9.3.3 Команди перетворення даних мови Асемблер-86
До цієї групи можливо віднести арифметичні і логічні команди, а також команди, які при своїй роботі використовують арифметичні або логічні принципи виконання.
Арифметичні команди мови Асемблер-86 виконуються над цілими числами чотирьох типів: двійкові числа без знаку; двійкові числа зі знаком; розпаковані двійково-десяткові числа і упаковані двійково-десяткові числа. Числа зі знаком подаються у МП у вигляді доповняльного коду. Для виконання арифметичних операцій над числами з плавучою комою використовується математичний співпроцесор, команди котрого становлять окрему групу команд.
Команди двійкової арифметики
До групи арифметичних команд над двійковими числами входять команди: додавання, віднімання, множення, ділення і зміни знаку.
Команди додавання представлені трьома командами:
ADD (ADDition) – команда додавання операндів. Команда має вид
ADD dst, src
і виконує додавання операндів src (джерело) і dst (приймач), які можуть бути байтами, словами, подвійними словами. Результат операції розміщується у операнді dst (приймач), при цьому втрачається один з доданків. У якості операнда dst (приймач) можуть використовуватися усі регістри загального призначення, крім сегментних, і комірки пам’яті, які можливо адресувати будь-яким способом адресування. У будь-якому випадку адресується лише одна комірка, що відповідає молодшому байту результату, адреси інших для розміщення старших байтів формуються автоматично. В разі використання у якості операнда dst (приймач) акумулятора, довжина команди стає меншою і виконується вона швидше.
Операнд src (джерело) може розміщуватись у регістрах загального призначення, комірках пам’яті і бути безпосереднім числом. Розмір обох операндів обов’язково повинен співпадати.
Команда встановлює прапорці OF, SF, ZF, AF, PF, CF регістра ознак (FLAGS), які можливо аналізувати у подальших командах.
ADC (Addition with Carry) – команда додавання операндів з урахуванням вхідного перенесення з біта CF регістра ознак, значення котрого додається до результату.
Вид і виконання команди повністю співпадає з командою ADD.
Використовується при додаванні двійкових чисел великого розміру.
Приклади використання команд додавання:
ADD АХ, SI ; додавання вмісту регістра АХ до вмісту SI і
; збереження результату у регістрі АХ
ADD [1234],BX ; додавання вмісту комірок пам’яті з адресами
; 1234Н і 1235Н у поточному сегменті даних до
; вмісту регістра BX і завантаження результату до
; тих самих комірок. Наприклад, вміст регістра
; (ВХ) = 1111Н; у комірках пам’яті з адресами
; 1234Н і 1235Н зберігаються відповідно числа 22Н
; і 33Н. Додавання буде виконуватися
;
таким чином
;
;
;
;
; Результат буде розташовано у тих самих комірках –
; молодший байт у комірці з адресою 1234Н, а
; старший – у комірці 1235Н
ADC AL,DH ; додавання до вмісту регістра DH вмісту AL і
; поточного значення біту CF, завантаження
;
результату до регістра AL.
;
;
;
;
INC (INCrement operand by 1) – команда додавання 1 до значення операнда. Синтаксис команди:
INC dst
Операндом dst (приймач) може бути будь-який регістр загального призначення (8- , 16- або 32-розрядний) або операнд (8- , 16- або 32-розрядний), розташований у пам’яті. При виконанні команди операнд вважається беззнаковим числом.
Команда встановлює прапорці OF, SF, ZF, AF, PF регістра ознак.
Команди віднімання також представлені трьома командами:
SUB (SUBtract) – команда віднімання цілих чисел. Команда має вид
SUB dst, src
і виконує віднімання від вмісту операнда dst (приймач) src (джерело) вмісту операнда src (джерело). Результат зберігається у операнді dst (приймач), при цьому втрачається попередній вміст цього операнда. У якості операнда dst (приймач) можуть використовуватися усі регістри загального призначення, крім сегментних, і комірки пам’яті, які можливо адресувати будь-яким способом адресування. У будь-якому випадку адресується лише одна комірка, що відповідає молодшому байту результату, адреси інших для розміщення старших байтів формуються автоматично. В разі використання у якості операнда dst (приймач) акумулятор, довжина команди стає меншою і виконується вона швидше.
Операнд src (джерело) може розміщуватись у регістрах загального призначення, комірках пам’яті і бути безпосереднім числом. Розмір обох операндів обов’язково повинен співпадати.
Команда змінює прапорці OF, SF, ZF, AF, PF, CF регістра ознак, які можливо аналізувати у подальших командах.
SBB (SuBtract with Borrow) – віднімання з урахуванням позики зі старшого розряду. Використовується для виконання віднімання старших частин значень багатобайтових операндів з урахуванням можливої попередньої позики під час віднімання молодших частин операндів.
При її виконанні, від значення операнда dst (приймач) віднімається сума значення операнда src (джерело) і значення біта CF; результат завантажується на місце операнда dst (приймач). Вид команди співпадає з командою SUB.
Команда змінює прапорці OF, SF, ZF, AF, PF, CF регістру ознак.
Приклад використання цієї команди покажемо за допомогою наступної програми:
STC ; встановлення біта CF у 1
MOV AX,4567H ; завантаження до регістра АХ числа 4567Н
MOV BX,1111H ; завантаження до регістра BX числа 1111Н
SBB AX,BX ; виконання цієї команди відбувається у два етапи:
; – до вмісту регістра BX додається 1
; 1111Н + 0001Н = 1112Н;
; – із вмісту регістра АХ віднімається число, яке
; отримано на попередньому етапі:
; 4567Н
;
1112Н
; 3455Н
; при виконанні прапорець CF скидається у 0
; (позики немає)
MOV CX,1234H ; завантаження до регістра CХ числа 1234Н
MOV DX,9111H ; завантаження до регістра DХ числа 9111Н
SBB CX,DX ; виконанння команди відбувається аналогично
; описанному вище:
; 9111Н + 0000Н = 9111Н (прапорець CF
; скинуто);
; 1234Н
; 9111Н
; 8123Н (з урахуванням позики зі
; старшого розряду; прапорець CF
; встановлюється у 1)
DEC (DECrement operand by 1) – віднімання від значення операнда 1. Синтаксис команди:
DEC dst
Операндом dst (приймач) може бути будь-який регістр загального призначення (8- , 16- або 32-розрядний) або операнд (8- , 16- або 32-розрядний), розташований у пам’яті. При виконанні команди операнд вважається беззнаковим числом.
Команда змінює прапорці OF, SF, ZF, AF, PF регістра ознак.
Команди множення у системі команд представлено двома командами: для цілих беззнакових чисел і для цілих чисел зі знаком.
MUL (MULtiply) – команда множення двох цілих беззнакових чисел. Команда має узагальнений вид
MUL src
Алгоритм виконання залежить від формату операнда у команді і потребує визначити лише операнд src (джерело), розмір якого байт, слово або подвійне слово і котрий може розміщатися у пам’яті або у регістрі. Розміщення другого операнда фіксовано і залежить від розміру операнда src (джерело):
якщо операнд src (джерело) – байт, то другий операнд повинен розміщуватися у регістрі AL;
якщо операнд src (джерело) – слово, то другий операнд повинен розміщуватися у регістрі АХ;
якщо операнд src (джерело) – подвійне слово, то другий операнд повинен розміщуватися у регістрі ЕАХ.
Розміщення результату також є фіксованим і визначається розмірами співмножників:
якщо перемножуються байти, то результат розміщується у регістрі АХ;
якщо перемножуються слова, то результат розміщується у регістрах DХ:АХ;
якщо перемножуються подвійні слова, то результат розміщується у регістрах ЕDХ:ЕАХ.
У результаті виконання цієї команди формуються лише прапорці OF і CF. Їх значення, якщо старша половина добутку не дорівнює нулю, становить 1, що показує наявність розрядів результату у регістрах АН і DХ. В іншому випадку їх значення дорівнює 0. На стан інших прапорців виконання команди MUL не впливає.
Приклад використання команди:
MOV AL,02H ; завантаження першого співмножника (02Н = 02D)
; до регістра AL
MOV BL,80H ; завантаження другого співмножника (80Н = 128D)
; до регістра BL
MUL BL ; множення операндів, результат розташовано у
; регістрі АХ (0100Н = 256D)
IMUL (Integer MULtiply) – команда множення двох цілих чисел зі знаком. Команда має узагальнений вид
IMUL src
Команда виконується майже так само, як і команда MUL, одначе у цій команді операнди подаються як числа зі знаком у доповнювальному коді.
Прапорці OF і CF встановлюються залежно від розміщення знакових розрядів: якщо старша половина добутку, яка знаходиться у регістрах АН або DХ, не містить поширення знаку молодшої частини результату, то прапорці OF і CF встановлюються у 1, що показує наявність у старшій половині результату значущих цифр. У іншому випадку – встановлюються у 0. Стан інших прапорців є невизначеним.
Команди ділення у системі команд представлено двома командами: для цілих беззнакових чисел і для цілих чисел зі знаком.
DIV (DIVide unsigned) – команда ділення цілих беззнакових чисел. Узагальнена форма цієї команди має вигляд:
DIV src
Для виконання команди необхідно задавати лише один операнд – src (джерело), розмір котрого може становити байт, слово і подвійне слово, розміщення другого операнду є фіксовано і залежить від розміру дільника, який визначено у команді:
якщо дільник це байт, то ділене повинне бути розміщено у регістрі АХ. Частку буде розташовано у регістрі AL, а залишок у регістрі АН;
якщо дільник це слово, то ділене розміщується у регістрах DХ:АХ і старша частина діленого розміщується у DХ. Частка розміщується у АХ, а залишок у регістрі DХ;
якщо дільник це подвійне слово, то ділене розміщується у регістрах ЕDХ:ЕАХ і старша частина діленого розміщується у DХ. Частка розміщується у ЕАХ, а залишок у регістрі ЕDХ.
Якщо при діленні формується дробна частка, то вона заокруглюється до цілого числа у результаті відкидання дробної частини.
Виконання команди не впливає на прапорці регістра ознак.
Якщо частка за розміром більша за акумулятор або дільник дорівнює 0, то генерується переривання типу 0 і програма виконує підпрограму переривання.
Приклад виконання такої команди:
MOV AX,1111Н ; завантаження діленого (1111Н = 4369D) до
; регістра AX
MOV BХ,20H ; завантаження дільника (20Н = 32D) до регістра BL
CWD ; формування необхідного розміру діленого
DIV BХ ; ділення, частка у регістрі AХ дорівнює 0088Н,
; залишок у регістрі DХ – 0011Н
IDIV (Integer DIVide) – команда ділення цілих чисел зі знаком. Узагальнена форма цієї команди має вигляд:
ІDIV src
Команда виконується майже так само як і команда DIV, одначе у цій команді операнди подаються як числа зі знаком у доповнювальному коді.
Стан прапорців у регістрі ознак є невизначеним.
NEG (NEGate operand) – команда, яка змінює знак операнда. Команда має вигляд:
NEG src
Команда змінює знак операнда, який може бути вмістом регістра загального призначення (8-, 16- або 32 -розрядним) або вмістом комірок пам’яті (8, 16 або 32 розряди). Операція двійкового доповнення виконується як інвертування всіх розрядів операнда і додавання до результату 1. Команда змінює лише прапорець CF.
Команди десяткової арифметики
До цієї групи входять команди, що дозволяють працювати з десятковими числами, які можуть бути поданими у двох формах: як упаковані двійково-десяткові числа (BCD-формат), і як розпаковані двійково-десяткові числа (ASCII-формат). У кожному з форматів багаторозрядні десяткові числа представлено послідовностями байтів, з котрими і працює МП. Основним робочим регістром в усіх командах десяткової арифметики є регістр AL. Слід зазначити, що команд, спеціально налаштованих на виконання операцій складання, віднімання, множення і ділення десяткових чисел немає, тому що розмірність таких чисел може бути довільною, крім того, виконання множення і ділення десяткових чисел є можливе лише в розпакованому форматі. Тому виконання арифметичних операцій виконується за допомогою команд двійкової арифметики, а потім проводиться корекція результату.
Корекція результату додавання десяткових чисел виконується після виконання команди ADD або ADC. Як було показано раніше, неправильний результат може бути обумовлений двома причинами:
у результаті додавання отримали тетраду, двійковий еквівалент якої є більший, ніж 9;
отримано перенесення до старшої тетради з вагою 16.
Корекція результату проводиться за результатами аналізу прапорців AF і CF регістра ознак, які визначаються вмістом регістра AL, в якому розміщено суму.
DАА (Decimal Adjust for Addition) – команда десяткової корекції додавання BCD-чисел, які подано у упакованому виді.
Операндів у команди немає, тому що вона працює лише з регістром AL. Алгоритм корекції результату виконання попередньої команди додавання виконується за таким алгоритмом:
якщо прапорець AF = 1 або молодша тетрада регістра AL має значення, більше ніж 9, то до вмісту AL додається число 06;
якщо прапорець CF = 1 або старша тетрада регістра AL має значення, більше ніж 9, то до вмісту AL додається число 60;
якщо мають місце обидві попередні ситуації, то корекція починається з молодшого розряду.
Після виконання команди DАА необхідно перевіряти значення прапорця CF для його урахування при роботі зі старшими розрядами десяткових цифр числа.
AAA (Ascii Adjust for Addition) – команда десяткової корекції додавання BCD-чисел, які подано у розпакованому виді. Команда також працює лише з регістром AL. Алгоритм роботи:
якщо молодша тетрада регістра AL є припустима і значення AF = 0, то обнулити старшу тетраду AL;
якщо молодша тетрада регістра AL більша 9 або значення AF = 1, то необхідно додати 06 до вмісту регістра AL і додати 1 до вмісту регістра AН;
онулити старшу тетраду регістра AL;
встановити прапорець CF у такий стан, у якому знаходиться AF.
Корекція результату віднімання десяткових чисел виконується після виконання команди SUB або SBB. Корекція результату проводиться за результатами аналізу прапорців AF і CF регістра ознак, які визначаються вмістом регістра AL, в якому розміщено віднімання.
DAS (Decimal Adjust for Subtraction) – команда десяткової корекції після віднімання. Алгоритм роботи команди:
якщо прапорець AF = 1 або молодша тетрада AL має вміст, більший ніж 9, то з вмісту AL віднімається 06;
якщо CF = 1 або старша тетрада AL має вміст, більший ніж 9, то з вмісту AL віднімається 60.
AAS (Ascii Adjust after Subtraction) – команда десяткової корекції після віднімання BCD-чисел, які подано у розпакованому виді. Алгоритм роботи команди:
якщо молодша тетрада регістра AL припустима і AF = 0, то обнулити старшу тетраду регістра AL;
якщо вміст молодшої тетради регістра AL не є припустимий або AF = 1, то необхідно відняти число 06 зі вмісту AL;
онулити старшу тетраду регістра AL;
надати CF такий же стан як і CF.
Корекція результатів множення виконується командою
AAM (Ascii Adjust after Multiply) – команда корекції результату множення двох розпакованих BCD-чисел і перетворення результату у вигляді двійкового числа, меншого 63Н (99D), у його розпакований BCD-еквівалент.
Команда здійснює ділення вмісту регістра AL на десять (0АН) і завантажує частку у регістр АН, а залишок – у регістр AL. Стан прапорців SF, ZF, PF визначається вмістом AL, а стан прапорців OF AF CF не є визначений.
Корекція результатів ділення проводиться до виконання ділення командою
AAD (Ascii Adjust before Division) – команда підготовки двох розпакованих BCD-чисел для ділення і перетворення двозначного розпакованого числа, меншого 63Н (99D), в двійковий еквівалент. Алгоритм роботи команди:
вміст регістра АН множиться на 10D і додається до вмісту регістра AL;
регістр АН обнуляється.
Виконується ділення числа у регістрі АХ за допомогою команди DIV.
До групи арифметичних команд також входять такі команди:
BSWAP (Byte SWAP) – команда перестановки байтів. Синтаксис команди
BSWAP src
Операндом src (джерело) може бути лише 32-розрядний регістр загального призначення. Команда використовується для зміни порядка слідування байтів і переходу від однієї форми адресування до іншої (від форми «молодший байт по молодшій адресі» на звернену). Команда не змінює вміст регістра прапорців. Алгоритм роботи можливо пояснити за допомогою рис.9.11.
Рисунок 9.11 – Алгоритм виконання команди BSWAP
XADD (eXchange and ADD) – обмін і додавання значень двох операндів. Команда має вигляд
XADD dst, src
Операнд dst (приймач) може бути 8-, 16- або 32-розрядним регістром загального призначення або коміркою пам’яті з такою же кількістю розрядів. Операнд src (джерело) може бути лише пам’яттю відповідної розмірності.
Команда виконується у три етапи:
вміст операнда dst (приймач) копіюється у операнд src (джерело);
виконується додавання вмісту операнда dst (приймач) до вміста операнда src (джерело);
сума завантажується у операнд dst (приймач). Команда змінює усі прапорці результату.
CMP (CoMPare operands) – команда для порівняння двох операндів. Команда має вигляд
CMP dst, src
Операнд dst (приймач) розміщується у регістрі загального призначення або комірці пам’яті, а операнд src (джерело) також може бути вмістом регістра загального призначення або комірки пам’яті, крім того, операндом src (джерело) може бути безпосереднє число.
Алгоритм виконання команди полягає у відніманні від вмісту операнда dst (приймач) вмісту операнда src (джерело). Результат не формується, лише встановлюються ознаки результату, які можливо аналізувати і робити висновки про співвідношення операндів між собою.
CMPXCHG (CoMPare and eXCHanGe) – команда для порівняння двох операндів і обміну даними між ними. Синтаксис команди
CMPXCHG dst, src
Операнд dst (приймач) розміщується у регістрі загального призначення або комірці пам’яті, а операнд src (джерело) також може бути вмістом регістра загального призначення або комірки пам’яті.
Команда порівнює значення операндів, встановлює значення прапорця ZF = 1, якщо операнди рівні або ZF = 0 у іншому випадку, після чого обмінює вміст операндів між собою.
SETcc (byte SET on condition) – команда встановлення вмісту байта при виконанні певної умови. Команда має вигляд
SETcc src
Операнд у цій команді 8-розрядний регістр або комірка пам’яті.
Команда виконує встановлення вмісту операнда 01Н, якщо умова виконується, або у 00Н, якщо не виконується.
Значення модифікатора кода операції сс аналогічно значенню модифікатора команд умовних переходів, де вони будуть розглянуті.
Команди логічних операцій
До цієї групи команд відносяться команди, які при роботі використовують правила алгебри логіки. До таких команд відносяться команди, яки виконують логічні операції над операндами, команди обробки біт і команди зсувів.
Логічні операції мови Асемблер-86:
AND (logical AND) – команда логічного множення операндів (кон’юнкція).
OR (logical OR) – команда логічного додавання операндів (диз’юнкція).
XOR (logical eXclusive OR) – логічне виключне АБО
TEST (TEST operand) – логічне ТА . Використовується для логічного порівняння операндів.
NOT (NOT operand) – інвертування операнда
Узагальнене представлення логічних команд має вигляд:
AND dst, src
OR dst, src
XOR dst, src
TEST dst, src
NOT src
В усіх командах операндами можуть бути 8-,16, 32-розрядні регістри загального призначення і пам’ять з відповідною кількістю комірок. Операнд src (джерело) також може бути представлено безпосереднім числом (крім команди NOT).
Команди AND, OR, XOR, TEST змінюють прапорці таким чином:
OF і CF – завжди встановлюються у нульовий стан;
SF, ZF, PF – встановлюються відповідно результату по тих самих правилах,що і для арифметичних операцій;
AF – не визначається.
Команди зсувів розділяються на арифметичні і логічні. Для логічних зсувів характерно, що біт, який виходить за межі регістра втрачається, а на місто біта, який зсунувся, у регістр записується 0). При виконанні арифметичних зсувів праворуч знаковий біт не втрачається, а зберігається у сусідньому, тим самим зберігаючи знак числа.
Асемблер включає такі команди зсувів:
SHL (Shift logical Left) – зсунути логічно ліворуч;
SAL (Shift Arithmetic operand Left) – зсунути арифметично ліворуч;
SHR (Shift logical Right) – зсунути логічно праворуч;
SAR (Shift Arithmetic operand Right) – зсунути арифметично праворуч;
RCL (Rotate operand through Carry flag Left) – зсунути циклічно ліворуч через перенесення;
RCR (Rotate operand through Carry flag Right) – зсунути циклічно праворуч через перенесення;
ROL (Rotate operand Left) – зсунути циклічно ліворуч;
ROR (Rotate operand Right) – зсунути циклічно праворуч.
Пояснення алгоритму роботи і синтаксис кожної з команд зсувів подано у табл. 9.3.
У таблиці прийнято умовні позначення: opr – операнд (регістр або комірка пам’яті, вміст котрих зсувається; cnt– кількість зсувів (може приймати значення 1 або задаватися вмістом регістра-лічильника CL.
Таблиця 9.3 – Команди зсувів
Мнемоніка та формат команди |
Опис виконання |
SHL opr,cnt
SAL opr,cnt
SHR opr,cnt
SAR opr,cnt
RCL opr,cnt
RCR opr,cnt
ROL opr,cnt
ROR opr,cnt
|
opr |
Контрольні запитання:
Які команди додавання операндів у мові Асемблер Ви знаєте? Чим вони відрізняються одна від одної?
Чим різняться команди SUB і SBB? Поясніть на прикладі.
Як виконується команда DEC CX?
Як виконується команда MUL і у яких регістрах може розміщуватися операнд src (джерело) і операнд dst (приймач)?
Як виконується команда DIV і у яких регістрах може розміщуватися операнд src (джерело) і операнд dst (приймач)?
Для чого у командах ділення використовується команда CWD?
Чому при виконанні арифметичних команд над двійково-десятковими числами виникає потреба у корекції результату?
Для чого використовується команда СМР? Де розміщується результат виконання цієї команди?
Які команди логічних операцій Ви знаєте?
Який результат буде отримано при виконанні фрагменту програми:
MOV AX,AFH
SHL AX,1
Який результат буде отримано при виконанні фрагменту програми:
MOV AX,AFH
ROR AX,1
Який результат буде отримано при виконанні фрагменту програми:
MOV AX,AFH
RCL AX,1