Регистры общего назначения: AX, BX, CX и DX
При программировании на Ассемблере регистры общего назначения являются «рабочими лошадками». Особенность этих регистров состоит в том, что возможна адресация их как одного целого слова или как oднобайтовой части. Левый байт является старшей частью (high), a правый — младшей частью (low). Например, двухбайтовый регистр CX состоит из двух однобайтовых: CH и CL, и ссылки на регистр возможны по любому из этих трех имен. Следующие три ассемблерные команды засылают нули в регистры CX, CH и CL, соответственно:
MOV CX,00
MOV CH,00
MOV CL,00
Регистр AX
Регистр AX является основным сумматором и применяется для всех операций ввода-вывода, некоторых операций над строками и некоторых арифметических операций. Например, команды умножения, деления и сдвига предполагают использование регистра AX.
Некоторые команды генерируют более эффективный код, если они имеют ссылки на регистр AX.
AX: | AH | AL |
Регистр BX
Регистр BX является базовым регистром. Это единственный регистр общего назначения, который может использоваться в качестве «индекса» для расширенной адресации. Другое общее применение его — вычисления.
BX: | BH | BL |
Регистр CX
Регистр CX является счетчиком. Он необходим для управления числом повторений циклов и для операций сдвига влево или вправо. Регистр CX используется также для вычислений.
CX: | CH | CL |
Регистр DX
Регистр DX является регистром данных. Он применяется для некоторых операций ввода/вывода и тех операций умножения и деления над большими числами, которые используют регистровую пару DX и AX.
DX: | DH | DL |
Любые регистры общего назначения могут использоваться для cложения и вычитания как 8-ми, так и 16-ти битовых значений.
Регистровые указатели: SP и BP
Регистровые указатели SP и BP обеспечивают системе доступ к данным в сегменте стека. Реже они используются для операций сложения и вычитания.
Регистр SP
Указатель стека обеспечивает использование стека в памяти, позволяет временно хранить адреса и иногда данные.
Этот регистр связан с регистром SS для адресации стека.
Регистр BP
Указатель базы облегчает доступ к параметрам: данным и адресам переданным через стек.
Индексные регистры: SI и DI
Оба индексных регистра возможны для расширенной адресации и для использования в операциях сложения и вычитания.
Регистр SI
Этот регистр является индексом источника и применяется для некоторых операций над строками. В данном контексте регистр SI связан с регистром DS.
Регистр DI
Этот регистр является индексом назначения и применяется также для строковых операций. В данном контексте регистр DI связан с регистром ES.
Регистр командного указателя: IP
Регистр IP содержит смещение на команду, которая должна быть выполнена. Обычно этот регистр в программе не используется, но он может изменять свое значение при использовании отладчика DOS DEBUG для тестирования программы.
Флаговый регистр
Девять из 16 битов флагового регистра являются активными и определяют текущее состояние машины и результатов выполнения. Многие арифметические команды и команды сравнения изменяют состояние флагов.
Назначение флаговых битов
O (Переполнение)
Указывает на переполнение старшего бита при арифметических командах.
D (Направление)
Обозначает левое или правое направление пересылки или сравнения строковых данных (данных в памяти превышающих длину одного слова).
I (Прерывание)
Указывает на возможность внешних прерываний.
T (Пошаговый режим)
Обеспечивает возможность работы процессора в пошаговом режиме. Например, программа DOS DEBUG устанавливает данный флаг так, что возможно пошаговое выполнение каждой команды для проверки изменения содержимого регистров и памяти.
S (Знак)
Содержит результирующий знак после арифметических операций (0 — плюс, 1 — минус).
Z (Ноль)
Показывает результат арифметических операций и операций сравнения (0 — ненулевой, 1 — нулевой результат).
A (Внешний перенос)
Содержит перенос из 3-го бита для 8-битных данных используется для специальных арифметических операций.
P (Контроль четности)
Показывает четность младших 8-битовых данных (1 — четное и 0 — нечетное число).
C (Перенос)
Содержит перенос из старшего бита, после арифметических операций, а также последний бит при сдвигах или циклических сдвигах. При программировании на Ассемблере наиболее часто используются флаги O, S, Z, и C для арифметических операций и операций сравнения, а флаг D для обозначения направления в операциях над строками.
Лекция 4.
Арифметические операции
Обработка двоичных данных
Несмотря на то, что мы привыкли к десятичной арифметике (база 10), компьютер работает только с двоичной арифметикой (база 2). Кроме того, ввиду ограничения, накладываемого 16-битовыми регистрами, большие величины требуют специальной обработки.
Сложение и вычитание
Команды ADD и SUB выполняют сложение и вычитание байтов или слов, содержащих двоичные данные. Вычитание выполняется в компьютере по методу сложения с двоичным дополнением: для второго операнда устанавливаются обратные значения бит и прибавляется 1, а затем происходит сложение с первым операндом. Во всем, кроме первого шага, операции сложения и вычитания идентичны.
Поскольку прямой операции память-память не существует, данная oперация выполняется через регистр. В следующем примере к содержимому слова WORDB прибавляется содержимое слова WORDA, описанных как DW:
MOV AX,WORDA
ADD AX,WORDB
MOV WORDB,AX
Переполнения
Опасайтесь переполнений в арифметических операциях. Один байт содержит знаковый бит и семь бит данных, то есть, значения от -128 до +127.
Результат арифметической операции может легко превзойти емкость однобайтового регистра. Например, результат сложения в регистре AL, превышающий его емкость, автоматически не переходит в регистр AH.
Предположим, что регистр AL содержит шест.60, тогда результат команды
ADD AL,20H
генерирует в AL сумму — шест.80. Но операция также устанавливает флаг переполнения и знаковый флаг в состояние «отрицательно». Причина заключается в том, что шест.80 или двоичное 1000 0000 является отрицательным числом, то есть, в результате, вместо +128, мы получим -128.
Так как регистр AL слишком мал для такой операции и следует воспользоваться регистром AX.
В следующем примере команда CBW (Convert Byte to Word — преобразовать байт в слово) преобразует шест.60 в регистре AL в шест.0060 в регистре AX, передавая при этом знаковый бит (0) через регистр AH.
Команда ADD генерирует теперь в регистре AX правильный результат: шест.0080, или +128:
CBW ;Расширение AL до AX
ADD AX,20H ;Прибавить к AX
Но полное слово имеет также ограничение: один знаковый бит и 15 бит данных, что соответствует значениям от -32768 до +32767.