Краткие сведения из теории. Факультет информационных технологий и робототехники (ФИТР)

Факультет информационных технологий и робототехники (ФИТР)

Кафедра программного обеспечения вычислительной техники

и автоматизированных систем

Отчет по лабораторной работе № 5

по дисциплине: ”Языки программирования”

(Assembler)

на тему «Изучение цепочечных команд»

Выполнили: студенты группы

107311 В.Е. Кухта

А.О Коршун

П.В. Федоров

Приняла: А.А. Несенчук

Минск 2012

Цель работы: разработать программу содержащую команды обработки строк.

Краткие сведения из теории

Эти команды также называют командами обработки строк символов. Названия почти синонимичны.

Отличие в том, что под строкой символов здесь понимается последовательность байт, а цепочка — это более общее название для случаев, когда элементы последовательности имеют размер больше байта — слово или двойное слово.

Таким образом, цепочечные команды позволяют проводить действия над блоками памяти, представляющими собой последовательности элементов следующего размера:

8 бит — байт;

16 бит — слово;

32 бита — двойное слово.

Содержимое этих блоков для микропроцессора не имеет никакого значения. Это могут быть символы, числа и все что угодно. Главное, чтобы размерность элементов совпадала с одной из перечисленных и эти элементы находились в соседних ячейках памяти.

Всего в системе команд микропроцессора имеется семь операций-примитивов обработки цепочек.

Каждая из них реализуется в микропроцессоре тремя командами, в свою очередь, каждая из этих команд работает с соответствующим размером элемента — байтом, словом или двойным словом.

Особенность всех цепочечных команд в том, что они, кроме обработки текущего элемента цепочки, осуществляют еще и автоматическое продвижение к следующему элементу данной цепочки.

Перечислим операции-примитивы и команды, с помощью которых они реализуются, а затем подробно их рассмотрим:

пересылка цепочки:

· movs адрес_приемника,адрес_источника

· movsb

· movsw

· movsd

сравнение цепочек:

· cmps адрес_приемника,адрес_источника

· cmpsb

· cmpsw

· cmpsd

сканирование цепочки:

· scas адрес_приемника

· scasb

· scasw

· scasd

загрузка элемента из цепочки:

· lods адрес_источника

· lodsb

· lodsw

· lodsd

сохранение элемента в цепочке:

· stos адрес_приемника

· stosb

· stosw

· stosd

получение элементов цепочки из порта ввода-вывода:

· ins адрес_приемника,номер_порта

· insb

· insw

· insd

вывод элементов цепочки в порт ввода-вывода:

· outs номер_порта,адрес_источника

· outsb

· outsw

· outsd

Логически к этим командам нужно отнести и так называемые префиксы повторения. Вспомните формат машинной команды и его первые необязательные байты префиксов. Один из возможных типов префиксов — это префиксы повторения. Они предназначены для использования цепочечными командами.

Префиксы повторения имеют свои мнемонические обозначения:

· rep

· repe или repz

· repne или repnz

Эти префиксы повторения указываются перед нужной цепочечной командой в поле метки.

Цепочечная команда без префикса выполняется один раз. Размещение префикса перед цепочечной командой заставляет ее выполняться в цикле.

Отличия приведенных префиксов в том, на каком основании принимается решение о циклическом выполнении цепочечной команды: по состоянию регистра ecx/cx или по флагу нуля zf:

- префикс повторения rep (REPeat). Этот префикс используется с командами, реализующими операции-примитивы пересылки и сохранения элементов цепочек — соответственно, movs и stos. Префикс rep заставляет данные команды выполняться, пока содержимое в ecx/cx не станет равным 0. При этом цепочечная команда, перед которой стоит префикс, автоматически уменьшает содержимое ecx/cx на единицу. Та же команда, но без префикса, этого не делает;

- префиксы повторения repe или repz (REPeat while Equal or Zero). Эти префиксы являются абсолютными синонимами. Они заставляют цепочечную команду выполняться до тех пор, пока содержимое ecx/cx не равно нулю или флаг zf равен 1. Как только одно из этих условий нарушается, управление передается следующей команде программы. Благодаря возможности анализа флага zf, наиболее эффективно эти префиксы можно использовать с командами cmps и scas для поиска отличающихся элементов цепочек;

- префиксы повторения repne или repnz (REPeat while Not Equal or Zero). Эти префиксы также являются абсолютными синонимами. Их действие на цепочечную команду несколько отличается от действий префиксов repe/repz. Префиксы repne/repnz заставляют цепочечную команду циклически выполняться до тех пор, пока содержимое ecx/cx не равно нулю или флаг zf равен нулю.

При невыполнении одного из этих условий работа команды прекращается.

Данные префиксы также можно использовать с командами cmps и scas, но для поиска совпадающих элементов цепочек.

Следующий важный момент, связанный с цепочечными командами, заключается в особенностях формирования физического адреса операндов адрес_источника и адрес_приемника.

- Цепочка-источник, адресуемая операндом адрес_источника, может находиться в текущем сегменте данных, определяемом регистром ds.

- Цепочка-приемник, адресуемая операндом адрес_приемника, должна быть в дополнительном сегменте данных, адресуемом сегментным регистром es.

- Важно отметить, что допускается замена (с помощью префикса замены сегмента) только регистра ds, регистр es подменять нельзя.

Вторые части адресов - смещения цепочек — также находятся в строго определенных местах.

- Для цепочки-источника это регистр esi/si (Source Index register — индексный регистр источника).

- Для цепочки-получателя это регистр edi/di (Destination Index register - индексный регистр приемника).

Таким образом, полные физические адреса для операндов цепочечных команд следующие:

адрес_источника — пара ds:esi/si;

адрес_приемника — пара es:edi/di.

Последний важный момент, касающийся всех цепочечных команд, — это направление обработки цепочки. Есть две возможности:

- от начала цепочки к ее концу, то есть в направлении возрастания адресов;

- от конца цепочки к началу, то есть в направлении убывания адресов.

Как мы увидим ниже, цепочечные команды сами выполняют модификацию регистров, адресующих операнды, обеспечивая тем самым автоматическое продвижение по цепочке. Количество байт, на которые эта модификация осуществляется, определяется кодом команды. А вот знак этой модификации определяется значением флага направления df (Direction Flag) в регистре eflags/flags:

- если df = 0, то значение индексных регистров esi/si и edi/di будет автоматически увеличиваться (операция инкремента) цепочечными командами, то есть обработка будет осуществляться в направлении возрастания адресов;

- если df = 1, то значение индексных регистров esi/si и edi/di будет автоматически уменьшаться (операция декремента) цепочечными командами, то есть обработка будет идти в направлении убывания адресов.

Состоянием флага df можно управлять с помощью двух команд, не имеющих операндов:

- cld (Clear Direction Flag) — очистить флаг направления. Команда сбрасывает флаг направления df в 0.

- std (Set Direction Flag) — установить флаг направления. Команда устанавливает флаг направления df в 1.