Материал: Системное программирование

LEA BX, A

В первом случае выполняется непосредственная пересылка, которая использует смещение переменной A относительно начала сегмента данных. Оператор OFFSET сообщает транслятору, что в регистр BX надо загрузить смещение адресного значения переменной A. Команда LEA вычисляет действительный адрес переменной A и помещает его в регистр BX.

Для загрузки в регистр BX адреса десятого байта массива, на который указывает регистр DI. Пример применение команды LEA следующий:

LEA BX, 10[DI]

Ассемблер обратится по адресу содержимого регистра DI, добавит смещение 10, и затем поместит это значение (адрес) в регистр BX. Аналогичной команды с непосредственным операндом MOV для выполнения той же функции не существует.

Механизм адресации микропроцессора 8086 требует определения сегмента и смещения каждой переменной. Такое действие можно выполнить с помощью команд загрузки дальнего указателя LDS и LES (табл. 13). По команде LDS(LES) в сегментный регистр DS (ES) и в указанный регистр общего назначения загружается дальний указатель, значение которого находится в указанной области памяти. Флаги команда не изменяет.

Табл. 13. Команды загрузки дальнего указателя.

Например, команда:

LDS SI, A

загружает регистровую пару DS:SI значениями сегмента и смещения, содержащимися в переменной A: в регистр SI помещается смещение, расположенное по адресу A, а в регистр DS – значение сегмента, расположенное по адресу A+2.

И последняя инструкция, используемая в операциях модификации адресов, XLAT (табл. 14). Инструкция перекодирует по таблице значение регистра AL. Команда помещает в регистр AL содержимое байта памяти по адресу, равному сумме содержимого регистров BX и AL. Флаги команда не меняет. Команда используется при перекодировке символов.

Табл. 14. Команда XLAT.

Предположим, имеется таблица кодировки символов размером до 256 байтов, и i-й элемент рассматривается как новый код символа с кодом i. Если начальный адрес таблицы поместить в регистр BX, а исходный код перекодируемого символа в регистр AL, то команда XLAT поместит в регистр AL новый код символа из i-ого элемента таблицы.

5.3. Арифметические команды

Особенности выполнения арифметических операций.Беззнаковые числа складываются по правилам двоичной арифметики. Однако факт переполнения разрядной сетки не фиксируется. Вместо этого единица переноса отбрасывается и в качестве ответа выдается искаженная сумма, а флаг CF устанавливается в 1 (если переноса не было, флаг обнуляется). Такое суммирование без учета единицы переноса называется суммированием по модулю 2^k(k - размер ячейки):

При вычитании беззнаковых целых чисел при х у выполняется обычное вычитание. При х < у числу х дается заем единицы (к числу х прибавляется величина 2^k) и затем производится вычитание. Ошибка не фиксируется, но флаг переноса CF устанавливается в 1. Такое вычитание называют вычитанием по модулю 2^k:

Например, при k=8 вычитание 1-2 происходит таким образом:

(2⁸+ 1) – 2 = (256 + 1) – 2 = 257 – 2 = 255

(в двоичной системе замена 1 на 256+1 есть замена 00000001 на 100000001, т.е. добавление 1 слева) и число 255 объявляется результатом вычитания.

Рассмотрим сложение и вычитание знаковых чисел. Если целые числа со знаком представлены в дополнительном коде, то складывать и вычитать их следует по алгоритмам беззнаковых чисел. Дополнительные коды знаковых операндов рассматривают как числа без знака и в таком виде их складывают или вычитают, а полученный результат затем рассматривают в дополнительном коде.

Например, пусть надо сложить +3 и -1 (ячейка 8 бит). Их дополнительные коды – 3 и (256-1)=255. Складываем числа как беззнаковые: 3+255 (mod 256) = 258 (mod 256) = 2. Величина 2 рассматривается как дополнительный код ответа, поэтому получаем ответ +2.

Таким образом, если знаковые числа представлены в дополнительном коде, то не нужны разные машинные команды для сложения и вычитания беззнаковых и знаковых чисел, достаточно одного набора команд. В этом и заключается преимущество дополнительного кода над другими способами представления знаковых чисел.

При представлении чисел (например, размером в байт) в дополнительном коде левый разряд является знаковым, а на модуль числа отводится 7 правых разрядов. При сложении возможно возникновение «переполнение мантиссы» – переход модуля числа (мантиссы) в знаковый разряд.

В общем случае переполнение мантиссы происходит, если слагаемые одного знака и сумма оказывается вне диапазона представимых знаковых чисел ([-128, +127] при k=8). Рассмотрим сложение знаковых чисел +127 и +2. Складывая их как беззнаковые числа 127 и 2, получим число 129, которое теперь надо рассматривать как дополнительный код ответа. Поскольку 129=256-127, то суммой должно быть число -127. В результате, складывая два положительных числа, получили отрицательное; ответ равен 129=10000001b и его модуль не помещается в 7 разрядов, поэтому он перешел в знаковый разряд, изменив его на противоположный.

Переполнение мантиссы возможно и при вычитании. Например, при вычитании (+127)-(-2) = 127+2 получаем 129, а это дополнительный код числа -127, которое и выдается как результат вычитания, хотя истинной разностью является число 129. Такое переполнение мантиссы фиксирует флаг переполнения OF: он устанавливается в 1, если переполнение имело место.

Таким образом, при сложении беззнаковых чисел, интерес представляет флаг переноса CF, но если складываются знаковые числа, то анализу подлежит флаг OF (переполнение мантиссы).

При сложении и вычитании чисел меняются также флаг нуля ZF и флаг знака SF. Флаг ZF устанавливается в 1, если результат оказался нулевым, и сбрасывается в 0, если результат ненулевой. Флаг SF содержит знаковый (самый левый) бит результата. Он полезен при работе со знаковыми числами, т.к. устанавливается в 1, если результат отрицательный, и сбрасывается 0 в противном случае.

Команды сложения и вычитания.Различают обычное двоичное сложение (вычитание), с учетом переноса (заема) и инкремент (декремент) операнда. Все эти команды применимы для выполнения операций над двоичными и двоично-десятичными числами. В последнем случае следующей командой должна обязательно следовать команда коррекции результата.

Команда ADDобеспечивает сложение двух 8- или 16-разрядных двоичных чисел (табл. 15). Результат помещается на место первого операнда. Флаги OF, SF, ZF, AF и PF устанавливаются в соответствии с результатом по обычным правилам. Флаг CF свидетельствует о наличии переноса из старшего разряда результата.

Табл. 15. Команда ADD.

Примеры выполнения команды сложения:

MOV AL, 10 ; AL=10

ADD AL, 2 ; AL=AL+2=12

ADD AL, -12 ; AL=0 ZF=1

ADD AL, -10 ; AL=-10 SF=1

Командой ADD можно сложить числа размером в байт или слово. Сложение чисел другой размерности, например, двойных слов, приходиться реализовывать самостоятельно через сложение чисел размером в слово или байт. Здесь полезны команды ADC для сложения и SBB для вычитания.

Команда ADCобеспечивает сложение двух 8- или 16-разрядных двоичных чисел с учётом значения входного переноса (табл. 16). ФлагиOF,SF,ZF,AF,CFиPFустанавливаются по обычным правилам. ФлагCFсвидетельствует о наличии переноса из старшего разряда результата.

Табл. 16. Команда ADC.

Команда AAAкорректирует результат сложения двух неупакованных двоично-десятичных и ASCII чисел (табл. 17). Флаги AF и CF устанавливаются в соответствии с результатом операции. Значение флагов OF, SF, ZF и PF не определено.

Табл. 17. Команда AAA.

Складываемые числа располагаются в младших полубайтах операндов, причём один из них – в младшем полубайте регистра AL. Команда AAA используется после ADD, ADC или INC. Она корректирует результат в регистре AL на основании полученного результата и состояния флага вспомогательного переноса.