ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.06.2021
Просмотров: 149
Скачиваний: 1
Код операции
Код операции – обязательный элемент, описывающий операцию, выполняемую командой. Код операции может занимать от одного до трех байт. Для некоторых машинных команд часть битов кода операции может находиться в байте mod r/m.
Многим командам соответствует несколько кодов операций, каждый из которых определяет нюансы выполнения операции. При этом поле кода операции не имеет однозначной структуры. В зависимости от конкретных команд, не обязательно разных с точки зрения языка ассемблера, оно может иметь в своем составе от одного до трех элементов, назначение которых описано в табл. 2. Один из этих трех элементов является непосредственно кодом операции или ее частью, остальные уточняют детали операции. Такое строение поля кода операции усложняет, в частности, процесс дизассемблирования. Для определения размера и границ очередной команды необходимо полностью проанализировать ее поле кода операции.
Последующие поля машинной команды определяют характеристики и местоположение операндов, участвующих в операции, и особенности их использования.
Таблица 2. Назначение дополнительных битов поля кода операции
|
Поле |
Количество |
Назначение |
|
d |
1 |
Определяет направление передачи данных: 0 — передача данных из регистра reg в память (или регистр), адресуемую полем r/m; 1 — передача данных из памяти (или регистра), адресуемой полем г/т, в регистр reg. При наличии байта sib адрес операнда в памяти формируется с учетом содержимого этого байта |
|
s |
1 |
Задает необходимость расширения 8-разрядного непосредственного операнда до 16 или 32 бита. Старшие биты при этом заполняются значением старшего (знакового) бита исходного 8-разрядного операнда |
|
w |
1 |
Определяет размер данных, которыми оперирует команда: байт, слово, двойное слово: 0 — 8 битов; 1 — 16 битов для 16-разрядного размера операндов или 32 бита для 32-разрядного размера операндов |
|
reg |
3 |
Определяет регистр, используемый в команде. Значение поля зависит от поля w, в том числе если поле w отсутствует |
Байт режима адресации mod r/m
Байт режима адресации mod r/m, иногда называемый постбайтом, несет информацию об операндах и режиме адресации. Большинство команд процессора Intel — двухоперандные. Операнды могут находиться в памяти, а также в одном или двух регистрах. Архитектура IA-32 не допускает, чтобы оба операнда команды находились в памяти. Если операнд находится в памяти, то байт mod r/m определяет компоненты (смещение, базовый и индексный регистры), используемые для вычисления его эффективного адреса. Байт mod r/m состоит из трех полей:
поле mod (два бита) определяет способ адресации и количество байтов, занимаемых в команде адресом операнда (поле смещения в команде). Поле mod используется совместно с полем r/m, которое определяет способ модификации адреса операнда полем смещения в команде. Поле mod в комбинации с полем r/m образует 32 возможных значения, обозначающих один из восьми регистров и 24 режима адресации. К примеру, если mod = 00, то поле смещения в команде отсутствует и адрес операнда определяется содержимым базового и/или индексного регистра. Какие именно регистры потребуются для вычисления эффективного адреса, определяется значением этого байта. Если mod = 01, то поле смещения в команде присутствует, занимает один байт и модифицируется содержимым базового и/или индексного регистра. Если mod = 10, то поле смещения в команде присутствует, занимает два или четыре байта (в зависимости от значения, действующего по умолчанию или определяемого префиксом размера адреса) и модифицируется содержимым базового и/или индексного регистра. Если mod = 11, то операндов в памяти нет — они находятся в регистрах. Это же значение байта mod используется в случае, когда команда работает с непосредственным операндом;
поле reg (3 бита) определяет либо регистр, находящийся в команде на месте второго операнда, либо возможное расширение кода операции (давая в совокупности размер поля КОП в 11 битов);
поле r/m используется совместно с полем mod и определяет либо регистр, находящийся в команде на месте первого операнда (если mod = 11), либо базовые и индексные регистры, применяемые для вычисления эффективного адреса (совместно с полем смещения в команде).
В архитектуре Intel один из операндов обязательно находится в регистре, и он может быть первым или вторым. Расположение первого и второго операндов в формате команды фиксировано. Но, например, команда MOV может выполнять пересылку как из регистра в память, так и из памяти в регистр. В машинном представлении это одна и та же команда. В ее поле reg будет содержаться код регистра, а в поле r/m – код режима адресации. Эти две команды будут различаться только одним битом d, который определяет направление передачи. Если в команде участвуют два регистра, то в этом случае вступает в силу правило: поле reg определяет второй операнд, а поле r/m – первый. Если команда MOV работает с ячейкой памяти, то в исходном тексте программы могут быть следующие варианты записи этой команды:
mov abl1.ax ;пересылка содержимого ах в ячейку памяти abl1
или
mov ax.abl1 ;пересылка содержимого ячейки памяти abl1 в ах
В машинном представлении эти две команды будут выглядеть одинаково, за исключением бита d:
для команды MOV abl1.ax бит d = 0;
для команды MOV ax.abl1 бит d = 1.
Байт масштаба, индекса и базы
Байт масштаба, индекса и базы (Scale-Index-Base – sib) используется для расширения возможностей адресации операндов. На наличие байта sib в машинной команде указывает сочетание одного из значений 01 или 10 поля mod и значения поля r/m = 100. Байт sib состоит из трех элементов:
в поле масштаба (ss) размещается масштабный множитель для индексного компонента index, занимающего следующие три бита байта sib. В поле ss может содержаться значение 1, 2, 4 или 8. При вычислении эффективного адреса на это значение будет умножаться содержимое индексного регистра;
поле index позволяет хранить номер индексного регистра, содержимое которого применяется для вычисления эффективного адреса операнда;
поле base требуется для хранения номера базового регистра, содержимое которого также применяется для вычисления эффективного адреса операнда. В качестве базового и индексного регистров могут использоваться большинство регистров общего назначения.
По значению байта sib можно восстановить компоненты машинных команд, содержащие адрес операнда с учетом его масштабирования.
Одно значение базового регистра (base) в табл.10 замещено символом звездочки (*). Это означает наличие в команде адреса смещ_32 без базы, если mod равно 00, и [EBP] — в противном случае. Такой подход обеспечивает следующие режимы адресации:
смещ_32 [индекс], если mod=00;
смещ_8 [ebp][индекс], если mod=01;
смещ_32 [ebp][индекс], если mod=10.
Поля смещения и непосредственного операнда
Поле смещения в команде – это 8-, 16- или 32-разрядное целое число со знаком, представляющее собой полностью или частично (с учетом приведенных ранее рассуждений) значение эффективного адреса операнда.
Поле непосредственного операнда – необязательное поле, представляющее собой 8-, 16- или 32-разрядный непосредственный операнд. Наличие этого поля, конечно, отражается на значении байта mod r/m.