Лекции по курсу "Проектирование ассемблеров, компоновщиков, макропроцессоров

9. Формат машинных команд

Система машинных команд является важнейшей частью архитектуры компьютера, так как с их помощью производится непосредственное управление работой процессора. Каждая команда ассемблера = 1 команде машины.

1. Команды, которые не содержат операндов, занимают в памяти 1 байт.
   
   
2. Команды с одним операндом (одноадресные)
   • Операнд в 16-ти разрядном регистре. Машинная команда занимает 1 байт, который делится на 2 поля: биты 0-4 хранят код операции (КОП), а биты 5-7 - код регистра.
     
     
     
     В таблице приведены соответствия кодов в r/m и названий для 16-разрядных регистров.
     
     

     Таблица 1
     Код	000	001	010	011	100	101	110	111
     Регистр	AX	CX	DX	BX	SP	BP	SI	DI

   
   
   • Операнд в 8-разрядном либо в 16-разрядном регистре. Команда занимает 2 байта.
     
     Однобитное поле w определяет длину операнда. Поле mod (3 бита) показывает, находится ли операнд в регистре или в памяти. Если mod = 11, то операнд содержится в регистре, а три остальные комбинации (00, 01, 10) относятся к памяти. Когда операнд - в регистре, поле r/m показывает конкретный регистр (таблицы 1 и 2); а если операнд - в памяти, это поле определяет, где он находится (таблица 3).
     
     
     
     mod = 11
     r/m - код регистра
     w = 0      - 8-разрядный регистр
     w = 1      - 16-разрядный регистр
     
     В таблице приведены соответствия кодов в r/m и названий для 8-разрядных регистров.
     
     

     Таблица 2
     Код	000	001	010	011	100	101	110	111
     Регистр	AL	CL	DL	BL	AH	CH	DH	BH

     
     Пример:
     
     inc cl
     
   • Косвенная адресация. Формат команды - 2 байта. mod = 00.
     
     

     Таблица 3
     r/m	Базовый регистр	Индексный регистр
     000 001 010 011 100 101 110 111	BX BX BP BP - - BP BX	SI DI SI DI SI DI - -

   
   
   • Смешанная адресация.
     
     Пример:       INC Word Ptr X[BX]
     
     Значение mod зависит от размера X, где offset X - число.
     Если offset Х < 128, то команда занимает 3 байта, и mod = 01.
     
     
     
     Если offset X >= 128 (… 255), то команда занимает 4 байта (третий байт - младшие разряды смещения, четвертый байт - старшие разряды смещения), и mod = 10
   
   
   
   • Прямая адресация
     
     Пример:       inc X
     
     Размер будет 4 байта. mod = 00. r/m = 110.
     
     
   Операнд не обязательно должен находиться в текущем сегменте. Его можно считывать из любого сегмента, используя однобайтный префикс замены сегментного регистра. Байты, стоящие перед основными байтами команды, называются префиксами (может быть несколько).
   Префикс замены сегментного регистра:
   
   
   
   В поле seg сегментные регистры кодируются следующим образом:


3. Двухоперандные команды
   
   Главная часть команды - 2 байта.
   
   
   

   Пример:

   mov ax,x mov  x,ax

   
   Значения mod и r/m такие же, что и при однооперандных командах. reg хранит адрес одного из регистров. Бит d определяет назначение.
   d = 0     mov x,ax     регистр-источник
   d = 1     mov ax,x     регистр-приёмник