- •1. Предварительные сведения 6
- •2. Процессоры intel в реальном режиме 11
- •3. Директивы и операторы ассемблера 51
- •Введение
- •1. Предварительные сведения
- •1.1. Подготовка программ на языке ассемблера
- •1.2. Представление данных в компьютерах
- •1.2.1. Двоичная система счисления
- •1.2.2. Биты, байты и слова
- •1.2.3. Шестнадцатеричная система счисления
- •1.2.4. Числа со знаком
- •1.2.5. Логические операции
- •1.2.6. Коды символов
- •2. Процессоры intel в реальном режиме
- •2.1. Регистры процессора
- •2.1.1. Регистры общего назначения
- •2.1.2. Модели памяти и сегментные регистры
- •2.1.3. Стек
- •2.1.4. Регистр флагов
- •2.2.4. Косвенная адресация
- •2.2.5. Адресация по базе со смещением
- •2.2.6. Косвенная адресация с масштабированием
- •2.2.7. Адресация по базе с индексированием
- •2.2.8. Адресация по базе с индексированием и масштабированием
- •2.3. Основные непривилегированные команды
- •2.3.1. Пересылка данных
- •2.3.2. Двоичная арифметика
- •2.3.3. Десятичная арифметика
- •2.3.4. Логические операции
- •2.3.5. Сдвиговые операции
- •2.3.6. Операции над битами и байтами
- •2.3.7. Команды передачи управления
- •2.3.8. Строковые операции
- •2.3.9. Управление флагами
- •2.3.10. Загрузка сегментных регистров
- •2.3.11. Другие команды
- •3. Директивы и операторы ассемблера
- •3.1. Структура программы
- •3.2. Директивы распределения памяти
- •3.2.1. Псевдокоманды определения переменных
- •3.2.2. Структуры
- •3.3. Организация программы
- •3.3.1. Сегменты
- •3.3.2. Модели памяти и упрощенные директивы определения сегментов
- •3.3.4. Процедуры
- •3.3.5. Конец программы
- •3.3.6. Директивы задания набора допустимых команд
- •3.3.7. Директивы управления программным счетчиком
- •3.3.8. Глобальные объявления
- •3.3.9. Условное ассемблирование
- •3.4. Выражения
- •3.5. Макроопределения
- •3.5.1. Блоки повторений
- •3.5.2. Макрооператоры
- •3.5.3. Другие директивы, используемые в макроопределениях
- •3.6. Другие директивы
- •3.6.1. Управление файлами
- •3.6.2. Управление листингом
- •3.6.3. Комментарии
- •Литература
2.1.2. Модели памяти и сегментные регистры
Оперативная память в ПК представляет собой совокупность байтовых ячеек, каждая из которых обладает уникальным адресом. Адреса байтов, которые необходимо указывать при обращении к ним, могут быть представлены по-разному. В бессегментной или "плоской" (flat) модели памяти байты просто последовательно пронумерованы, и каждый номер (адрес) однозначно соответствует определенному байту. В конечном счете, именно по таким адресам производит обращение к памяти процессор. Диапазон адресов современных процессоров с 32-разрядной адресной шиной — от 0 до 232–1 (4 гигабайта). Для обеспечения независимости программ от их возможного местоположения в памяти, а также для уменьшения размеров адресов, используемых в программах, применяют сегментированные модели памяти. При этом память условно делят на участки (сегменты), размер которых не может превышать определенной величины. Для формирования адреса какой-либо ячейки памяти задействуются два числа — адрес начала сегмента и смещение искомой ячейки относительно этого начала.
Операционные системы (кроме DOS) могут размещать сегменты, с которыми работает программа пользователя, в разных местах в памяти, и даже могут временно записывать их на диск, если памяти не хватает. Так как сегменты могут оказаться где угодно, программа обращается к ним, используя вместо настоящего адреса начала сегмента 16-битное число, называемое селектором. В процессорах Intel предусмотрено шесть 16-битных регистров — CS, DS, ES, FS, GS, SS, используемых для хранения селекторов. (Регистры FS и GS отсутствовали в 8086, но появились уже в 80286.) Это не значит, что программа не может работать одновременно с большим количеством сегментов памяти, — в любой момент времени можно изменить значения, записанные в этих регистрах.
В реальном режиме селектор любого сегмента равен адресу его начала, деленному на 16. Чтобы получить адрес в памяти, 16-битное смещение складывают с этим селектором, сдвинутым предварительно влево на 4. Таким образом, оказывается, что максимальный доступный адрес в реальном режиме 220 1 = 1 048 575. Для сравнения, в защищенном режиме адрес начала для каждого сегмента хранится отдельно, так что возможно 246 (64 терабайта) различных логических адресов в формате сегмент:смещение (программа может определить до 16 383 сегментов, каждый из которых имеет размер до 4 Гб). Реально процессор может адресоваться только к 4 (или 64 для Pentium Pro) гигабайтам памяти.
В отличие от регистров DS, ES, GS, FS, которые называются регистрами сегментов данных, регистры CS и SS отвечают за сегменты двух особенных типов — сегмент кода и сегмент стека. Сегмент кода содержит программу, исполняющуюся в данный момент, так что запись нового селектора в этот регистр приводит к тому, что далее будет исполнена не следующая по тексту программы команда, а команда из кода, находящегося в другом сегменте, с тем же смещением. Смещение следующей выполняемой команды всегда хранится в специальном регистре — EIP (указатель инструкции, шестнадцатибитная форма IP). Название регистра EIP является условным, так как оно не используется для обращения к данному регистру в качестве операнда команд. Косвенно запись в регистр EIP можно осуществить лишь командами передачи управления. Каждая из этих команд — перехода, условного перехода, цикла, вызова подпрограммы и т. п. — осуществляет запись в регистры CS и EIP, благодаря чему следующей исполняется команда из другого места памяти.