Chip 1996 April/CHIP 1996 aprilis (CD06).zip/CHIP_CD06.ISO/hypertxt.arj/9406/386_1.CD

Text File | 1994-11-27 | 21KB | 428 lines

          @VA   80286   és   80386  processzorok  valós  módú@N
          @Vlehetôségei@N

          @VModern idôk -- I.@N

          Az    egyre   újabb   típusú   processzorok   megjelenésével
          gyakori      probléma     a     leírások     hiánya     vagy
          hiányossága,  esetleg  félrevezetô  volta.  Cikksorozatomban
          szeretnék   az   assembly  programozást  kedvelô  olvasóknak
          rövid   betekintést  adni  a  80286  és  80386  processzorok
          által      nyújtott     új     lehetôségekbe.     @K(Tördelési@N
          @Kokokból    az    assembly    forrásmintákban    a    sorvégi@N
          @Kkommenteket   az  utasítások   elôtti  sorba  raktuk,  végén@N
          @Kkettôsponttal -- a Szerk.)@N



          Az  alábbiak  megértéséhez a 8088 processzor assembly nyelvû
          programozásának  ismerete  szükséges.  A  8088-ról  már  sok
          szakkönyv  jelent  meg magyar nyelven is, így viszonylag jól
          dokumentáltnak tekinthetô.


             @V***** I. ùjdonságok a 80286 valós módjában *****@N

                         @VBôvített utasításkészlet@N

          @VENTER    variables,    level@N   Magasszintû   nyelvek   stack
          keretének   létrehozása.   Az  utasítás  lehetôvé  teszi  az
          egybeágyazott   funkciók   számára  egymás  stack  területén
          elhelyezett   lokális   változóinak  elérését.  Mûködése  az
          alábbi    algoritmus   alapján   megérthetô.   FRAME_PTR   a
          processzor   belsô   munkaváltozója,  amelyben  SP  átmeneti
          tárolását   végzi.   Ha   level   értéke  nulla,  akkor  nem
          egybeágyazott  funkcióról  van  szó,  vagy  a  rendszer  nem
          használja  ezt  a  lehetôséget. Ellenkezô esetben a legkülsô
          egybeágyazási szint az 1.

           @KPUSH BP@N
          @K FRAME_PTR = SP@N
          @K if level > 0 then@N
          @K repeat (level-1)-szer:@N
          @K BP = BP - 2@N
          @K PUSH WORD PTR [BP]@N
          @K end repeat@N
          @K PUSH FRAME_PTR@N
          @K end if@N
          @K BP = FRAME_PTR@N
          @K SP = SP - variables@N

          Példa az utasítás használatára:

           @K; 16 byte méretû lokális@N
          @K ; változóterület létrehozása@N
          @K ; funkció egybeágyazás@N
          @K ; (BP másolás) nélkül:@N
          @K ENTER 16,0@N

          @VLEAVE@N   Az  ENTER  utasítás  által  létrehozott  stack-keret
          törlése   visszatérés   elôtt.   Az   átadott  paramétereket
          magunknak  kell  kitörölni  RET  n  vagy  ADD  SP,n utasítás
          használatával.  ENTER  és  LEAVE  között BP értékét meg kell
          ôrizni! Az utasítás mûködése:

           @KMOV SP,BP@N
          @K POP BP@N

          @VBOUND     reg16,     bounds_address@N    Intervallum-vizsgálat
          egyetlen   utasítással.  Ha  a  vizsgálandó  tizenhat  bites
          regiszter értéke  kisebb mint WORD PTR [bounds_address] vagy
          nagyobb  mint  WORD  PTR [bounds_address+2], akkor INT 5 jön
          létre.   Az   utasítás  a  regisztert  és  a  határértékeket
          egyaránt   elôjelesen  értelmezi.  Alkalmas  tömbök  és  más
          adatterületek  címzés  elôtti  határvizsgálatára.  Példa  az
          utasítás használatára:

           @K; Ha DI<[BP+28] vagy@N
          @K ; DI>[BP+30], akkor INT 5:@N
          @K BOUND DI,[BP+28]@N

          @VIMUL   dest,  r/m,  immed@N  Åltalánosított  szorzó  utasítás,
          amely  alkalmas  egy  memóriaváltozó  vagy  regiszter és egy
          konstans  szorzatának  bármely  általános  regiszterbe  való
          betöltésére  más regiszterek felhasználása nélkül. A szorzás
          elôjeles,  így  minden  paramétere  elôjelesen éretelmezett.
          Dest  és  r/m operandusok 16 bitesek, míg a konstans érték 8
          vagy  16  bites  lehet.  Ha  immed  8  bites,  a  processzor
          automatikus  16  bitre  való elôjelkiterjesztést hajt végre.
          Ha  a szorzás során az eredmény nem tárolt felsô 16 bitje is
          értékes  jegyeket  tartalmazott (nem volt egyenlô az alsó 16
          bit  elôjelkiterjesztésével),  akkor  a Carry és az Overflow
          bit  1  értékû  lesz.  Érvényes eredmény esetén mindkét flag
          törlôdik. Példa az utasítás használatára:

           @KIMUL DI,Y_COORD,320@N

          @VOUTS,  INS@N  E  két  utasítással  az eddig megszokott blokkos
          memóriamûveletekhez  hasonló I/O mûveletek valósíthatók meg.
          OUTS  alapértelmezetten  DS:[SI] címrôl  veszi  a  DX  címû
          portra  kiküldendô byte-ot  vagy  szót, INS az ES:[DI] címre
          tölti  le  a  DX címû portról beolvasott értéket. SI illetve
          DI  a  direction  flag  állásától függôen nô vagy csökken az
          alkalmazott   adathosszal.   REP   prefixum  használható  az
          utasítás   CX-ben   megadott  számú  ismétlésére.  Példa  az
          utasítás használatára:

           @KMOV AX,INPUT_SEG@N
          @K MOV ES,AX@N
          @K MOV DI,OFFSET BUFFER1@N
          @K MOV DX,PORT_ADDR@N
          @K MOV CX,BLOCK_LEN@N
          @K CLD@N
          @K REP INSB@N

          @VPUSHA@N  Az  AX,  BX,  CX,  DX,  SI,  DI, BP, SP regisztereket
          elmenti  a  stackre,  a  felsorolással megegyezô sorrendben.
          Igen  hasznos  lehet interrupt-kezelô eljárások belépésénél.
          Mindig    figyeljünk    arra,    hogy    az    utasítás    a
          szegmensregiszterek értékeit nem menti el!

          @VPOPA@N   A   PUSHA  utasítással  stackre  mentett  regiszterek
          visszatöltése.

          @Vùj,   többszörös   biteltolási   lehetôség@N   A  80286-nál  a
          biteltoló   utasításokban  egynél  nagyobb  értékû  eltolási
          konstans  is  megadható.  A  konstans 8 bites elôjel nélküli
          számként  értelmezôdik,  emiatt  negatív  eltolás megadása a
          ROR  és  a  ROL  kivételével  nem  jár  helyes  eredménnyel.
          Minden    eltolás    egy    plusz   órajelciklust   igényel.
          Értelmezett  és  helyesen  végrehajtható  a  nulla  eltolás.
          Egynél  több  biteltolás  esetén  az  Overflow  flag  állása
          határozatlan. Példák az utasításra:

           @KSHR AX,3@N
          @K SHL BP,8@N

                              @Vùj regiszterek@N

          A  80286  új  regisztereinek  többsége  az  itt nem tárgyalt
          védett  módú  tárkezeléssel  kapcsolatos. Az egyetlen, valós
          módban  is  hasznos  regiszter az MSW (Machine Status Word),
          amelyben  az  EM bit (2. bit) beállításával lehetôség nyílik
          valós módú 80287 emulációra.

                      @VVáltozások a stack kezelésében@N

          A   80286  védett  módú  tárkezelése  szükségessé  tette  az
          utasítás   végrehajtása   alatt   keletkezô   hibák  korrekt
          kezelését.  Mivel ilyen esetben az utasítás végrehajtása nem
          folytatható  helyesen,  a  processzor  a hibaoknak megfelelô
          interruptot   aktivizálja.  Ezen  interruptokat  kizárásnak,
          angolul     exceptionnek     nevezzük.     A     hibakezelés
          megkönnyítésére   a  visszatérési  cím  a  hibás  utasításra
          mutat.  Valós  módban  ilyen hiba lehet egy értelmezhetetlen
          utasítás    futtatására    tett   kísérlet,   vagy   osztási
          túlcsordulás   létrejötte.  A  8088  processzor  a  kérdéses
          utasítás    @Kmögé@N    mutató    címet   helyezte   a   stackre
          visszatérési címként, a 80286-tal ellentétben.

          A  PUSH  SP utasítás 8088-on SP kettôvel csökkentett értékét
          helyezte  a  stackre,  míg  a  80286  már az eredeti értéket
          tárolja.  POP  SP  értelmezése  megfelel az adott processzor
          PUSH  SP-vel  tárolt  értékének.  Ha programunkat 8088-on is
          futtatni    szeretnénk,    és    az   SP   stackre   mentése
          elkerülhetetlen,   akkor   használjuk   PUSH  SP  helyett  a
          következô    három    utasítást    a    8088    féle   stack
          megvalósítására:

           @KPUSH BP@N
          @K MOV BP,SP@N
          @K XCHG BP,[BP]@N

          POP   SP   helyett  használjunk  két  INC  SP  utasítást  az
          esetleges stack-hiba elkerülésére.

                     @V@KJavítások a 8088-hoz képest@N@V@N

          A  8088  nem  volt  képes  a  legnagyobb  negatív szám (-80H
          illetve     -8000H)    szolgáltatására    elôjeles    osztás
          eredményeként.  Ehelyett  osztási  túlcsordulás  jött létre.
          Ezt a hibát a 80286-ban kijavították.

          Egyes  régebbi  8088  processzorok nem tiltották helyesen az
          interrupt  kéréseket  a  következô  utasítás végrehajtásának
          idejére  MOV  SS,r/m utasítás után, ami stackhibát hozhatott
          létre  a  félig  beírt  stack-mutató  miatt.  A  80286-ban a
          hibát kijavították.

                   @VTanácsok a (hatékonyabb) kód írásához@N

          A  80286  valós  módú  szolgáltatásainak  fordítását  a TASM
          illetve MASM fordítókon .286c paranccsal engedélyezni kell.

          A  80286  memóriakezelése  teljesen 16 bites, így a páratlan
          címre  helyezett  szavas  adatok  elérési  ideje 2 órajellel
          hosszabb.  Emiatt  célszerû  szavas  adatainkat  páros címen
          tárolni  (TASM/MASM  fordítók  EVEN  vagy ALIGN 2 parancsa),
          valamint programunk elején SP értékét párosra beállítani.

          Ahol   csak   lehet,  tároljuk  változóinkat  és  adatainkat
          regiszterekben.   A   regiszterek   kiosztását  bonyolultabb
          ciklusokban   célszerû   papíron   megtervezni.  Kerüljük  a
          felesleges  PUSH  és  POP  mûveleteket, ahol lehet, mentsünk
          regiszterbe.  Kerüljük  a  felesleges ugrásokat, különösen a
          nagy  ciklusszámú hurkokban. A processzor ilyenkor kénytelen
          a  teljes 9 byte-os queue-t újra beolvasni. Sokszor célszerû
          kis  méretû  és  korlátozott  ciklusszámú, de sokszor hívott
          cilusainkat  LOOP  használata  helyett  többször  egymásután
          fordítani, például a REPT parancs használatával:

           @KREPT 10@N
          @K STOSB@N
          @K INC AL@N
          @K ENDM@N


             @V***** II. ùjdonságok a 80386 valós módjában *****@N

                  @V32 bites regiszterkészlet és aritmetika@N

          A  80386 tudása és utasításvégrehajtási sebessége lényegesen
          nagyobb  elôdeinél.  32  bites  regiszterkészlete  és  belsô
          felépítése   nagyobb  számítási  pontosságot  és  sebességet
          jelent  a  valós  módú programoknak is. A 80386 valós módban
          @<9406\386_1.GIF>használható regiszterei az ábrán láthatók.@N

          Az  új  32  bites  regiszterek és utasítások a .386c parancs
          kiadása  után használhatók. Kódszegmenseink definíciójában a
          SEGMENT  parancs végén mindig használjuk a USE16 paramétert.
          A   32   bites   regiszterek   használata   külön   cím-  és
          adathosszváltó  prefixummal  valósul meg, ami lehetôvé teszi
          egyetlen  utasításon  belül  az operandusok hosszának szabad
          megválasztását.  A  hosszváltó  prefixek  hatására 8 helyett
          16,  16  helyett 32 bites adat- vagy címkezelés valósul meg.
          A  32  bites  regiszterek  bármelyike  szabadon  használható
          címzésre  akár  index-,  akár  bázisregiszterként.  32 bites
          címzés  esetén  lehetôség van az indexregiszter 1, 2, 4 vagy
          8-cal   való   szorzására   a   címszámítás   során.   Ez  a
          skálafaktor,  melyet  néhány  alábbi  példában is láthatunk.
          Példák 32 bites adatokat és címeket kezelô utasításokra:

           @KMOV EAX,12345678H@N
          @K ROR EAX,16@N
          @K MOV BL,FS:[EAX]@N
          @K MOV [EBX*4],EAX@N
          @K MOV DWORD PTR DS:[046CH],0F0FA5A5H@N
          @K MOV BX,CS:JUMPTABLE[ECX+ESI*2]@N

                  @Vùj utasítások@N

          @VCWDE@N    Az    AX   regisztert   elôjelkiterjeszti   az   EAX
          regiszterbe.   16   bites   elôjeles   értékek   32  bitessé
          alakítására hsználható.

          @VCDQ@N   Az   EAX   regisztert   elôjelkiterjeszti  EDX:EAX  64
          bites    értékké.    Elôjeles   32   bites   osztás   esetén
          használható:

           @K; Osztandó elôjeles érték:@N
          @K@N
          @K MOV EAX,SIGNED_VALUE@N
          @K ; Osztó (32 bit):@N
          @K MOV EBX,DIVIDER@N
          @K ; EAX -> EDX:EAX:@N
          @K CDQ@N
          @K ; EAX (hányados),EDX (maradék)=(EDX:EAX)/EBX:@N
          @K IDIV EBX@N

          @VBT   r/m,bitnum@N   A   Carry   flagbe   másolja   r/m  bitnum
          sorszámú  bitjét.  A  legalacsonyabb  bit  a 0. sorszámú. Az
          utasítás  bitnum  értékét  r/m  adathosszával  modulo  veszi
          figyelembe.  Bitnum  megadható  8  bites  regiszterben  vagy
          direkt értékként.

          @VBTR   r/m,bitnum@N   Mint   BT,  de  vizsgálat  után  törli  a
          kérdéses bitet.

          @VBTS  r/m,bitnum@N  Mint  BT,  de  vizsgálat  után 1-be állítja
          a kérdéses bitet.

          @VBTC     r/m,bitnum@N    Mint    BT,    de    vizsgálat    után
          komplementálja a kérdéses bitet.

          @VBSF   reg8,src@N   Az   utasítás  az  src  16  vagy  32  bites
          memória   vagy   regiszter   operandusában  elôforduló  alsó
          bitszámok  felôli  elsô  egyes  bit  sorszámát  tölti a reg8
          nyolc  bites  regiszterbe. Ha src értéke nulla volt (nincsen
          benne   egyes   bit),  akkor  ZF=1  lesz  és  reg8  tartalma
          határozatlan. Ellenkezô esetben ZF=0.

          @VBSR   reg8,src@N   Mint  BSF,  de  a  magasabb  bitektôl  (15.
          vagy  31.) kezdve keres. A bitek sorszáma nem függ a keresés
          irányától.

          @VSHLD  r/m,reg,bitnum@N  Az  utasítás  r/m  16  vagy  32  bites
          operandust  balra  lépteti  bitnum  bittel, eközben a belépô
          bitekbe  reg  felsô  bitjeit  lépteti.  Bitnum lehet 8 bites
          elôjel  nélküli  direkt  érték,  vagy  a  CL  regiszter.  Az
          utasítás  nem  változtatja  meg  a reg tartalmát. R/m és reg
          mezôk  adathossza  azonos  kell  legyen. A Sign, a Zero és a
          Parity    jelzôbit    az   r/m-ben   megjelenô   eredménynek
          megfelelôen   állítódik   be.   Az   Overflow   flag  értéke
          határozatlan.

          @VSHRD   r/m,reg,bitnum@N   Mint  SHLD,  azonban  r/m-et  jobbra
          tolva reg alsó bitjeit lépteti be.

          @VMOVSX    op1,op2@N    Elôjelkiterjesztéssel    másolja   op2-t
          op1-be.   Alkalmas  8  bites  elôjeles  adatok  16  vagy  32
          bitessé,   illetve  16  bites  elôjeles  adatok  32  bitessé
          bôvítésére.   Az  utasítás  paraméterezési  korlátai  --  az
          eltérô  adathosszt  kivéve  -- azonosak a MOV-éval. Példa az
          utasítás használatára:

           @K; BL elôjelkiterjesztett bemásolása EAX-be:@N
          @K MOVSX EAX,BL@N

          @VMOVZX  op1,op2@N  Mint  MOVSX,  de  zéró  bitekkel egészíti ki
          op2-t.

          @VLSS  reg,ptr;  LDS  reg,ptr;  LES  reg,ptr; LFS reg,ptr; LGS@N
          @Vreg,ptr@N  Ezekkel az  utasításokkal  távoli  mutató  tölthetô
          be   egy   16  vagy  32  bites  ofszet  regiszterbe  és  egy
          szegmensregiszterbe.  A  mutató 32 vagy 48 bites lehet attól
          függôen,  hogy  ofszet  része  16  vagy  32  bites. A két új
          szegmensregiszter  (FS,  GS) ES-sel megegyezôen használható.
          Példa az utasítás használatára:

           @K; 32 bites töltés START_STACK-bôl SS:SP-be:@N
          @K LSS SP,START_STACK@N
          @K ; 48 bites töltés DEST_PTR-bôl ES:EDI-be:@N
          @K LES EDI,DEST_PTR@N
          @K ; 32 bites töltés IMAGEDATA-ból GS:BX-be:@N
          @K LGS BX,IMAGEDATA@N

          @VIMUL   dest,   r/m@N   Az  IMUL  utasítás  általános  formája,
          amely  lehetôvé  teszi  dest  16  vagy  32  bites  regiszter
          elôjeles   szorzását  azonos  adathosszú  regiszterrel  vagy
          memóriaváltozóval.  Az  utasítás elôjeles számként értelmezi
          mindegyik  paraméterét.  Ha  a  végeredmény  nem ábrázolható
          helyesen  a megadott célregiszterben, az Overflow és a Carry
          jelzôbitet  az  utasítás  egybe  állítja.  Ellenkezô esetben
          mindkét flag törlôdik. Példa az utasításra:

           @K; ECX := ECX*EBP:@N
          @K IMUL ECX,EBP@N

          @VPUSHAD@N   Az   EAX,   EBX,  ECX,  EDX,  ESI,  EDI,  EBP,  ESP
          regiszterek   stackre   mentése   egyetlen   utasítással,  a
          felsorolással megegyezô sorrendben.

          @VPOPAD@N  A  PUSHAD  utasítással  stackre  mentett  regiszterek
          visszatöltése.

          @VHosszú   feltételes   ugrások@N   A   80386   lehetôvé   teszi
          feltételes   ugrások   végrehajtását   a   teljes   aktuális
          kódszegmensben,  ami megkíméli a programozót a ""Jump out of
          range"  bosszúságaitól.  A  LOOP  és a JCXZ, valamint összes
          változatuk sajnos még mindig csak a rövid ugrást támogatja.

          @VSETcc   reg8@N   Az  utasítás  egyet  tölt  reg8  nyolc  bites
          regiszterbe,  ha  a  cc  feltétel (lásd Jcc ugró utasítások)
          igaz,  ellenkezô  esetben az eredmény nulla. Nem használható
          a SETCXZ illetve SETECXZ utasítás. Példa az utasításra:

           @K; AL=1 NZ, AL=0 Z esetén:@N
          @K SETNZ AL@N

          @VJECXZ@N   JCXZ   32  bites  megfelelôje,  amely  ECX=0  esetén
          ugrik.

          @VLOOPD@N    ECX   ciklusszámlálóval   mûködö   LOOP   utasítás.
          Használható LOOPDZ, LOOPDNZ, LOOPDE, LOOPDNE variációja is.

          @VREP@N  Ha  a  blokk  utasítás  által használt címek 32 bitesek
          (ESI  vagy  EDI), ciklusszámlálóként automatikusan ECX, mint
          32  bites  számláló  kerül felhasználásra. ECX kiválasztását
          az   adathossz   nem  befolyásolja.  Példa  CX  illetve  ECX
          felhasználására blokkutasításban:

           @K; ES:[EDI] címen ECX byte feltöltése AL-lel:@N
          @K REP STOS BYTE PTR ES:[EDI]@N
          @K ; ES:[DI] címen CX byte feltöltése AL-lel:@N
          @K REP STOS BYTE PTR ES:[DI]@N


                                 @VCímhibák@N

          32   bites   regiszterek   címzésre   való  felhasználásával
          lehetôség  nyílik  arra,  hogy az eredô ofszet túlmutasson a
          64  Kbyte-os  valós  módú  szegmenshatáron.  A szegmenslimit
          átlépése  elôfordulhat  szavas  vagy  duplaszavas adatcímzés
          esetén   is,  ha  az  adat  bármely  byte-ja  kívül  esik  a
          szegmenshatáron.  Ez  jelentôs  eltérés  a 80286-hoz képest,
          amire feltétlenül figyelni kell.


                  @VA 80386 szigorításai a 80286-hoz képest@N

          A  80386 processzor 15 byte-nál hosszabb utasítás dekódolása
          esetén  EXC  6-ot hoz létre (illegális utasítás kizárás). 16
          byte-os    hossz    azonban    csak    felesleges   prefixek
          felhasználásával érhetô el.

          LOCK  prefixum  csak XCHG, BT, BTC, BTS, BTR, ADD, SUB, ADC,
          SBB,  OR,  AND,  XOR,  INC,  DEC,  NOT, NEG utasítások elôtt
          megengedett.  XCHG  alatt  a  processzor  automatikusan LOCK
          állapotba kerül.

          A  80386  biteltoló utasításai modulo 32 veszik figyelembe a
          biteltolások értékeit.


              @VTanácsok és javaslatok hatékonyabb kód írásához@N

          A   80386  CPU  barrel-shifter  áramkörének  segítségével  a
          biteltolásokat  bitszámtól  függetlenül  azonos  idôk  alatt
          hajtja    végre,    ezért    a    16    bites    regiszterek
          mentése-visszatöltése  rugalmasabb  és  gyorsabb  a 32 bites
          regiszter   két   felének   ROR  vagy  ROL  paranccsal  való
          csereberélésével mint a PUSH-POP páros használatával.

          80386DX-nél  32  bites  a  memória  elérése,  ami  32  bites
          adataink  néggyel  osztható  címre  való  elhelyezését teszi
          célszerûvé  (ALIGN  4  parancs).  Ügyeljünk  arra,  hogy  SP
          értéke mindig legalább páros legyen.

          @KFerenczi Viktor@N