9.3.2 Команди пересилань

Вхідний контроль:

1. Які програмно-доступні вузли МПС Ви знаєте?

2. Яким чином вказується адреса регістрів загального призначення?

3. Які регістри входять до складу центрального процесора?

4. Яким чином може вказуватися адреса комірок пам’яті?

5. Що таке сегментування пам’яті мікропроцесорів фірми Intel?

Усі команди, що входять до цієї групи, в свою чергу, зручно поділити на п’ять груп і розглядати кожну окремо. До групи команд пересилань входять:

• загальні команди пересилань;

• команди передавання даних з використанням стека (стекові команди);

• команди введення-виведення;

• команди передавання рядків даних;

• команди перетворення типів даних.

Усі команди пересилань не змінюють стан регістра прапорців, його вміст зберігається незалежно від виконання команди пересилань і кількості пересилань між будь-якими пристроями. Виключення становлять лише команди POPF i SAHF, які у подальшому будуть розглянуті.

Загальні команди пересилань – це команди, що здійснюють пересилання операндів: регістр – регістр, регістр – пам’ять, пам’ять – регістр, регістр – безпосередній операнд (число), пам’ять – безпосередній операнд (число).

Найбільш поширеною командою цієї групи є команда MOV (MOVе operand), яка має вигляд

MOV dst,src.

Команда здійснює пересилання операнда src (джерело) до dst (приймач), причому вміст операнда src (джерело) не змінюється. У цій команді можливі усі способи адресування операндів, чим пояснюється її універсальність і розповсюдженість. При пересиланні даних між регістрами лише один з них може бути сегментним регістром. Типи даних, що пересилаються, повинні співпадати. В залежності від подання операндів команда може мати різний формат і займати від 3 до 6 байт.

Приклади цієї команди при використанні різних способів адресування:

MOV AL,BН ; Пересилання байта з регістра ВН до регістра AL

MOV BX,CX ; Пересилання слова з регістра CX до регістра ВХ

MOV AL,[BX] ; Пересилання байта з комірки пам’яті, адреса якої

; знаходиться у регістрі ВХ, до регістра AL

MOV AХ,[BX] ; Пересилання слова з двох сусідніх комірок

; пам’яті, молодша адреса котрих знаходиться

; у регістрі ВХ, до регістра AХ

Виконання команди MOV AХ,[BX] можливо пояснити таким чином: вважаємо, що до початку виконання цієї команди регістри і комірки пам’яті мали такий вміст:

Вміст регістра (ВХ) = 1234H – базова адреса комірки пам’яті у поточному

сегменті даних.

Вміст регістра (DS) = 7000Н – адреса поточного сегмента даних.

Вміст регістра (AX) – не визначений.

У комірках пам’яті поточного сегмента розміщені байти даних відповідно

Під час виконання операції відбувається копіювання вмісту комірки пам’яті з адресою, що знаходиться у регістрі ВХ, у молодший байт регістра AX – AL і комірки з наступною адресою (1235Н) у старший байт регістра AX – AH. Після виконання цієї команди вміст регістрів буде:

Вміст регістра (ВХ) = 1234H – не зміниться.

Вміст регістра (DS) = 7000Н – не зміниться.

Вміст регістра (AX) = 7856Н – дані, які переслано з пам’яті.

Вміст комірок пам’яті не змінився.

Команда MOVSX (MOVe and Sign eXtension) – пересилання зі знаковим поширенням. Синтаксис команди:

MOVSX dst,src.

Використовується для перетворення операндів зі знаком, які мають малий розмір в еквівалентні елементи більшої розмірності.

Як операнди dst (приймач) використовуються 16- або 32-розрядні регістри, а операндом src (джерело) можуть бути 8- або 16-розрядні регістри або комірки пам’яті.

При виконанні команди вміст операнда “джерело” записується, починаючи з молодших розрядів в операнд “приймач”, і знаковий розряд операнда “джерело” поширюється на вільні старші розряди операнда “приймач”.

Наприклад, виконання команди

MOVSX AХ,СL,

якщо до початку її виконання регістри мали такий вміст: (СL) = 82Н, а (AХ) – не визначено, полягає в копіюванні вмісту регістра СL у регістр AL і поширенні знакового розряду у регістрі AH. Після виконання команди у регістрі AХ буде записано операнд FF82H.

Команда MOVZX (MOVe and Zero eXtension) – пересилання з нульовим поширенням. Синтаксис команди:

MOVZX dst,src.

Використовується для перетворення беззнакових операндів, які мають малий розмір, в еквівалентні елементи більшої розмірності.

Як операнди dst (приймач) використовуються 16- або 32-розрядні регістри, а операндом src (джерело) можуть бути 8- або 16-розрядні регістри або комірки пам’яті.

При виконанні команди, вміст операнда “джерело” записується, починаючи з молодших розрядів в операнд “приймач”, а у старші розряди операнда “приймач” поширюються нулі.

Наприклад, виконання команди

MOVZX AХ,СL,

якщо до її виконання регістри мали такий вміст: (СL) = 82Н, а (AХ) – не визначено, полягає в копіюванні вмісту регістра СL у регістр AL і поширенню нулів у регістрі AH. Після виконання команди у регістрі AХ буде записано операнд 0082H.

Команда XCHG (eXCHanGe) – обмін вмісту операндів. Синтаксис команди:

XCHG dst,src.

Використовується для обміну вмісту 8-, 16-, 32-розрядних регістрів між собою, або для обміну байтами, словами і довгими словами між регістрами і пам’яттю. Команда не працює з сегментними регістрами. Адресування пам’яті може виконуватися будь-яким способом.

Приклади цієї команди при використанні різних способів адресування:

XCHG AL,BН ; Обмін вмісту (байта) регістра ВН на вміст регістра AL

XCHG BX,CX ; Обмін вмісту (слова) регістра CX на вміст регістра ВХ

XCHG AL,[BX] ; Обмін байтом з комірки пам’яті, адреса якої

; знаходиться у регістрі ВХ, і вмістом регістра AL

XCHG AХ,[SI] ; Обмін словом з комірок пам’яті, адреса яких задана

; вмістом регістра SI і словом з регістра АХ.

Команда XLAT (transLATe byte from table) – перетворення байта. Синтаксис команди:

XLAT.

Використовується для завантаження у регістр AL байта з 256-байтової таблиці, яка розміщена у пам’яті і початкова адреса якої знаходиться у регістрі ВХ. Вміст регістра AL у цій команді використовується як індекс у таблиці.

Команди LDS/LES/LFS/LGS/LSS (Load pointer into DS/ES/FS/GS/SS segment register) завантаження одного із сегментних регістрів вказівником з пам’яті. Синтаксис команд:

LDS/LES/LFS/LGS/LSS dst,src.

Як операнди dst (приймач) можуть використовуватись 16- або 32-розрядні регістри загального призначення або індексні, а як операнди scr (джерело) – 4 або 8 комірок пам’яті, адресування яких здійснюється довільним способом. Усі команди виконуються однаково, зміни обумовлені регістром, назва якого входить у команду.

Використовується для завантаження повного вказівника у вигляді сегментної складової та зміщення. Повний вказівник завантажується у регістр – приймач і сегментний регістр, який указаний в команді.

Виконання однієї з команд, наприклад

LES DI,[SI+2],

за умови попереднього стану:

(DS) = 7000H; (SI) = 1234; DX – не визначено; у комірках пам’яті з адресами 7000:1234 66 77 88 99 АА ВВ СС …

відбувається таким чином:

• вміст комірок пам’яті з адресами 1234+2 і (1234+2)+1 завантажуються у регістр DX. Його вміст стане – 9988Н;

• вміст комірок пам’яті з адресами (1234+2)+3 і (1234+2)+2 завантажуються у регістр ЕS. Його вміст стане – ВВААН.

Команда LЕА (Load Effective Address) – завантаження ефективної адреси. Синтаксис команди:

LЕА dst,src.

Як операнди dst (приймач) можуть використовуватись 16- або 32-розрядні регістри загального призначення або індексні, а як операнд src (джерело) – ефективна адреса, яка обчислюється відповідно заданому режиму адресування. В операнд завантажується значення операнда src (джерело), а не вміст комірки пам’яті, яку він адресує.

Команда використовується для завантаження ефективної адреси у регістр, вміст якого можливо вважати базовим при подальшій роботі, наприклад, при роботі з рядками даних.

Команди LDS/LES/LFS/LGS/LSS і LЕА використовуються для ініціалізації регістрів МП перед виконанням обробки рядків даних за допомогою команд обробки рядків. Використання цих команд спрощує комутацію сегментів даних, тому що одночасно завантажується базовий або індексний регістр та сегментний регістр.

Приклад команди завантаження ефективної адреси:

LEA DX,[BX+SI+2] ; Завантаження у регістр DX ефективної адреси,

; значення якої становить суму вмісту регістрів

; BX і SI та числа 2. Якщо вміст регістрів

; (BX) = 0100Н, (SІ) = 0020Н, то у регістрі DX

; після виконання команди буде завантажено

; число 0122Н = 0100Н+0020Н+0002Н

Команда LАHF (Load AH register from register Flags) – завантаження регістра АН ознаками результату із регістра FLAGS. Синтаксис команди:

LАHF.

Команда завантажує копію вмісту молодшого байта регістра Flags, в якому зберігаються 5 ознак – CF, PF, AF, ZF, SF, до 7, 6, 4, 2 і 0 бітів регістра АН.

Команда SАHF (Store AH register into register Flags) – завантаження регістра FLAGS із регістра АН. Синтаксис команди:

SАHF.

Команда відновлює вміст молодшого байта регістра Flags з регістра АН, в якому зберігалися 5 ознак результату – CF, PF, AF, ZF, SF у бітах 7, 6, 4, 2 і 0 відповідно.

Команди LАHF і SАHF використовуються для забезпечення програмної сумісності 8-розрядних МП зі старшими моделями, а також для аналізу стану прапорців і їх зміни за необхідності.

Команди передавання даних з використанням стека (стекові команди) – це команди звернення до стека для завантаження або вивантаження даних. Головна особливість роботи зі стеком – одночасне завантаження/вивантаження двох байтів і автоматична модифікація вмісту регістра вказівника стека SP. До виконання стекових команд необхідно ініціювати регістри SS (регістр сегмента стека) і SP (регістр – вказівник стека).

Команда PUSH (PUSH operand onto stack) – завантаження операнда у стек. Синтаксис команди:

PUSH src.

Як операнд src (джерело) у цій команді можуть бути регістри загального призначення, регістри вказівники, сегментні регістри, комірки пам’яті і безпосередні дані. Довжина операнда становить 2 або 4 байти.

Виконання команди полягає у завантаженні вмісту регістра/комірки пам’яті у дві комірки пам’яті з адресами, що визначаються вмістом регістра SP і становлять, для операндів довжиною 2 байти – (SP)–1 і (SP)–2, причому вміст старшого байта операнда записується у комірку з адресою (SP)–1, а молодшого – у комірку з адресою (SP)–2. Якщо використовуються 4-байтові операнди, значення вказівника стека становлять (SP)–1, (SP)–2, (SP)–3 і (SP)–4. Команду PUSH необхідно використовувати у парі з командою вивантаження POP.

Команда POP (POP operand from the stack) – вивантаження операнда зі стека. Синтаксис команди:

POP dst.

Команда завантажує в операнд dst (приймач) слово або подвійне слово зі стека. Як операнд dst (приймач) у цій команді можуть бути регістри загального призначення, регістри вказівники, сегментні регістри і комірки пам’яті. Довжина операнда становить 2 або 4 байти. Відповідно довжині операнда модифікується вміст регістра SP, який після виконання команди набуває значення (SP)+2 при довжині операнда 2 байти, і становить (SP)+4, якщо довжина операнда становить подвійне слово.

Команда PUSHA (PUSH All general registers onto stack) – завантаження вмісту всіх регістрів загального призначення у стек. Синтаксис команди:

PUSHA.

При виконанні команда розміщує у стеку вміст усіх регістрів загального призначення у наступному порядку: AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI, DI. Вміст DI буде розташовано у новій вершині стека (у комірці пам’яті з найменшою адресою). У стеку буде зберігатися вміст регістра SP, що був до початку виконання цієї операції. Значення вказівника стека SP, після виконання команди, буде дорівнювати (SP)–16.

Для роботи з 32-розрядними регістрами загального призначення є команда PUSHAD.

Команда POPA (POP All general registers from the stack) – вивантаження вмісту всіх регістрів загального призначення у стек. Синтаксис команди:

POPA.

Команда вивантажує вміст усіх регістрів загального призначення у порядку, зворотному тому, який було описано у команді PUSHA. При цьому вміст регістра SP вивантажується, але не відновлюється. Значення вказівника стека SP після виконання команди збільшується на 16.

Для роботи з 32-розрядними регістрами загального призначення є команда POPAD.

Команда PUSHF (PUSH Flags registers onto stack) – завантаження вмісту регістра прапорців у стек. Синтаксис команди:

PUSHF.

Команда POPF (POP Flags registers from the stack) – вивантаження вмісту регістра прапорців у стек. Синтаксис команди:

POPF.

Команди PUSHF і POPF можуть використовуватися для звернення до регістра прапорців як до звичайного регістра у програмах обробки переривань й інших випадках, коли необхідно зберегти локальні ознаки обчислень.

Команди введення-виведення – це команди, за допомогою яких можливо обмінюватися даними з периферійними пристроями.

Існують дві команди:

• команда введення IN (INput operand from port). Синтаксис команди:

IN dst,src,

де як операнд dst (приймач) використовується вміст акумулятора AL, AX або EAX, а як операнд src (джерело) – адреса (номер) порту у вигляді безпосереднього числа або як вміст регістра DX;

• команда виведення OUT (OUT operand to port). Синтаксис команди

OUT dst,src,

де операнд dst (приймач) – адреса (номер) порту у вигляді безпосереднього числа або як вміст регістра DX, а операнд src (джерело) – акумулятор AL, AX або EAX.

Якщо номер порту задається безпосередньо, то можливо адресувати до 255 портів, а якщо задається вмістом регістра DX, то допускається формування і звернення до 65536 адрес різних портів. Непряме адресування через регістр DX зручно використовувати, якщо адреса порту обчислюється у ході виконання програми.

Команди не змінюють значення регістра прапорців.

Приклади команд введення- виведення:

IN АХ,22Н ; Ведення у регістр АХ слова з порту, номер якого 22Н

IN АL,DX ; Введення у регістр АL байта з порту, номер якого

; завантажено до регістра DX

OUT DX,АХ ; Виведення слова через порт, номер якого завантажено

; до регістра DX

Команди передавання рядків даних – це команди, що дозволяють обмінюватися даними у вигляді рядків байтів, слів або довгих слів. Рядок – це контекстно-зв’язана послідовність даних, що містяться в суміжних комірках пам’яті. Загалом у системі команд є п’ять операцій, кожна з яких зреалізована трьома командами.

Пересилання елементів рядок-джерело у рядок-приймач відбувається в залежності від довжини елемента рядка за допомогою команд:

MOVSB (MOVe String Byte) – пересилання байтів;

MOVSW (MOVe String Word) – пересилання слів;

MOVSD (MOVe String Double word) – пересилання подвійних слів.

Ці команди копіюють елемент рядок-джерело довжиною байт, слово або подвійне слово, що знаходиться за адресою DS:SI в елемент рядок-приймач, що визначається адресою ES:DI. Адреса операнда-приймача може визначатися тільки регістром ES, заміна адреси операнда-джерела дозволяється, за умовчанням визначено DS.

Після пересилання вміст регістрів SI і DI автоматично змінюється відповідно значення прапорця DF. Якщо прапорець DF дорівнює 0 (була виконана команда CLD), то вміст регістрів SI і DI збільшується, якщо DF має значення 1 (була виконана команда STD), то вміст регістрів SI і DI зменшується. Збільшення/зменшення відбувається на 1, якщо пересилається байт, на 2, якщо пересилається слово, і на 4, якщо пересилається подвійне слово.

Команді може передувати префікс REP, який примушує виконувати пересилання поки вміст регістра СХ не стане дорівнювати 0.

Команди завантаження елемента з рядка в акумулятор AL/AX/EAX мають вигляд:

LODSB (LOad String Byte operands) – завантаження байта;

LODSW (LOad String Word operands) – завантаження слова;

LODSD (LOad String Double word operands) – завантаження подвійного слова.

Ці команди завантажують елемент рядок-джерело довжиною байт, слово або подвійне слово, що знаходиться за адресою DS(ES/GS/FS):SI в акумулятор. Після пересилання вміст регістра SI автоматично змінюється відповідно значення прапорця DF. Якщо прапорець DF дорівнює 0 (була виконана команда CLD), то вміст регістра SI збільшується, якщо DF має значення 1 (була виконана команда STD), то вміст регістра SI зменшується. Збільшення/зменшення відбувається на 1, якщо пересилається байт, на 2, якщо пересилається слово, і на 4, якщо пересилається подвійне слово.

Команді може передувати префікс REP, однак більш доцільним є використання цієї команди у LOOP-конструкціях, тому що зазвичай необхідне подальше оброблення кожного елемента.

Команди збереження вмісту акумулятора AL/AX/EAX у рядку мають вигляд:

STOSB (Store String Byte operands) – завантаження байта;

STOSW (Store String Word operands) – завантаження слова;

STOSD (Store String Double word operands) – завантаження подвійного слова.

Ці команди завантажують дані з акумулятора AL/AX/EAX довжиною байт, слово або подвійне слово у рядок, елемент якого знаходиться за адресою ES:DI. Після пересилання вміст регістра DI автоматично змінюється відповідно значення прапорця DF. Якщо прапорець DF дорівнює 0 (була виконана команда CLD), то вміст регістра DI збільшується, якщо DF має значення 1 (була виконана команда STD), то вміст регістра DI зменшується. Збільшення/зменшення відбувається на 1, якщо пересилається байт, на 2, якщо пересилається слово, і на 4, якщо пересилається подвійне слово.

Команді може передувати префікс REP, що дає можливість формувати блоки пам’яті, кількість елементів у яких буде визначатися вмістом регістра СХ.

Команди введення рядка даних через порт мають вигляд:

INSB (INput String Byte operands) – введення рядка байт з порту;

INSW (INput String Word operands) – введення рядка слів з порту;

INSD (INput String Double word operands) – введення рядка подвійних слів з порту.

Ці команди завантажують у пам’ять, адреса якої визначається вмістом регістрів ES:DI, байт, слово або подвійне слово з порту, номер якого задано у регістрі DX. Використовувати у цій команді інші регістри для адресування не дозволяється. Після пересилання вміст регістра DI автоматично змінюється відповідно значення прапорця DF. Якщо прапорець DF дорівнює 0 (була виконана команда CLD), то вміст регістра DI збільшується, якщо DF має значення 1 (була виконана команда STD), то вміст регістра DI зменшується. Збільшення/зменшення відбувається на 1, якщо пересилається байт, на 2, якщо пересилається слово, і на 4, якщо пересилається подвійне слово.

Команді може передувати префікс REP, що дає можливість приймати рядки, кількість елементів у яких буде визначатися вмістом регістра СХ.

Команди виведення рядка даних через порт мають вигляд:

OUTSB (INput String Byte operands) – виведення рядка байт через порт;

OUTSW (INput String Word operands) – виведення рядка слів через порт;

OUTSD (INput String Double word operands) – виведення рядка подвійних слів через порт.

Ці команди виводять через порт, номер якого задано вмістом регістра DX, дані з пам’яті, яку адресовано регістрами ES:SI, байт, слово або подвійне слово. Дозволяється заміна сегментного регістра для адресування пам’яті. Номер порту може задаватися лише регістром DX. Після пересилання вміст регістра SI автоматично змінюється відповідно до значення прапорця DF. Якщо прапорець DF дорівнює 0 (була виконана команда CLD), то вміст регістра SI збільшується, якщо DF має значення 1 (була виконана команда STD), то вміст регістра SI зменшується. Збільшення/зменшення відбувається на 1, якщо пересилається байт, на 2, якщо пересилається слово, і на 4, якщо пересилається подвійне слово.

Команді може передувати префікс REP, що дає можливість виводити рядки, кількість елементів у яких буде визначатися вмістом регістра СХ.

Команди перетворення типів даних використовуються для формування даних однієї розмірності (кількості розрядів) перед виконанням арифметичних операцій. Особливе значення ці команди набувають, якщо в арифметичних командах використовуються числа зі знаком. Їх виконання ґрунтується на поширенні знакового біта на всі старші розряди числа. Таким чином, формуються числа з тим самим значенням і знаком, але з більшою кількістю розрядів. Команди цієї групи виконуються з фіксованими регістрами, тому операндів у них немає. Усі команди цієї групи не змінюють значення регістра прапорців.

Команда CBW (Convert Byte to Word) – перетворення байта (у регістрі AL) у слово (у регістрі АХ). При виконанні знаковий розряд числа з регістра AL поширюється на всі розряди регістра АН. Наприклад, якщо до виконання команди вміст регістра AL у регістрі АХ був 85Н (число –05 у доповнювальному коді), то після її виконання вміст регістра АХ буде FF85H. Якщо вміст регістра AL був 74Н (число +74Н), то після виконання команди вміст регістра АХ стане 0075Н.

Команда CWD (Convert Word to Double Word) – перетворення слова (у регістрі АХ) у подвійне слово (у регістрах DX:AX). Виконання команди полягає у поширенні знакового розряду з регістра АХ на усі розряди регістра DX.

Операцію можливо використовувати при підготовці до виконання операції ділення, в якій розмір діленого повинен бути у два рази більший ніж розмір дільника. Наприклад, якщо необхідно у програмі поділити число, що знаходиться у регістрі АХ на число з регістра ВХ. Використання цієї команди показано у прикладі виконання команди DIV.

Команда CWDE (Convert Word to Double Word Extended) – перетворення слова (у регістрі АХ) у подвійне слово (у регістрі ЕAX). При виконанні знаковий розряд числа з регістра AХ поширюється на всі старші розряди регістра ЕАХ.

До цієї групи також можливо віднести команди MOVSX i MOVZX, які були розглянуті раніше.

Контрольні питання:

1. Які типи команд входять до групи команд пересилань?

2. Чим відрізняється використання команд MOV, MOVSX і MOVZX?

3. Покажіть вміст регістрів DS і BX після виконання команди LDS BX,[1234], якщо комірки пам’яті у поточному сегменті мають вміст: 7000:1234 10 20 30 40 50?

4. Які команди введення-виведення Ви знаєте?

5. Напишіть коментарі з поясненням виконання кожної команди до наступної програми:

MOV CX,0004H ; Завантаження регістра-лічильника

CLD

MOV SI,1234H

REP LODSB

Назвіть вміст регістрів SI і AL після виконання цієї програми, якщо вміст комірок пам’яті у поточному сегменті був такий самий, як у запитанні 3.

6. Для чого використовуються команди перетворення типів даних?

Контрольні питання підвищеної складності:

1. Яким чином виконується перетворення типів даних зі знаком?

2. Для чого використовується префікс REP?

3. Наведіть вміст регістра – вказівника стека SP і вміст комірок пам’яті з адресами 3456Н і 3455Н після виконання команди PUSH CX, якщо до виконання команди регістри мали вміст: (SP) = 3457Н і (СХ) = 1234Н?