Программная модель 8086. Основные регистры процессора.

Программные регистры

Регистрами называют участки высокоскоростной памяти, расположенные внутри ЦПУ и предназначенные для оперативного хранения данных и быстрого доступа к ним со стороны внутренних компонентов процессора. Существует 8 регистров общего назначения, 6 сегментных регистров, регистр состояния процессора, или регистр флагов (EFLAGS), и регистр указателя команд (EIP).

Регистры EAX, EBX, ECX, EDX – это регистры общего назначения. Они имеют определённое назначение (так уж сложилось исторически), однако в них можно хранить любую информацию.

Регистры EBP, ESP, ESI, EDI – это также регистры общего назначения. Они имеют уже более конкретное назначение. В них также можно хранить пользовательские данные, но делать это нужно уже более осторожно, чтобы не получить «неожиданный» результат.

В МП 8086/8088 имеется 14 регистров. В функциональном отношении они делятся на группы:

• регистры общего назначения (АХ, ВХ, СХ, DX); предназначены для хранения операндов и выполнения основных команд; любой из них может использоваться как совокупность двух независящих друг от друга 8-разрядных регистров: старшего байта регистра (АН, ВН, СН, DH) и младшего байта (AL, BL, CL, DL); например, АХ состоит из АН и AL;
• сегментные регистры (CS, DS, SS, ES); используются для указания сегмента при адресации памяти;
• регистры-указатели (SP, BP, IP); используются для указания смещения при адресации памяти;
• индексные регистры (SI, DI); применяются для индексной адресации;
• регистр флагов; используется для хранения признаков состояния процессора.

Основные конструкции языка. Intel-синтаксис.

Intel-синтаксис — один из форматов записи мнемоники инструкций процессора. Intel-синтаксис используется в документации Intel^[1], в ассемблерах для MS-DOS и Windows (MASM, TASM, встроенный ассемблер Visual Studio, и т.д.)

Особенности:

1. Приёмник находится слева от источника.

2. Название регистров зарезервировано (нельзя использовать метки с именами eax, ebx и т. д.)

Например, код

mov eax, ebx

пересылает в регистр eax значение, содержащееся в ebx, что функционально эквивалентно следующему коду:

push ebx ; положить в стек значение ebx

pop eax ; записать значение из стека в eax

Популярен во многом благодаря тому, что используется Intel в документации к своим процессорам.

Программа на ассемблере представляет собой совокупность блоков памяти, называемых сегментами. Программа может состоять из одного или нескольких таких блоков-сегментов. Сегменты программы имеют определенное назначение, соответствующее типу сегментов: кода, данных и стека. Названия типов сегментов отражают их назначение. Деление программы на сегменты отражает сегментную организацию памяти процессоров Intel (архитектура IA-32). Каждый сегмент состоит из совокупности отдельных строк, в терминах теории компиляции называемых предложениями языка. Для языка ассемблера предложения, составляющие программу, могут представлять собой синтаксические конструкции четырех типов.

командой называется оператор программы, который непосредственно выполняется процессором после того, как программа будет скомпилирована в машинный код, загружена в память и запущена на выполнение (т.е. на этапе выполнения программы).

Способы адресации к памяти.

Режимы адресации – это различные способы указания местоположения операндов. Операнды чаще всего находились в регистрах или в переменных в памяти. Но в процессоре Intel 8086 существуют также более сложные режимы, которые позволяют организовать работу с массивами, структурами, локальными переменными и указателями.

1. Неявная адресация. Местоположение операнда фиксировано и определяется кодом операции. Примеры:

cbw

mul al

Команда CBW всегда работает с регистрами AX и AL, а у команды MUL фиксировано положение первого множителя и результата. Такой режим адресации делает машинную команду короткой, так как в ней отсутствует указание одного или нескольких операндов.

2. Непосредственная адресация. При непосредственной адресации значение операнда является частью машинной команды. Понятно, что в этом случае операнд представляет собой константу. Примеры:

mov al,5

add bx, 1234h

mov dx,a

Обратите внимание, что в третьей строке в DX помещается адрес метки или переменной a, а вовсе не значение по этому адресу. По сути адрес метки тоже является числовой константой.

3. Абсолютная прямая адресация. В машинной команде содержится адрес операнда, находящегося в памяти. Пример:

mov dx, [a]

Вот тут уже в DX помещается значение из памяти по адресу a. Сравните с предыдущим пунктом. Квадратные скобки обозначают обращение по адресу, указанному внутри этих скобок.

4. Относительная прямая адресация. Этот режим используется в командах передачи управления. В машинной команде содержится смещение, которое прибавляется к значению указателя команд IP. То есть указывается не сам адрес перехода, а на сколько байтов вперёд или назад надо перейти. Пример:

metka: ...

loop metka

У такого режима адресации два преимущества. Во-первых, машинная команда становится короче, так она содержит не полный адрес, а только смещение. Во-вторых, такой код не зависит от адреса, по которому он размещается в памяти.

5. Регистровая адресация. Операнд находится в регистре. Пример:

add ax,bx

6. Косвенная регистровая (базовая) адресация. Адрес операнда находится в одном из регистров BX, SI или DI. Примеры:

add ax,[bx]

mov dl,[si]

Размер операнда в памяти здесь определяется размером первого операнда. Так как AX – 16-разрядный регистр, то из памяти берётся слово по адресу в BX. Так как DL – 8-разрядный регистр, то из памяти берётся байт по адресу в SI. Это правило верно и для других режимов адресации.

7. Косвенная регистровая (базовая) адресация со смещением

Адрес операнда вычисляется как сумма содержимого регистра BX, BP, SI или DI и 8- или 16-разрядного смещения. Примеры:

add ax,[bx+2]

mov dx,[array1+si]

В качестве смещения можно указать число или адрес метки. О размере смещения не беспокойтесь – компилятор сам его определяет и использует нужный формат машинной команды.

8. Косвенная базовая индексная адресация

Адрес операнда вычисляется как сумма содержимого одного из базовых регистров BX или BP и одного из индексных регистров SI или DI. Примеры:

mov ax,[bp+si]

add ax,[bx+di]

Например, в одном из регистров может находиться адрес начала массива в памяти, а в другом – смещение какого-то элемента относительно начала.

9. Косвенная базовая индексная адресация со смещением. Адрес операнда вычисляется как сумма содержимого одного из базовых регистров BX или BP, одного из индексных регистров SI или DI и 8- или 16-разрядного смещения. Примеры:

mov al,[bp+di+5]

mov bl,[array2+bx+si]