В простейшем случае в директиве DB, DW или DD описывается одна константа, которой дается имя для последующих ссылок на нее. По этой директиве ассемблер формирует машинное представление константы (в частности, если надо, "переворачивает" ее) и записывает в очередную ячейку памяти. Адрес этой ячейки становится значением имени: все вхождения имени в программу ассемблер будет заменять на этот адрес. Имена, указанные в директивах DB, DW и DD, называются именами переменных (в отличие от меток - имен команд).
В MASM числа записываются в нормальном (неперевернутом) виде в cистемах счисления с основанием 10, 16, 8 или 2. Десятичные числа записываются как обычно, за шестнадцатиричным числом ставится буква h (если число начинается с "цифры" A, B, ..., F, то вначале обязателен 0), за восьмиричным числом - буква q или o, за двоичным числом - буква b.
Примеры:
A DB 162 ;описать константу-байт 162 и дать ей имя A
B DB 0A2h ;такая же константа, но с именем B
С DW -1 ;константа-слово -1 с именем С
D DW 0FFFFh ;такая же константа-слово, но с именем D
E DD -1 ;-1 как двойное слово
Константы-символы описываются в директиве DB двояко: указывается либо код символа (целое от 0 до 255), либо сам символ в кавычках (одинарных или двойных); в последнем случае ассемблер сам заменит символ на его код. Например, следующие директивы эквивалентны (2A - код звездочки в ASCII):
CH DB 02Ah
CH DB '*' CH DB "*"
Константы-адреса, как правило, задаются именами. Так, по директиве
ADR DW CH
будет отведено слово памяти, которому дается имя ADR и в которое запишется адрес (смещение), соответствующий имени CH. Если такое же имя описать в директиве DD, то ассемблер автоматически добавит к смещению имени его сегмент и запишет смещение в первую половину двойного слова, а сегмент - во вторую половину.
По любой из директив DB, DW и DD можно описать переменную, т.е. отвести ячейку, не дав ей начального значения. В этом случае в правой части директивы указывается вопросительный знак:
F DW ? ;отвести слово и дать ему имя F, ничего в этот байт не ;записывать
В одной директиве можно описать сразу несколько констант и/или переменных одного и того же размера, для чего их надо перечислить через запятую. Они размещаются в соседних ячейках памяти. Пример:
G DB 200, -5, 10h, ?, 'F'
Имя, указанное в директиве, считается именующим первую из констант. Для ссылок на остальные в MASM используются выражения вида <имя>+<целое>; например, для доступа к байту с числом -5 надо указать выражение G+1, для доступа к байту с 10h - выражение G+2 и т.д.
Если в директиве DB перечислены только символы, например:
S DB 'a','+','b'
тогда эту директиву можно записать короче, заключив все эти символы в одни кавычки:
S DB 'a+b'
И, наконец, если в директиве описывается несколько одинаковых констант (переменных), то можно воспользоваться конструкцией повторения
k DUP(a,b,...,c)
которая эквивалентна повторенной k раз последовательности a,b,...,c. Например, директивы
V1 DB 0,0,0,0,0
V2 DW ?,?,?,?,?,?,?,?,?,'a',1,2,1,2,1,2,1,2
можно записать более коротко таким образом:
V1 DB 5 DUP(0)
V2 DW 9 DUP(?), 'a', 4 DUP(1,2)
1.3. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ КОМАНД. МОДИФИКАЦИЯ АДРЕСОВ.
1.3.1 Структура команд. Исполнительные адреса
Машинные команды ПК занимают от 1 до 6 байтов.
Код операции (КОП) занимает один или два первых байта команды. В ПК столь много различных операций, что для них не хватает 256 различных КОПов, которые можно представить в одном байте. Поэтому некоторые операции объединяются в группу и им дается один и тот же КОП, во втором же байте этот КОП уточняется. Кроме того, во втором байте указываются типы и способ адресации операндов. Остальные байты команды указывают на операнды.
Команды могут иметь от 0 до 3 операндов, у большинства команд один или два операнда. Размер операндов - байт или слово (редко двойное слово). Операнд может быть указан в самой команде (это т.н. непосредственный операнд), либо может находиться в одном из регистров ПК и тогда в команде указывается этот регистр, либо может находиться в ячейке памяти и тогда в команде тем или иным способом указывается адрес этой ячейки. Некоторые команды требуют, чтобы операнд находился в фиксированном месте (например, в регистре AX), тогда операнд явно не указывается в команде. Результат выполнения команды помещается в регистр или ячейку памяти, из которого (которой), как правило, берется первый операнд. Например, большинство команд с двумя операндами реализуют действие
op1 := op1 _ op2
где op1 - регистр или ячейка, а op2 - непосредственный операнд, регистр или ячейка.
Адрес операнда разрешено модифицировать по одному или двум регистрам. В первом случае в качестве регистра-модификатора разрешено использовать регистр BX, BP, SI или DI (и никакой иной). Во втором случае один из модификаторов обязан быть регистром BX или BP, а другой -
регистром SI или DI; одновременная модификация по BX и BP или SI и DI недопустима. Регистры BX и BP обычно используются для хранения базы (начального адреса) некоторого участка памяти (скажем, массива) и потому называются базовыми регистрами, а регистры SI и DI часто содержат индексы элементов массива и потому называются индексными регистрами. Однако такое распределение ролей необязательно, и, например, в SI может находиться база массива, а в BX - индекс элемента массива.
В MASM адреса в командах записываются в виде одной из следующих конструкции:
A, A[M] или A[M1][M2],
где A - адрес, M - регистр BX, BP, SI или DI, M1 - регистр BX или BP, а M2 - регистр SI или DI. Во второрм и третьем варианте A может отсутствовать, в этом случае считается, что A=0.
При выполнении команды процессор прежде всего вычисляет т.н. исполнительный (эффективный) адрес - как сумму адреса, заданного в команде, и текущих значений указанных регистров-модификаторов, причем все эти величины рассматриваются как неотрицательные и суммирование
ведется по модулю 2^16 ([r] означает содержимое регистра r):
A : Aисп = A
A[M] : Aисп = A+[M] (mod 2^16)
A[M1][M2]: Aисп = A+[M1]+[M2] (mod 2^16)
Полученный таким образом 16-разрядный адрес определяет т.н. смещение - адрес, отсчитанный от начала некоторого сегмента (области) памяти. Перед обращением к памяти процессор еще добавляет к смещению начальный адрес этого сегмента (он хранится в некотором сегментном регистре), в результате чего получается окончательный 20-разрядный адрес, по которому и происходит реальное обращение к памяти (см. 1.4).
1.3.2 Форматы команд
В ПК форматы машинных команд достаточно разнообразны. Для примера приведем лишь основные форматы команд с двумя операндами.
1) Формат "регистр-регистр" (2байта):
------------- ----------------
| КОП |d|w| | 11 |reg1|reg2|
------------- ----------------
7 2 1 0 7 6 5 3 2 0
Команды этого формата описывают обычно действие reg1:=reg1_reg2 или
reg2:=reg2_reg1. Поле КОП первого байта указывает на операцию (_), которую надо выполнить. Бит w определяет размер операндов, а бит d указывает, в какой из регистров записывается результат:
w = 1 - слова d = 1 - reg1:=reg1_reg2
= 0 - байты = 0 - reg2:=reg2_reg1
Во втором байте два левых бита фиксированы (для данного формата), а трехбитовые поля reg1 и reg2 указывают на регистры, участвующие в операции, согласно следующей таблице:
reg w=1 w=0 reg w=1 w=0 ----------------- ----------------
000 AX AL 100 SP AH
001 CX CL 101 BP CH
010 DX DL 110 SI DH
011 BX BL 111 DI BH
2) Формат "регистр-память" (2-4 байта):
------------- ------------- -------------------
| КОП |d|w| |mod|reg|mem| |адрес (0-2 байта)|
------------- ------------- -------------------
Эти команды описывают операции reg:=reg_mem или mem:=mem_reg. Бит w первого байта определяет размер операндов (см. выше), а бит d указывает, куда записывается результат: в регистр (d=1) или в ячейку памяти (d=0). Трехбитовое поле reg второго байта указывает операнд-регистр (см. выше), двухбитовое поле mod определяет, сколько байтов в команде занимает операнд-адрес (00 - 0 байтов, 01 - 1 байт, 10 - 2 байта), а трехбитовое поле mem указывает способ модификации этого адреса. В следующей таблице указаны правила вычисления исполнительного адреса в зависимости от значений полей mod и mem (a8 - адрес размером в байт, a16
- адрес размером в слово):
mem \ mod | 00 01 10
------------------------------------------------------000 | [BX]+[SI] [BX]+[SI]+a8 [BX]+[SI]+a16
001 | [BX]+[DI] [BX]+[DI]+a8 [BX]+[DI]+a16
010 | [BP]+[SI] [BP]+[SI]+a8 [BP]+[SI]+a16
011 | [BP]+[DI] [BP]+[DI]+a8 [BP]+[DI]+a16
100 | [SI] [SI]+a8 [SI]+a16
101 | [DI] [DI]+a8 [DI]+a16
110 | a16 [BP]+a8 [BP]+a16
111 | [BX] [BX]+a8 [BX]+a16
Замечания. Если в команде не задан адрес, то он считается нулевым. Если адрес задан в виде байта (a8), то он автоматически расширяется со знаком до слова (a16). Случай mod=00 и mem=110 указывает на отсутствие регистров-модификаторов, при этом адрес должет иметь размер слова (адресное выражение [BP] ассемблер транслирует в mod=01 и mem=110 при a8=0). Случай mod=11 соответствует формату "регистр-регистр".
3) Формат "регистр-непосредственный операнд" (3-4 байта): ----------- ------------- --------------------------
| КОП |s|w| |11|КОП"|reg| |непосред.операнд (1-2 б)|
----------- ------------- --------------------------
Команды этого формата описывают операции reg:=reg_immed (immed - непосредственный операнд). Бит w указывает на размер операндов, а поле reg - на регистр-операнд (см. выше). Поле КОП в первом байте определяет лишь класс операции (например, класс сложения), уточняет же операцию поле КОП" из второго байта. Непосредственный операнд может занимать 1 или 2 байта - в зависимости от значения бита w, при этом операнд-слово записывается в команде в "перевернутом" виде. Ради экономии памяти в ПК предусмотрен случай, когда в операции над словами непосредственный операнд может быть задан байтом (на этот случай указывает 1 в бите s при w=1), и тогда перед выполнением операции байт автоматически расширяется (со знаком) до слова.