Материал: Larin_Anton_OEVM_21_2_

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра МО ЭВМ

отчет

по лабораторной работе №2

по дисциплине «Организация ЭВМ и систем»

Тема: Изучение режимов адресации в Intel8086

Санкт-Петербург

2019

Цель работы.

Изучить различные виды адресации. Изучить возможные ошибки при адресации и научиться их избегать

Основные теоретические положения.

Большинство команд процессора Intel Х86 выполняются с аргументами, которые принято называть операндами. Операнды в программе могут задаваться следующим образом:

1. в регистрах общего назначения;

2. непосредственно в коде команды;

3. в ячейках памяти, задаваемых в команде прямо или косвенно;

4. в портах ввода-вывода.

Для указания места расположения операнда используются 8 режимов адресации, использование которых иллюстрируется в таблице 3.2.

1. Регистровая адресация

Операнды могут располагаться в любых регистрах общего назначения и сегментных регистрах. В этом случае в операторе программы (на языке ассемблера) указывается название соответствующего регистра.

2. Непосредственная адресация

Некоторые команды (пересылки, все арифметические команды, кроме деления) по­зволяют указывать один из операндов непосредственно в операторе про­граммы.

3. Прямая адресация

Если известен адрес операнда, располагающегося в памяти, можно ис­пользовать этот адрес. В реальных программах обычно для задания статических переменных используют директивы определения данных, которые позволяют ссылаться на статические пере­менные не по адресу, а по имени.

Если селектор сегмента данных находится в DS, имя сегментного регистра при прямой адресации можно не указывать, так как DS используется по умолчанию. Прямая адресация иногда называется ад­ресацией по смещению.

4. Косвенная адресация

Адрес операнда в памяти можно не указывать непосредственно, а хранить в любом регистре. До процессоров i80386 для этого можно было использовать только регистры ВХ, SI, DI и ВР, но потом эти ограничения были сняты и адрес операнда разрешили считывать также и из ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ, EDX, ESI, EDI, ЕВР и ESP (но не из AX, CX, DX или SP напрямую – надо исполь­зовать ЕАХ, ЕСХ, EDX, ESP соответственно или предварительно скопи­ровать смещение в ВХ, S1, DI или ВР). Как и в случае прямой адресации, DS используется по умолчанию, но не во всех случаях: если смещение берут из регистров ESP, ЕВР или ВР, то в качестве сегментного регистра используется SS. В реальном режиме можно свободно пользоваться всеми 32-битными регистрами, надо толь­ко следить, чтобы их содержимое не превышало границ 16-битного слова.

5-6. Базовая или индексная адресация.

Та­кая форма адресации используется в тех случаях, когда в регистре находится адрес начала структуры данных, а доступ надо осуществить к какому-нибудь элементу этой структуры. Другое важное применение адресации по базе со сдвигом – доступ из подпрограммы к параметрам, переданным в кадре стека, используя регистр ВР (ЕВР) в качестве базы и но­мер параметра в качестве смещения.

До процессора i80386 в качестве базового регистра можно было использовать только регистры ВХ, ВР, SI или DI и сдвиг мог быть только байтом или словом (со знаком). Начиная с процессоров i80386 и старше, можно допол­нительно использовать ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ, EDX, ЕВР, ESP, ESI и EDI, так же как и для обычной косвенной адресации. С помощью этого метода можно организовывать доступ к одномерным массивам байт: смещение соответствует адресу начала массива, а число в регистре – индексу эле­мента массива, который надо использовать. Очевидно, что если массив состоит не из байт, а из слов, придется умножать базовый регистр на два, а если из двойных слов – на четыре. Для этого предусмотрен следующий специальный метод адресации.

7. Индексная адресация с масштабированием

Этот метод адресации полностью идентичен предыдущему, за исключе­нием того, что с его помощью можно прочитать элемент массива слов, двойных слов или учетверенных слов, просто поместив номер элемента в регистр

mov ax, [esi*2]+2

Множитель, который может быть равен 1, 2, 4 или 8, соответствует размеру элемента массива – байту, слову, двойному слову, учетверенно­му слову соответственно. Из регистров в этом варианте адресации мож­но использовать только ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ, EDX, ESI, EDI, ЕВР, ESP, но не SI, DI, ВР или SP, которые можно было использовать в предыдущих ва­риантах.

8. Адресация по базе с индексированием и масштабированием

Это самая полная возможная схема адресации, в которую входят все случаи, рассмотренные ранее, как частные. Смещение может быть байтом, словом или двойным словом. Если ESP или ЕВР используются в роли базового регистра, селектор сегмента операн­да берется по умолчанию из регистра SS, во всех остальных случаях – из DS.

Таблица 3.2. Использование режимов адресации в архитектуре Intel Х86

Примечания:

Базовая адресация применяется для работы со строками или записями, при этом в базовый регистр заносится начало структуры или записи, а смещение задает начало некоторого поля записи или структуры (регистр BP используется по умолчанию для доступа к параметрам процедур через кадр стека). Индексная адресация применяется для доступа к элементам однородных (обычно одномерных) массивов, смещение задает начало элемента этого массива. Базово-индексная адресация используется при работе с элементами полей записи и для работы с двумерными массивами.

Задание

Лабораторная работа 2 предназначена для изучения режимов адресации, использует готовую программу lr2_comp.asm на Ассемблере, которая в автоматическом режиме выполняться не должна, так как не имеет самостоятельного функционального назначения, а только тестирует режимы адресации. Поэтому ее выполнение должно производиться под управлением отладчика в пошаговом режиме.

В программу введен ряд ошибок, которые необходимо объяснить в отчете по работе, а соответствующие команды закомментировать для прохождения трансляции.

Необходимо составить протокол выполнения программы в пошаговом режиме отладчика по типу таблицы 1 предыдущей лабораторной работы и подписать его у преподавателя.

На защите студенты должны уметь объяснить результат выполнения каждой команды с учетом используемого вида адресации. Результаты, полученные с помощью отладчика, не являются объяснением, а только должны подтверждать ваши объяснения.

Порядок выполнения работы.

1. Получить у преподавателя вариант набора значений исходных данных (массивов) vec1, vec2 и matr из файла lr2.dat, приведенного в каталоге Задания и занести свои данные вместо значений, указанных в приведенной ниже программе.

2. Протранслировать программу с созданием файла диагностических сообщений; объяснить обнаруженные ошибки и закомментировать соответствующие операторы в тексте программы.

3. Снова протранслировать программу и скомпоновать загрузочный модуль.

4. Выполнить программу в пошаговом режиме под управлением отладчика с фиксацией содержимого используемых регистров и ячеек памяти до и после выполнения команды. 5. Результаты прогона программы под управлением отладчика должны быть подписаны преподавателем и представлены в отчете.

Отчет по работе должен содержать:

1. текст задания;

2. текст исходного файла программы с заданными значениями исходных данных;

3. описание обнаруженных при первоначальной трансляции ошибок и их объяснение;

4. листинг успешной трансляции программы с закомментированными ошибочными операторами;

5. протокол работы на компьютере, включающий описание выполнения каждой команды в пошаговом режиме под управлением отладчика, представленный в виде таблицы 1 (черновики протоколов должны быть подписаны преподавателем).

6. выводы по работе.

Выполнение

Первая компиляция прошла с ошибками(Рис. 1)

Рисунок 1 — Компиляция с ошибками

Пояснение ошибок:

55: Improper operand type

mov mem3,[bx]; невозможно перемещать значения из памяти в память

62: Operands types must match

mov cx,vec2[di]; несоответствие типов. попытка поместить байт в слово

66: Operands types must match

mov cx,matr[bx][di]; несоответствие типов. попытка поместить байт в слово

67: Illegal register value

mov ax,matr[bx*4][di]; регистр dx нельзя умножать

87: Multiple base registers

mov ax,matr[bp+bx]; в операнде нельзя использовать более одного базового регистра

88: Multiple index registers

mov ax,matr[bp+di+si]; в операнде нельзя использовать более одного индексного регистра

После комментирование строк с ошибками компиляция и сборка прошла успешно(Рис. 2)

Рисунок 2 — Удачная компиляция и сборка

Результаты отладки занесены в таблицу(Таб. 1)

Таблица 1—Отладка LR2_COMP.ASM