде

Здесь число 5 может быть и байтом, и словом, а адрес из регистра BX может указывать и на байт памяти, и на слово. В подобных ситуациях ас­семблер фиксирует ошибку. Чтобы избежать ее, надо уточнить тип одного из операндов с помощью оператора с названием PTR, который записывается следующим образом:

— это BYTE, WORD, а — может быть константой или адресом, например,

MOV BYTE PTR [BX],5 ; пересылка байта

MOV WORD PTR [BX],5 ; пересылка слова

Оператор PTR необходим и в том случае, когда надо изменить тип, предписанный имени при его описании. Если, например, X описано как имя переменной размером в слово:

и если надо записать в байтовый регистр AH значение только первого байта этого слова, тогда воспользоваться командой

нельзя, т.к. ее операнды имеют разный размер. Эту команду следует за­писать несколько иначе:

MOV AH,BYTE PTR X

Здесь конструкция BYTE PTR X означает адрес X, но уже рассматриваемый не как адрес слова, а как адрес байта. (Напомним, что с одного и того же адреса может начинаться байт, слово и двойное слово; оператор PTR уточняет, ячейку какого размера мы имеем в виду.)

К командам пересылки относятся также команды стека PUSH и POP

Стеком называют область памяти для временного хранения произвольных данных. Удобство стека заключается в том, что его область используется многократно. Размер стека не должен превышать 64 кбайт и начальный адрес должен быть кратен 16. Другими словами, эта область должна быть сег­ментом памяти; он называется сегментом стека, где начальный адрес хранится в регистре SS

Читайте также  Светодиоды и их применение

В ПК принято стек заполнять снизу вверх: первый элемент записывается в стек в ячейку области с наибольшим адресом (дно стека), следующий элемент записывается над ним и т.д. При считывании из стека первым удаляется самый верхний элемент (признак LIFO — “последним пришёл — первым ушёл”).

Таким образом, получается, что дно стека фиксировано, а вершина стека всё время сдвигается. Для того чтобы знать текущее положение этой вершины, используется регистр SP — указатель стека, в котором хранится адрес той ячейки, где находится элемент, записанный в стек последним.

Следовательно, в SP — находится смещение, т.е. адрес, отсчитанный от начала сегмента стека. Абсолютный адрес вершины стека задается парой регистров SS:SP

И не следует забывать, что по мере записи данных в стек, последний растёт в сторону младших адресов (эта особенность заложена в алгоритм команд работы со стеком).

При занесении элемента в стек, микропроцессор уменьшает значение регистра SP на 2 байта, а затем записывает элемент по адресу новой вершины. При извлечении данных из стека микропроцессор копирует элемент, расположенный по адресу вершины, а затем увеличивает значение регистра указателя стека SP на 2 байта.

Основными стековыми командами являются команды записи слова в стек и считывания слова из стека.

Формат команды: PUSH

Команда PUSH записывает в стек свой операнд, которым может быть слово. Флаги команда не меняет.

Чтение из стека слова: POP

Команда POP считывает слово из вершины стека

Следующая пара стековых команд используется для записи в стек и чтения из стека регистра флагов:

Эти команды обычно используются для сохранения текущих состояний флагов и последующего их восстановления.

Стек применяется часто также для временного хранения значений регистров, для пересылки какой-либо величины из одной ячейки памяти в другую, при прерываниях, при вызове процедур.

При работе со стеком необходимо помнить: если мы что-то записали в стек, то обязаны всё это считать из стека (сколько было команд PUSH, столько должно быть команд POP).

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Команды пересылки данных

6.1. Типы операндов.

При изучении данной темы мы рассмотрим всего три типа операндов, которые могут встречаться в любой команде: непосредственно заданное значение (immediate), регистр (register) и память (memory). Из всех перечисленных здесь типов только последний (память) довольно труден для освоения. Список условных обозначений возможных типов операндов, взятых из руководства фирмы Intel по процессору Pentium, приведен в табл. 1. Довайте изучим его, поскольку с этого момента мы будем активно пользоваться этими обозначениями при описании синтаксиса команд процессоров Intel.

Таблица 1. Условное обозначение типов операндов.

Один из 8-разрядных регистров общего назначения: АН, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL

Один из 16-разрядных регистров общего назначения: АХ, BX, СХ, DX, SI, DI, SP, BP

Один из 32-разрядных регистров общего назначения: ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ, EDX, ESI, EDI, ESP, EBP

Произвольный регистр общего назначения

Один из 16-разрядных сегментных регистров: CS, DS, SS, ES, FS, GS

Непосредственно заданное 8-разрядное значение (байт)

Непосредственно заданное 16-разрядное значение (слово)

Непосредственно заданное 32-разрядное значение (двойное слово)

Непосредственно заданное 8-, 16- или 32-разрядное значение

8-разрядный операнд, в котором закодирован один из 8-разрядных регистров общего назначения или адрес байта в памяти

16-разрядный операнд, в котором закодирован один из 16-разрядных регистров общего назначения или адрес слова в памяти

32-разрядный операнд, в котором закодирован один из 32-разрядных регистров общего назначения или адрес двойного слова в памяти

Адрес 8-, 16- или 32-разрядного операнда в памяти

6.2. Команда пересылки MOV .

Команда MOV копирует данные из операнда-источника в операнд-получатель. Она относится к группе команд пересылки данных (data transfer) и используется в любой программе. Команда MOV является двуместной (т.е. имеет два операнда): первый операнд определяет получателя данных (destination), а второй — источник данных (source):

При выполнении этой команды изменяется содержимое операнда-получателя, а содержимое операнда-источника не меняется. Принцип пересылки данных справа налево соответствует принятому в операторах присваивания языков высокого уровня, таких как C ++:

Практически во всех командах ассемблера операнд-получатель находится слева, а операнд-источник— справа.

В команде MOV могут использоваться самые разные операнды. Кроме того, необходимо учитывать следующие правила и ограничения:

1. Оба операнда должны иметь одинаковую длину.

2. В качестве одного из операндов обязательно должен использоваться регистр (т.е. пересылки типа «память-память» в команде MOV не поддерживаются).

3. В качестве получателя нельзя указывать регистры CS , EIP и IP .

4. Нельзя переслать непосредственно заданное значение в сегментный регистр.

Ниже приведены варианты использования команды MOV с разными операндами (кроме сегментных регистров):

Сегментные регистры в команде MOV обычно используются только в программах, написанных для реального или виртуального режимов работы процессора. При этом могут существовать следующие ее формы (следует учитывать, что регистр CS нельзя указывать в качестве получателя данных):

Пересылка типа «память—память». С помощью одной команды MOV нельзя напрямую переслать операнд из одной области памяти в другую. Поэтому вначале нужно загрузить исходное значение в один из регистров общего назначения, а затем переслать его в нужное место памяти.

При записи целочисленной константы в переменную или загрузке ее в регистр нужно не забывать про ее минимальную длину в байтах.

6.3. Команда MOVZX.

Команда MOVZX (Move With Zero-Extend, или Переместить и дополнить нулями) копирует содержимое исходного операнда в больший по размеру регистр получателя данных. При этом оставшиеся неопределенными биты регистра-получателя (как правило, старшие 16 или 24 бита) сбрасываются в ноль. Эта команда используется только при работе с беззнаковыми целыми числами. Существует три варианта команды MOVZX:

MOVZX r 16, r / m 8

MOVZX r 32, r / m 8

Условные обозначения операндов этой команды приведены в табл. 1. В каждом из приведенных трех вариантов первый операнд является получателем, а второй — источником данных. В качестве операнда-получателя может быть задан только 16- или 32-разрядный регистр. На рис. 8 показано, как 8-разрядный исходный операнд загружается с помощью команды MOVZX в 16-разрядный регистр.

Рис. 8. Иллюстрация работы команды MOVZX.

В приведенном ниже примере используются все три варианта команды MOVZX с разными размерами операндов.

movzx eax, bx ; EAX = 0000A69Bh

movzx edx, bl ; EDX = 0000009Bh

movzx cx, bl ; CX = 009Bh

А в следующем примере в качестве исходного операнда используются переменные разной длины, расположенные в памяти, но полученный результат будет идентичен предыдущему примеру.

char byte1 = 0x9B;

short word1 = 0xA69B;

6.4. Команда MOVSX .

Команда MOVSX ( Move With Sign — Extend , или переместить и дополнить знаком) копирует содержимое исходного операнда в больший по размеру регистр получателя данных, также как и команда MOVZX . При этом оставшиеся неопределенными биты регистра-получателя (как правило, старшие 16 или 24 бита) заполняются значением знакового бита исходного операнда. Эта команда используется только при работе со знаковыми целыми числами. Существует три варианта команды MOVSX :

MOVSX r 16, r / m 8

MOVSX r 32, r / m 8

MOVSX r 32, r / m 16

При загрузке меньшего по размеру операнда в больший по размеру регистр с помощью команды MOVSX , знаковый разряд исходного операнда дублируется (т.е. переносится или расширяется) во все старшие биты регистра-получателя. Например, при загрузке 8-разрядного значения 10001111 b в 16-разрядный регистр, оно будет помещено в младшие 8 битов этого регистра. Затем, как показано на рис. 9, старший бит исходного операнда переносится во все старшие разряды регистра-получателя.

Рис. 9. Иллюстрация работы команды MOVSX.

В приведенном ниже примере используются все три варианта команды MOVSX с разными размерами операндов.

movsx eax, bx ; EAX = FFFFA69Bh

movsx edx, bl ; EDX = FFFFFF9Bh

movsx cx, bl ; CX = FF9Bh

6.5. Команды LAHF и SAHF .

Команда LAHF ( Load Status Flags Into АН, или загрузить флаги состояния в регистр АН) позволяет загрузить в регистр АН младший байт регистра флагов EFLAGS . При этом в регистр АН копируются следующие флаги состояния: SF (флаг знака), ZF (флаг нуля), AF (флаг служебного переноса), PF (флаг четности) и CF (флаг переноса). С помощью этой команды можно легко сохранить содержимое регистра флагов в переменной для дальнейшего анализа:

Команды пересылки данных

Различают четыре типа пересылок: общего назначения, с уча­стием аккумулятора, адреса операнда и флагов. Ни одна из команд этой группы не влияет на флаги, за исключением двух команд, которые осуществляют явную загрузку регистра фла­гов F.

Пересылки общего назначения.Задаются спомощью четырех мнемокодов: MOV (переслать), PUSH (занести в стек), POP (извлечь из стека) и XCHG (обменять).

Команда MOV осуществляет пересылку байта или слова из источника в место назначения. В качестве источника и места назначения может служить регистр, память или сегментный регистр. Кроме того, источником могут являться данные (константы), непосредственно представленные в формате команды. Команда MOV часто используется в программах, что является одной из причин существования достаточно большого числа ее форматов. Выбор подходящего формата в определенной степени может оптимизировать программу по времени ее выполнения.

Команда PUSH служит для занесения содержимого 16-раз­рядного источника в стек. Источником операнда может являться регистр, сегментный регистр или память. Выполнению команды предшествует формирование адреса вершины стека: (SP) = (SP) – 2.

Команда POP служит для извлечения 16-разрядного операнда из стека и пересылки его в регистр, память или сегментный регистр. Операция извлечения из стека завершается формированием нового адреса вершины стека (SP) = (SP) + 2.

Команда XCHG вызывает обмен байтами или словами меж­ду источниками. В качестве источников могут служить регистры и память. Команда имеет всего два формата, поскольку сег­ментные регистры не могут использоваться при обмене.

Пересылки с участием аккумулятора.Состоят из трех команд: IN (ввод), OUT (вывод) и XLAT (трансляция). В отли­чие от рассмотренных выше пересылок общего типа эти коман­ды обязательно используют аккумулятор в качестве источника или места назначения операнда.

Команда IN служит для пересылки данных (байта или слова) из порта ввода в аккумулятор (в AL или АХ). Номер порта ввода может быть задан как непосредственно, во втором байте команды, так и косвенно, в регистре DX, причем только регистр DX из всех РОН может использоваться для этой цели. Если первый формат команды ввода позволяет адресоваться к 256 портам, то второй — к 2 16 = 65536 портам. Косвенное за­дание порта хотя и требует предварительной загрузки его номе­ра в DX, однако позволяет организовывать программные цик­лы, в которых используется изменяющийся номер портов ввода.

Читайте также  Твердотельное реле своими руками

Команда OUT служит для пересылки данных (байта или слова) из аккумулятора (из AL или АХ) в порт вывода. Эта команда, как и команда IN, имеет два формата, которые опре­деляют способ адресации порта вывода. Преимущества и недо­статки использования каждого из форматов определяются теми же соображениями, что и для команды IN.

Команда XLAT осуществляет табличное преобразование кодов. Таблица размером не более 256 байт размещается в па­мяти, а ее начальный адрес — в регистре ВХ. При выполнении этой команды содержимое AL использу­ется в качестве относительного адреса строки таблицы, из которой байт пере­сылается в AL.

Пересылки адреса операнда.Включают три команды: LEA (загрузить исполнительный адрес), LDS (загрузить указатель в DS) и LES (загрузить указатель в ES). Эти команды служат средством управления механизмом адресации операндов.

По команде LEA извлекается не сам операнд, а его испол­нительный адрес ЕА. Действие команды состоит в передаче вычисленного 16-разрядного адреса операнда в 16-разрядный регистр, код которого указан в поле reg. Использование коман­ды LEA удобно при составлении подпрограмм, работающих спараметрами. В этом случае перед вызовом подпрограммы выделенный регистр загружается адресом переменной, которая предварительно записана в память в качестве параметра. На­пример, подпрограмма оперирует с параметром, адрес которого содержится в РОН ВХ. Если перед вызовом этой под­программы выполнить команду LEA BX, ALPHA, где ALPHA — имя ячейки памяти, содержащей переменную, то подпрограмма будет использовать в качестве параметра переменную из ячейки ALPHA. Если же перед вызовом подпрограммы выполнить команду LEA BX, BETA, то в качестве значения параметра под­программа будет использовать значение переменной из ячейки с именем BETA.

Команды LDS и LES используются, в основном, при обра­щении к данным, находящимся вне текущих сегментов DS или ES, так, что возникает необходимость изменить базовый адрес сегмента. Пара 16-разрядных адресов — база сегмента и смеще­ние в сегменте, называемая указателем, предварительно загру­жается в память. Относительный адрес указателя определяется значениями полей mod и r/т постбайта команды LDS (или LES). Значение смещения содержится в двух первых байтах указателя, а базовый адрес сегмента — в третьем и четвертом байтах. По команде LDS (или LES) происходит обращение к указателю и осуществляется загрузка регистра DS (или ES) базовым адресом, а смещение пересылается в регистр, указан­ный полем reg постбайта команды.

Пересылки флагов.Включают четыре однобайтовые коман­ды: LAHF (загрузить АН флагами), SAHF (запомнить АН врегистре F), PUSH F (занести F в стек) и POP F (извлечь из стека в F).

По команде LAHF осуществляется пересылка младшего байта регистра флагов F вАН, а по команде SAHF — обратная пересылка. Эти команды введены в систему команд ЦП для упрощения программной совместимости с ВМ80. В частности, без их использования для реализации команд PUSH PSW и POP PSW BM80 с помощью команд ЦП потребовалось бы по 9 байт памяти, а использование, например, команды LAHF позволяет при реализации команды PUSH PSW обой­тись всего двумя байтами: LAHF, PUSH AX. Команда PUSHF помещает содержимое регистра F в стек, причем сначала запи­сывается старший байт, а затем младший байт регистра F.

Дата добавления: 2015-12-22 ; просмотров: 679 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Команды пересылки данных

В группе команд пересылки данных сопроцессора 8087 имеется всего три основных команды. Команда загрузки помещает данные в регистровый стек 8087. Обычно эти данные читаются из памяти системы, но команда загрузки может также извлечь число из самого стека и заменить им вершину стека. Команда записи берет данные из вершины стека и помещает их в память ЭВМ. Команда замены обменивает два числа в регистровом стеке сопроцессора 8087.

На рис.П7.10 показан листинг ассемблера команд пересылки данных. В текст в самом начале помещен набор макрокоманд процессора 8087 с помощью фрагмента:

IF1
INCLUDE 87MAC.LIB
ENDIF

Эта последовательность команд помещает в текст программы макрокоманды определения команд сопроцессора 8087 во время первого прохода ассемблера, когда должны обрабатываться макрорасширения. Ассемблер не читает файл макрокоманд во время второго прохода, так как этот файл больше не нужен. В листинге ассемблера появляется только команда ENDIF.

Первая команда пересылки данных, которую мы рассмотрим — команда загрузки. Название всех команд сопроцессора 8087 начинается с буквы «F». Так что, чтобы загрузить число в микросхему 8087, используется команда FLD (Floating LoaD, плавающая загрузка). В отличие от команд микропроцессора 8088, где команда MOV обслуживает все форматы данных, здесь существует разная мнемоника для разных типов данных. Так получилось потому, что ассемблер может различать четырехбайтовые и восьмибайтовые операнды, но не может знать, является ли операнд действительным или целым числом.

Всякий раз, когда операнд — целое, используется команда FILD. Итак, FILD загружает слово (16 бит), короткое целое число (32 бита) или длинное целое число (64 бита). Чтобы загрузить упакованное десятичное число (80 бит), используется команда FBLD. Буква B указывает десятичные числа. Наконец, команда FLD загружает действительные числа. Ассемблер определяет, какой вид целого или действительного числа вы желаете использовать. В ассемблере для имен команд сопроцессора 8087, ссылающихся к памяти, используется соглашение о том, что в случае целых чисел вслед за буквой F следует буква I, в случае десятичных чисел — буква B, и никакой буквы не следует в случае действительных чисел. Мы увидим, что то же соглашение используется и в командах записи, и в арифметических командах, которые указывают операнд в памяти.

Как видно из рис.П7.10, для каждого из семи обслуживаемых сопроцессором 8087 типов данных существует команда загрузки. Команда загрузки указывает поле данных в памяти, микросхема 8087 преобразует данные из их внешнего представления во временный действительный формат. Преобразованное число помещается в стек, увеличивая его объем на единицу. Если вы попытаетесь поместить число в стек, который уже содержит восемь чисел, сопроцессор 8087 сообщит об особой ситуации — переполнении стека. Если программа не обрабатывает особую ситуацию в своей собственной подпрограмме, встроенный обработчик особой ситуации пометит загруженное значение, как «неопределенное». Это означает, что дальнейшие действия с этим числом дадут неопределенные результаты. Если вы сделаете ошибку, сопроцессор 8087 проследит за тем, чтобы она не осталась незамеченной.

Оставшаяся разновидность команды загрузки берет один из элементов стека и помещает его в стек. Например, команда

дублирует вершину стека. После нее два верхних элемента имеют одинаковые значения. Команда

помещает копию четвертого элемента стека в стек. Заметим, что число, которое было раньше ST3, стало теперь ST4.

Давайте посмотрим на машинный язык, в действительности формируемый этими командами. Поскольку этот текст порождает команды процессора 8087 с помощью макрокоманд, сравнительно легко увидеть, откуда появляются различные части команд. Во-первых, каждая команда начинается с байта 09BH. Это — команда WAIT. Как вы помните, сопроцессор 8087 должен быть синхронизирован с работой микропроцессора 8088. Если микропроцессор 8088 попытается выполнить следующую команду сопроцессора 8087 до того, как сопроцессор 8087 завершит текущую команду, действия микросхемы 8087 дадут неверный результат. Фактически все макрокоманды 8087 содержат команду WAIT для обеспечения синхронизации. (Команды без синхронизации сопроцессора 8087 — это все команды управления, обычно не требующие ожидания результата. Эти команды можно легко отличить так как они все начинаются с FN, где буква N означает отсутствие синхронизации).

По макрорасширениям также можно видеть, что команды процессора 8087 формируются командами ESC. Чтобы указать адрес памяти, команда ESC имеет два операнда. Первый определяет, какая это команда ESC, а второй ссылается на ячейку памяти. Команда ESC может иметь длину два, три или четыре байта, в зависимости от размера поля индексного смещения, сопровождающего байт mod=r/m. В комбинации с командой WAIT максимальная длина команды сопроцессора 8087 достигает пяти байт.

Команда записи имеет два варианта. Первый вариант этой команды извлекает число с вершины стека и записывает ее в поименованную ячейку памяти. Выполняя эту команду, сопроцессор 8087 делает преобразование данных из временного действительного формата в желаемую внешнюю форму. Эта команда имеет коды операций FST и FIST. (Заметим, что здесь продолжают свое действие соглашения об именах команд). Этой же командой вы можете занести вершину стека в любое место внутри стека.

Вероятно вы заметили, что команда FST не допускает запись всех возможных внешних типов данных. Допустимы лишь типы из «большой четверки» — целое слово, короткое целое, короткое и длинное действительные. Эта команда не поддерживает все внешниие типы данных, потому что создатели процессора 8087 понимали, что это не обязательно из-за свойств следующей команды.

Второй вариант команды записи, кроме записи данных, также изменяет положение указателя стека. Команды FSTP (а также команды FISTP и FBSTP) выполняют ту же операцию записи данных из сопроцессора 8087 в память, но они также извлекают число из стека. Эта разновидность команд поддерживает все внешние типы данных. Конструкторы микросхемы 8087 кое-где экономили на командах, и поэтому только команды FLD и FSTP поддерживают все внешние типы данных. Все остальные команды сохранения данных в памяти работают только с «большой четверкой» типов данных. Конструкторы понимали, что эти четыре типа будут преобладать над всеми, и использование других форматов может быть реализовано только командами FLD и FSTP.

Команда замены FXCH — следующая команда в группе команд пересылки данных. Команда FXCH меняет местами содержимое вершины стека с содержимым другого регистра стека. Эта команда может использовать в качестве операнда только другой элемент стека. Нельзя одной командой поменять местами содержимое вершины стека и ячейки памяти. Эта процедура потребует несколько команд и рабочее поле где-то в памяти. В отличие от микропроцесоора 8088, сопроцессор 8087 может в одной команде выполнить чтение из памяти или запись в память, но не то или другое одновременно.

Остальные команды группы команд персылки данных обслуживают константы. Они загружают в стек заранее известные значения. Эти константы описывают набор величин, необходимых программам при вычислениях, и были выбраны из соображений упрощения счета трансцендентных и тригонометрических функций. Мы используем некоторые из этих констант в демонстрационных программах. Таблица на рис.7.11 показывает, какое именно значение загружается в элемент ST0 в случае каждой команды. В каждом случае мнемоника команды выбрана так, чтобы отражать значение константы.