Арифметическиеи логические команды языка Ассемблер. Битовые команды. - презентация

1 Арифметическиеи логические команды языка Ассемблер. Битовые команды.

2 Инструкции сложения ADD и вычитания SUB Команда ADD требует двух операндов, как и команда MOV: Команда ADD складывает оба операнда и записывает результат в о1, предыдущее значение которого теряется. Точно так же работает команда вычитания SUB: ADD о1, о2 Результат, o1-o2, будет сохранен в o1, исходное значение o1 будет потеряно. SUB оl, o2 mov ax, 8 ; заносим в АХ число 8 mov сх, 6 ;заносим в СХ число 6 mov dx, сх ;копируем СХ в DX, DX = 6 add dx, ax ;DX = DX + АХ Команда ADD сохранит результат DX + АХ в регистре DX, а исходные значения АХ и СХ останутся нетронутыми.

3 Инструкции сложения ADD и вычитания SUB add ax, 8 ;AX = AX + 8 sub cx, bp ; CX = CX - BP add number, 4 ;добавляем значение 4 ;к переменной number sub number, 4 ;number = number 4 sub number, al ;вычитаем значение регистра AL ;из "number" sub ah,al ;вычитаем AL из АН, результат ;помещаем в АН Что произойдет, если сначала занести в AL (8-разрядный регистр) наибольшее допустимое значение (255), а затем добавить к нему 8? mov al, 255 ; заносим в AL значение 255, ;то есть OxFF add al, 8 ;добавляем 8 В результате в регистре AL мы получим значение 7. Девятый, потерянный, бит скрыт в регистре признаков, а именно в флаге CF признак переноса.

4 Инструкции сложения ADC и вычитания SBB mov ax, Oxffff ;AX = OxFFFF mov dx, 0 ;DX = 0 add ax, 8 ;AX = AX + 8 adc dx, 0 ;добавляем О с переносом к DX Команды ADC (Add With Carry сложение с переносом) и SBB (Subtract With Borrow вычитание с займом): ADC оl, o2 ;ol = оl + о2 + CF SBB ol, o2 ;ol = ol - о2 - CF Эти команды работают так же, как ADD и SUB, но соответственно добавляют или вычитают флаг переноса CF. В контексте арифметических операций очень часто используются так называемые пары регистров. Пара это два регистра, использующихся для хранения одного числа. Часто используется пара DX:AX обычно при умножении. Регистр АХ хранит младшие 16 битов числа, a DX старшие 16 битов. После выполнения ADC флаг CF будет добавлен к DX (DX теперь равен 1). Результат сложения OxFFFF и 8 (0x10007) будет помещен в пару DX:AX (DX=1,AX=0007).

5 Инструкции сложения ADD и вычитания SUB procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); var x:integer; begin asm mov x, 5 mov eax, 7 add eax, x mov x, eax end; Label1.Caption:=IntToStr(x); end;

6 Команды инкрементирования INC и декрементирования DEC Эти команды предназначены для инкрементирования и декрементирования. Команда INC добавляет, a DEC вычитает единицу из единственного операнда. Допустимые типы операнда такие же, как у команд ADD и SUB, а формат команд таков: INC o1 ;o1 = o1 + 1 DEC o1 ;o1 = o1 - 1 Ни одна из этих инструкций не изменяет флаг CF. add al,1 ;AL = AL + 1 inc al ;AL = AL + 1 Inc number ;number = number+1

7 Отрицательные числа Отрицательные целые числа в ПК представлены дополнительном коде. Один байт может содержать числа в диапазоне от 0 до 255. Код дополнения заменяет этот диапазон другим от -128 до 127. Диапазон от 0 до 127 отображается сам на себя, а отрицательным числам сопоставляется диапазон от 128 до 255: числу -1 соответствует число 255 (OxFF), (OxFE) и т.д. Число -50 будет представлено как 206. mov ax,OxFFFA ;AX = -6, то есть или OxFFFA mov dx,7 ;DX = 7 add ax,dx ;AX = AX + DX Дополнительный код может быть расширен до 2 байтов (от 0 до 65535). Он будет охватывать диапазон чисел от до Если дополнительный код расширить до 4 байтов, то получим диапазон от до Рассмотрим, как это происходит, на примере суммы чисел -6 и 7 в дополнительном коде из 2 байтов. Число 7 будет отображено само в себя, а число -6 будет представлено числом = (OxFFFA). Мы получим результат = = 0x10001, который не помещается в регистре АХ, поэтому будет установлен флаг переноса. Но если мы его проигнорируем, то оставшееся в АХ значение будет правильным результатом!

8 Отрицательные числа Ассемблер позволяет указывать отрицательные числа непосредственно, поэтому не нужно преобразовывать их вручную в дополнительный код: mov ax, -6 ;АХ = -6 mov dx, -6 ;DX = - 6 add ax,dx ;AX = AX + DX Результат: 0xFFF4 (установлен также флаг CF, но мы его игнорируем). В десятичной системе 0xFFF4 = В дополнительном коде мы получим правильный результат: -12 ( = 12). Механизм дополнительного кода ввели именно для того, чтобы при сложении и вычитании отрицательных чисел не приходилось выполнять дополнительных действий. Команда NEG Используя NEG, можно преобразовывать положительное целое число в отрицательное и наоборот. Инструкция NEG имеет только один операнд, который может быть регистром или адресом памяти. neg ах ;изменяет знак числа, сохраненного в АХ neg bl ;то же самое, но используется 8-битный регистр bl neg number ;изменяет знак переменной number

9 Команды MUL и IMUL Команда MUL может быть записана в трех различных форматах в зависимости от операнда: В 8-разрядной форме операнд может быть любым 8-битным регистром или адресом памяти. Второй операнд всегда хранится в AL. Результат (произведение) будет записан в регистр АХ. MUL r/m8 MUL r/ml6 MUL r/m32 (r/m8) * AL -> АХ В 16-разрядной форме операнд может быть любым 16-битным регистром или адресом памяти. Второй операнд всегда хранится в АХ. Результат сохраняется в паре DX:AX. (r/ml6) * АХ -> DX:AX В 32-разрядной форме второй операнд находится в регистре ЕАХ, а результат записывается в пару EDX:EAX. (r/m32) * ЕАХ -> EDX:ЕАХ

10 Команды MUL и IMUL Пример 1: умножить значения, сохраненные в регистрах ВН и CL, результат сохранить в регистр АХ: mov al, bh ;AL = ВН сначала заносим в AL второй операнд mul cl ;АХ = AL * CL умножаем его на CL Результат будет сохранен в регистре АХ. Пример 2: вычислить 486 2, результат сохранить в DX:AX: mov ax, 486 ; АХ = 486 mul ах ; АХ * АХ -> DX:AX Пример 3: вычислить диаметр по радиусу, сохраненному в 8-битной переменной radius, результат записать в 16-битную переменную diameter: mov al, 2 ; AL = 2 mul radius ; AX = radius * 2 mov diameter,ax ; diameter

11 Команды MUL и IMUL Команда IMUL умножает целые числа со знаком и может использовать один, два или три операнда. Когда указан один операнд, то поведение IMUL будет таким же, как и команды MUL, просто она будет работать с числами со знаком. Если указано два операнда, то инструкция IMUL умножит первый операнд на второй и сохранит результат в первом операнде, поэтому первый операнд всегда должен быть регистром. Второй операнд может быть регистром, непосредственным значением или адресом памяти. imul edx,ecx ;EDX = EDX * ECX imul ebx, sthing ;умножает 32-разрядную переменную sthing ;на ЕВХ, результат будет сохранен в ЕВХ imul есх,6 ;ЕСХ = ЕСХ * 6 Если указано три операнда, то команда IMUL перемножит второй и третий операнды, а результат сохранит в первый операнд. Первый операнд только регистр, второй может быть любого типа, а третий должен быть только непосредственным значением: imul ebx,[sthing],9 ;умножаем переменную "sthing" на 9, ;результат будет сохранен EBX imul ecx,edx,ll ;ЕСХ = EDX * 11

12 Команды DIV и IDIV Подобно команде MUL, команда DIV может быть представлена в трех различных форматах в зависимости от типа операнда: DIV r/m8 DIV r/ml6 DIV r/m32 Операнд служит делителем, а делимое находится в фиксированном месте (как в случае с MUL). В 8-битной форме переменный операнд (делитель) может быть любым 8- битным регистром или адресом памяти. Делимое содержится в АХ. Результат cохраняется так: частное в AL, остаток в АН. АХ / (r/m8) -> AL, остаток -> АН В 16-битной форме операнд может быть любым 16-битным регистром или адресом памяти. Второй операнд всегда находится в паре DX:AX. Результат сохраняется в паре DX:AX (DX остаток, АХ частное). DX:AX / (r/ml6) -> АХ, остаток -> DX В 32-разрядной форме делимое находится в паре EDX:EAX, а результат записывается в пару EDX:EAX (частное в ЕАХ, остаток в EDX). EDX:EAX / (r/m32) -> ЕАХ, остаток -> EDX

13 Команды DIV и IDIV Команда IDIV используется для деления чисел со знаком, синтаксис ее такой же, как у команды DIV. Пример 1: разделить 13 на 2, частное сохранить в BL, а остаток в ВН: mov ах,13 ;АХ = 13 mov cl,2 ;CL = 2 div cl ;делим на CL mov bx,ax ;ожидаемый результат находится в АХ, копируем в ВХ Пример 2: вычислить радиус по диаметру, значение которого сохранено в 16- битной переменной diameter, результат записать в radius, а остаток проигнорировать. mov ax, diameter ;AX = diameter mov bl, 2 ;загружаем делитель 2 div bl ;делим mov radiusl, al ;сохраняем результат

14 Команда AND Команда AND выполняет логическое умножение двух операндов o1 и о2. Результат сохраняется в операнде o1. Типы операндов такие же, как у команды ADD: операнды могут быть 8-, 16- или 32-битными регистрами, адресами памяти или непосредственными значениями. AND o1, o2 Следующий пример вычисляет логическое И логической единицы и логического нуля (1 AND 0). mov al, 1 ;AL = one mov bl, 0 ;BL = zero and al, bl ;AL = AL and BL = 0 Команда and производит поразрядное логическое умножение операндов и записывает результат на место первого операнда: mov al, 1100b ;al= b and al, 1010b ;al= b

15 Команда OR Команда OR выполняет логическое сложение двух операндов o1 и о2. Результат сохраняется в операнде o1. Типы операндов такие же, как у команды AND. OR o1, o2 Простой пример установки наименее значимого бита (первый справа) переменной mask в 1. or mask,1 Команда OR производит поразрядное логическое сложение операндов и запи-сывает результат на место первого операнда. mov al, 1100b ;al= b or al, 1010b ;al= b

16 Команда NOT Используется для инверсии отдельных битов единственного операнда, который может быть регистром или памятью. Соответственно команда может быть записана в трех различных форматах: NOT r/m8 NOT r/ml 6 NOT r/m32 Следующий пример демонстрирует различие между операциями NOT и NEG: mov al, b ;AL = 2 mov bl,al ;BL = 2 not al ;после этой операции мы получим ; b = OxFD (-3) neg bl ;a после этой операции результат будет ;другим: = OxFE (-2)

17 Команды сдвига Эти команды перемещают содержимое ячейки влево или вправо. Одним из операндов этих команд является количество сдвигов cnt. Оно либо равно 1, либо определяется содержимым регистра CL (при этом CL сохраняет своё содержимое после операции). Логические сдвиги - команды сдвига, где участвуют все биты первого операнда, при этом бит, уходящий за пределы ячейки, заносится в флаг CF, а с другого конца в операнд добавляется ноль. Логический сдвиг влево (shift left): SHL Логический сдвиг вправо (shift right): SHR mov al, b shl al,1 ;CF=0, al= b mov al, b shr al,1 ;CF=1, al= b mov bh, b mov cl,3 shl bh,cl ;CF=1, bh= b Логические сдвиги

18 Команды сдвига Арифметические сдвиги - предназначены для реализации быстрого умножения и деления знаковых чисел на степени двойки. Арифметический сдвиг влево (shift arithmetic left): SAL Арифметический сдвиг вправо (shift arithmetic right): SAR mov ah, b sar ah,1 ;CF=0, al= b mov ah, b sal ah,1 ;CF=1, al= b Арифметические сдвиги сдвиг всех битов операнда вправо на один разряд, при этом выдвигаемый справа бит становится значением флага переноса cf; одновременно слева в операнд вдвигается не нулевой бит, а значение старшего бита операнда, то есть по мере сдвига вправо освобождающиеся места заполняются значением знакового разряда. указанные выше два действия повторяются количество раз, равное значению второго операнда. mov ax,88 sar ax,3 ;(ax) разделить на 2 во третей степени, то есть на 8

19 Команды сдвига Особенность циклических сдвигов в том, что "уходящий" бит не теряется, а возвращается в операнд, но с другого конца. Циклический сдвиг влево (shift arithmetic left): ROL Циклический сдвиг вправо (shift arithmetic right): ROR mov ah, b rol ah,1 ;CF=1, al= b mov ah, b ror ah,1 ;CF=0, al= b Циклические сдвиги