Форматы команд процессора. (Лекция 19.1)

Обозначения полей в байтах команды
cop - фиксированный код операции
mod - используется при адресации операнда в памяти
reg - код регистра (sr - для сегментного регистра)
r/m - код регистра или способа адресации памяти
disp - поле для размещения числовой величины при указании внутрисегментного адреса операнда:
disp-h – ст.байт поля, disp-l – младший байт
data - непосредственный операнд:
data-h- ст.байт, data-l -мл. байт
- обязательные байты в формате команды
- возможные байты

Формат команд без операндов ( или операнды по умолчанию)

Форматы команд с одним операндом

Форматы команд с двумя операндами

1-й байт команды: содержит код операции (COP)
Фиксированный код, который определяет саму команду.
Байт COP может еще содержать битовые признаки для процессора:
w – бит разрядности операндов: 0 – байты, 1 - слова
d – местонахождение результата: 0 - в памяти;1 - в регистре.
s – говорит процессору о необходимости расширить со знаком однобайтный непосредственный операнд до формата слова:
0 - расширение не нужно, 1 - расширение нужно
Пример: какими будут биты w , d , s в машинном коде команд?
add bx, ds:adres ; w=1 , d= 1
add ds:adres, bl ; w=0 , d= 0
add dx, 3 ; w=1 , s= 1
add dl, 3 ; w= 0 , s= 0
add dx, 3f1h ; w= 1 , s= 0

2-й байт : байт режима адресации
Имеет два возможных формата:
1) в 2-операндных командах типа: регистр–регистр, регистр–память или память – регистр
2) в командах с одним операндом (регистр/память) и в командах с непосредственным операндом
Поле reg за «ненадобностью» заполнено фиксированным кодом, который называют «вторичный СОР»

Поле Mod
Дает процессору информацию о месте размещения операндов в команде.
mod=11: операнда в памяти нет
В этом случае поля reg, sr, r/m
содержат коды регистров, где
размещены операнды:
при w= 0 - это коды 8- разрядных регистров
при w= 1 - это коды 16- разрядных регистров

mod ≠ 11 : означает, что есть операнд в памяти.
Тогда, поле r/m содержит код способа внутрисегментной адресации этого операнда.
Коды способов адресации в памяти
!! Внимание:
Код r/m=110 кодирует два способа адресации. Для их отличия используется mod:
при r/m=110 и mod=00 – это «прямая адресация» и прямой адрес всегда занимает 2-х байтное поле disp (т.к. 16-разрядная внутрисегм.адресация)
при r/m=110 и mod=01 или 10 – это косвенная адресация вида
[ BP+disp ]

Поле Disp
При прямой адресации: поле disp содержит 16-разрядный прямой внутрисегментный адрес. То есть поле всегда двухбайтное.
При косвенной адресации: поле disp используется для размещения числового значения смещения при задании косвенного адреса. Например: [bx-1], [si+bx+23Fh]
Конкретную длину поля disp в команде в этом случае процессор определяет по значению битов поля mod:
mod = 0 0 - disp в команде отсутствует
mod = 0 1 - disp занимает 1 байт
mod = 1 0 - disp занимает 2 байта

Адресация операнда в памяти: «префикс сегмента»
Если при задании адреса операнда используется указатель сегмента, отличный от DS, в формате команды перед байтом СОР должен находиться байт «префикс сегмента».
Например: add bl, es: [si]
Формат байта «префикса сегмента»:
sr – код сегментного регистра
0 0 1 sr 1 1 0

Пример. Создать машинный код команды ADD AX, ds:[SI-2]. Дать подробные пояснения
1. Определимся с форматом команды. Команда с операндами «регистр – память». Следовательно, ее формат может быть такой (от 2 до 4 байтов):
2. Смысл и значения битов в необходимых полях машинного кода:
сop - код операции. Код ADD = 000000 (из Таблицы кодов операций)
бит d - кто первый операнд в команде. Регистр. Следовательно =1
бит w – разрядность операндов. Слова. Следовательно =1
mod (2 бита) – есть ли операнд в памяти и нужно ли поле disp. Операнд в памяти есть, его адрес задается косвенно с числовым смещением -210. Для размещения -210 в команде достаточно 1-байта поля disp. Следовательно = 01
reg (3 бита) – код регистра. Код АХ=000 (из Таблицы кодов регистров)
r/m (3 бита) - код способа адресации операнда в памяти. Косвенная адресация вида [SI+disp], ее код =100 (из Таблицы кодов способов адресации)
disp-l – байт для размещения – 210 . Значения битов =11111110
3. Итог. Машинный код 3-байтной команды:
В bin: 00000011 01000100 11111110
В hex: 03 44 FE

Занесем машинный код команды 03 44 FE в кодовый сегмент «руками» в Отладчике побайтно через нижнее окно отображения памяти, начиная с адреса CS:010E.
Если наш машинный код правильный, Отладчик правильно покажет эту команду в символическом виде в окне кодового сегмента