Арифметичні команди

Міністерство освіти і науки України

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича

Факультет комп’ютерних наук

Реферат

Арифметичні команди та безумовні-умовні переходи мови Ассемблер

2010

План

Арифметичні команди

Безумовні-умовні переходи мови Асемблер

Команди порівняння

Список літератури

Арифметичні команди

Процесори серії 80х86 містять у складі своєї системи команд спеціальні команди для виконання арифметичних операцій над цілими числами. При цьому підтримуються три форми представлення цілих чисел: двійкова, двійково-десяткова (яку ще називають BCD, абревіатура від англійського Binary Coded Decimal) та ASCІІ-код (число як ланцюжок десяткових цифр). У свою чергу, формат BCD може бути як упакованим, так і неупакованим. У рамках цих форматів цілі числа, що обробляються, можуть мати різну розрядність: байт (8 біт), слово (16 біт, або 2 байти), подвійне слово (32 біти, або 4 байти, або 2 слова), учетверенне слово (64 біти, або 8 байт, або 4 слова, або 2 подвійних слова). Формати з більшою розрядністю процесором безпосередньо не підтримуються, але можуть оброблятися програмно. Та вказаних форматів з надлишком вистачає для представлення всього діапазону цілих чисел, що зустрічаються на практиці. Необхідно додати, що всі типи цілих чисел в мовах високого рівня спираються на підтримувані процесором типи (char, short, int, long – прямі аналоги byte, word, dword, gword). Також розрізняються процесором випадки знакових та беззнакових чисел (для них передбачено різні команди множення та ділення). Робота з дійсними числами процесором безпосередньо не підтримується, але може бути покладена на спеціалізований математичний співпроцесор, який розширює систему команд РС операціями над числами з плаваючою крапкою.

Необхідно бути особливо уважним при застосування однобайтових регістрів. Знакові значення тут можуть бути від -128 до +127.

Для багатослівного сумування використовуйте команд ADC для врахування переносів від попередніх сум. Якщо операція виконується в циклі, то з допомогою команди СLS встановіть ознаку переносу в 0.

При діленні необхідно бути обережним з переповненнями. Якщо нульовий дільник є можливим, то забезпечите перевірку цієї операції. Крім того, дільник повинен бути більшим від вмісту регістра АН (для байту) або DX (для слова).Для множення або ділення на степінь двійки використовуйте зсуви.

Основні арифметичні команди над цілими двійковими числами:

inc операнд – операція інкремента, тобто збільшення значення операнда на 1;

add операнд_1, операнд_2 – команда додавання з принципом дії операнд_1 = операнд_1 + операнд_2;

adc операнд_1, операнд_2 – команда додавання з врахуванням ознаки переносу cf; принцип дії команди;

операнд_1 = операнд_1 + операнд_2 + значення cf,

dec операнд – операції декремента, тобто зменшення значення операнда на 1;

sub> операнд_1, операнд_2 – команда віднімання з принципом дії операнд_1 = операнд_1 – операнд2;

sbb операнд_1, операнд_2 – команда віднімання з врахуванням позичання (ознака cf);

mul співмножник_1 – команда множення чисел без знаку; знаходження співмножника_2 задано неявно:

Співмножник_1	Співмножник_2	Результат
Байт	al	16 біт в ах:al – молодша частина результату; ah – старша
Слово	ax	32 біт в парі dx:ax: ax – молодша частина результату; dx – старша
Подвійне слово	eax	64 біт в парі edx:eax: eax – молодша частина результату; edx – старша

imul операнд_1 (, операнд_2, операнд_3) – команда множення чисел зі знаком; виконується так само, як і команда mul;

div дільник – команда ділення чисел без знаку; дільник може знаходитися в пам’яті або в регістрі і мати розмір 8, 16 або 32 біти.

Знаходження діленого задано неявно:

Ділене	Дільник	Частка	Остача
Слово 16 біт в регістрі ах	Байт-регістр або комірка пам’яті	Байт в регістрі al	Байт в регістрі ah
32 біт dx – старша частина ах – молодша частина	16 біт – регістра бо комірка пам’яті	Слово 16 біт в регістрі ах	Слово 16 біт в регістрі dx
64 біт edx – старша частина еах – молодша частина	Подвійне слово 32 біт – регістр або комірка пам’яті	Подвійне слово 32 біт в регістрі еах	Подвійне слово 32 біт в регістрі edx

idiv дільник – команда ділення чисел зі знаком; виконується так само, як і команда div.

Арифметичні дії над неупакованими BCD-числами:

aaa – корекція результату додавання для представлення в символьному вигляді; працює неявно з регістром аl;

aas – корекція результату віднімання для представлення в символьному вигляді; працює неявно з регістром al;

aam – корекція результату множення для представлення в символьному вигляді; працює неявно з регістром ах;

aad – корекція результату ділення для представлення в символьному вигляді; працює неявно з регістром ах.

Арифметичні дії над упакованими BCD-числами:

daa – корекція результату додавання для представлення у десятковому вигляді;

das – корекція результату віднімання для представлення у десятковому вигляді.

Безумовні-умовні переходи мови Асемблер

Від програм, які мають просту лінійну структуру, як правило, дуже мало користі. Практично кожна програма, яка має будь-яке практичне застосування, повинна аналізувати деякі умови, і залежно від виконувати ті чи інші дії, тобто містити розгалуження та умовні переходи. Класичним прикладом такої поведінки програми є так званий “захист від дурня”, коли програма перевіряє (знову з допомогою умовних переходів) коректність даних, що вводяться, або, скажімо, тип відеосистеми і версію DOS чи факт успішного відкриття потрібного файлу.

У багатьох випадках виникає необхідність багатократного повторення якихось однорідних операцій, тобто виконання циклу. Класичним прикладом циклічних програм є програми, що здійснюють обробку масивів (цикл по елементах масиву), файлі (цикл по записах файлу), керують подіями (цикл обробки подій), обчислюють щось за ітераційними або рекурентними формулами. Для підтримки програм з циклічною структурою у складі системи команд процесорів 80х86 є спеціальні команди організації циклів. Але ці команди не володіють логічною повнотою (не дозволяють організувати всі можливі і необхідні види циклів), тому в ряді випадків доводиться імітувати циклічну структуру вручну з допомогою умовних і безумовних переходів по параметру циклу. Засоби мов високого рівня для організації циклів всіх типів спираються на команди циклів процесора та на команди умовного і безумовного переходів (при компіляції переводяться саме в ці команди).

При використанні команди LOOP ініціалізуйте СХ додатнім числом, оскільки ця команда контролює лише нульове значення: при від’ємному програма буде продовжувати роботу циклу нескінченно.

Якщо деяка команда встановлює ознаку, то вона зберігає своє значення до того часу, поки воно не буде змінене іншою командою. Тому для мінімізації числа можливих помилок потрібно кодувати команди умовного переходу безпосередньо після команд, які встановлюють ознаки.

Команда безумовного переходу

jmp (модифікатор) адреса_переходу – безумовний перехід без збереження інформації про точку повернення; адреса_переходу – мітка або адреса пам’яті.

Найчастіше використовуються:

короткий внутрішньосегментний перехід – відстань від команди jmp до адреси_переходу не більше ніж -128 або +127 байт:

jmp short ptr m1

не більше 35-40 команд (127 байт)

m1:

або

відстань не більше 35-40 команд (-128 байт)

jmp m1

внутрішньосегментний перехід – дозволяються переходи в межах 64 Кбайт відносно наступної за jmp команди:

m1:

відстань більше 128 байт і менше 64 Кбайт

jmp m1;

міжсегментний перехід – для організації переходів між сегментами:

seg_1 segment

jmp far ptr m2; far обов’язкове

m1 label far

seg_1 ends

seg_2 segment

m2 label far

jmp m1; far обов’язкове

Модифікатори short ptr, near ptr i word ptr використовуються для організації внутрішньосегментних переходів, а far ptr i dword ptr – міжсегментних.

Команди умовного переходу:

jcxz мітка_переходу – перехід, якщо сх=0;

jecxz мітка_переходу – перехід, якщо есх=0.

Вони зручні про організації циклів. Але можуть адресувати лише короткі переходи – на -128 байтів або на +127 байтів від наступної за нею команди.

Команди організації циклів:

loop мітка_переходу – повторити цикл; команда зменшує вміст есх/сх на одиницю і якщо (есх/сх)0, то керування передається на мітку переходу;

loop/loopz мітка_переходу – повторювати цикл, поки (есх/сх)  0 або zf=0;

loopne/loopnz мітка_переходу – повторювати цикл, поки (есх/сх)  0 або zf=1.

Команди порівняння

Команда порівняння сmр установлює ознаки залежно від значень операнда_1 та операнда_2.

Синтаксис команди cmp:

cmp операнд_1, операнд_2.

Ознаки, які встановлює команда cmp, можна аналізувати спеціальними командами умовного переходу:

jcc мітка_переходу,

де сс визначає конкретну умову, яка аналізується командою:

Типи операндів	Мнемокод команди умовного переходу	Критерій умовного переходу	Значення ознак для здійснення переходу
будь-які	je	операнд_1 = операнд+2	zf=1
будь-які	jne	операнд_1  операнд_2	zf=0
зі знаком	jl/jnge	операнд_1 операнд_2	s  of
зі знаком	jle/jng	операнд_1 = операнд_2	s  of or zf=1
зі знаком	jg/jnle	операнд_1  операнд_2	sf=of and zf=0
зі знаком	jge/jnl	операнд_1= операнд_2	sf=of
без знаку	jb/jnae	операнд_1 операнд_2	cf=1
без знаку	jbe/jna	операнд_1 = операнд_2	cf=1 or zf=1
без знаку	ja/jnbe	операнд_1  операнд_2	cf=0 and zf=0
без знаку	jae/jnb	операнд_1 = операнд_2	cf=0

Команди умовного переходу та ознаки:

Назва ознаки	Команда умовного переходу	Значення ознаки для здійснення переходу
Ознака переносу cf	jc	cf=1
Ознака парності pf	jp	pf=1
Ознака нуля zf	jz	zf=1
Ознака знаку sf	js	sf=1
Ознака переповнення of	jo	of=1
Ознака переносу cf	jnc	cf=0
Ознака парності pf	jnp	pf=0
Ознака нуля zf	jnz	zf=0
Ознака знаку sf	jns	sf=0
Ознака переповнення of	jno	of=0

Список літератури

П.Нортон, Д.Соухэ. Язык Ассемблера для IBM PC. – Москва: “Компьютер”, 1993. – 352.

6. П.Нортон. Персональный компьютер фирмы IBM и операционная система MS DOS. – Москва: “Радио и связь”, 1992. – 416 с.

7. В.Юров, С.Хорошенко. Assembler. Учебный курс. – Санкт-Петербург: “Питер Ком”, 1999. – 665 с.