2.3 Система команд
2.3.1 Классификация команд
Современные микропроцессоры содержат богатый набор команд для обработки данных. Этот набор команд образует язык Ассемблер. Ассемблеры для современных микропроцессоров содержат сотни команд. Здесь надо иметь в виду, что Ассемблером называют не только язык программирования микропроцессоров и микроконтроллеров, но и средство программирования, то есть компилятор. На рисунке 2.2 представлена классификация команд микропроцессоров.
Система команд МП IA-32 делится на следующие основные группы команд:
пересылки;
арифметические;
логические;
передачи управления;
цепочечные;
ввода-вывода;
коррекции и преобразования данных;
команды для обработки чисел с плавающей точкой (FPU-расширение);
MMX-команды мультимедийного расширения;
XMM-команды векторного расширения.
В приложении Б методических указаний к лабораторным работам приведена система команд процессоров Intel.
2.3.2 Формат команды
Обобщённый формат машинной команды МП IA-32 представлен на рисунке 2.3, а описание её полей приведено в таблице 2.5 и 2.6. Значение в поле кода операции (opcode) определяет общий формат команды, то есть какие поля расположены следом, а также размер команды. При декодировании этого поля дешифратор команд определяет операцию, количество и тип операндов. Все остальные байты не являются обязательными. Поле Mod R/M (mode register/memory) определяет режим адресации и операнды команды. Поля immed-low и immed-high используются тогда, когда в команде присутствует непосредственно заданный операнд (константа). Поля disp-low и disp-high задают величину смещения, которая добавляется к базовому и индексному регистрам при использовании сложных режимов адресации типа [BX+SI+2]. Только некоторые команды содержат все перечисленные выше поля. Большая же часть команд имеет длину всего 2-3 байта.
Таблица 2.5. Значение поля mod команд процессоров Intel
|
Значение mod |
Описание |
|
00 |
Байты смещения disp‑low и disp‑high отсутствуют, кроме случая, когда поле r/m = 110 |
|
01 |
Присутствует один байт смещения disp‑low, значение которого расширяется со знаком до 16 бит. Поле disp‑highотсутствует |
|
10 |
Присутствуют оба байта смещения disp‑low и disp‑high. |
|
11 |
В поле r/m закодирован один из восьми РОНов |
Таблица 2.6. Значение поля r/m команд процессоров Intel
|
Значение r/m |
Операнд |
|
000 |
[BX+SI] + смещение |
|
001 |
[BX+DI] + смещение |
|
010 |
[BP+SI] + смещение |
|
011 |
[BP+DI] + смещение |
|
100 |
SI + смещение |
|
101 |
DI + смещение |
|
110 |
[BP] + смещение, либо только смещение, если поле mod=00 |
|
111 |
[BP] + смещение |
2.3.3 Однобайтовые команды
К этому типу относятся команды, у которых либо нет операндов, либо используется подразумеваемый операнд. Такие команды содержат только поле кода операции, значение которого и определяет выполняемые процессором действия. Часто используемые однобайтовые команды приведены в таблице 2.7.
На первый взгляд кажется, что команда с явно указанным операндом случайно причислена к однобайтовым командам. Однако на самом деле это не так. Разработчики системы команд процессоров Intel постарались присвоить уникальные коды операций некоторым часто используемым командам. В результате удалось достичь оптимизации размера кода и времени выполнения.
Таблица 2.7. Некоторые однобайтовые команды процессоров Intel
|
Команда |
16-ричный код операции |
Команда |
16-ричный код операции |
|
AAA |
37 |
LODSB |
AC |
|
AAS |
3F |
XLAT |
D7 |
|
CBW |
98 |
INC DX |
42 |