1.Регистровая архитектура процессоров Intel. Регистры: названия, разрядности и состав регистров. Основные применения. Флаги процессора Intel. Команды работы с флагами.

Для того, чтобы писать программы на ассемблере, нам необходимо знать, какие регистры процессора существуют и как их можно использовать. Все процессоры архитектуры x86 (даже многоядерные, большие и сложные) являются дальними потомками древнего Intel 8086 и совместимы с его архитектурой. Это значит, что программы на ассемблере 8086 будут работать и на всех современных процессорах x86.

Все внутренние регистры процессора Intel 8086 являются 16-битными:

Всего процессор содержит 12 программно-доступных регистров, а также регистр флагов (FLAGS) и указатель команд (IP).

Регистры общего назначения (РОН) AX, BX, CX и DX используются для хранения данных и выполнения различных арифметических и логических операций. Кроме того, каждый из этих регистров поделён на 2 части по 8-бит, с которыми можно работать как с 8-битными регистрами (AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL). Младшие части регистров имеют в названии букву L (от слова Low), а старшие H (от слова High). Некоторые команды неявно используют определённый регистр, например, CX может выполнять роль счетчика цикла.

Индексные регистры предназначены для хранения индексов при работе с массивами. SI (Source Index) содержит индекс источника, а DI (Destination Index) — индекс приёмника, хотя их можно использовать и как регистры общего назначения.

Регистры-указатели BP и SP используются для работы со стеком. BP (Base Pointer) позволяет работать с переменными в стеке. Его также можно использовать в других целях. SP (Stack Pointer) указывает на вершину стека. Он используется командами, которые работают со стеком.

Сегментные регистры CS (Code Segment), DS (Data Segment), SS (Stack Segment) и ES (Enhanced Segment) предназначены для обеспечения сегментной адресации. Код находится в сегменте кода, данные — в сегменте данных, стек — в сегменте стека и есть еще дополнительный сегмент данных. Реальный физический адрес получется путём сдвига содержимого сегментного регистра на 4 бита влево и прибавления к нему смещения (относительного адреса внутри сегмента).

Указатель команд IP (Instruction Pointer) содержит адрес команды (в сегменте кода). Напрямую изменять его содержимое нельзя, но процессор делает это сам. При выполнении обычных команд значение IP увеличивается на размер выполненной команды. Существуют также команды передачи управления, которые изменяют значение IP для осуществления переходов внутри программы.

Регистр флагов FLAGS содержит отдельные биты: флаги управления и признаки результата. Флаги управления меняют режим работы процессора:

Признаки результата устанавливаются после выполнения арифметических и логических команд:

Регистр флагов можно сохранить в стек с помощью команды PUSHF и восстановить из стека с помощью команды POPF. Кроме того, в процессоре существуют специальные команды, которые позволяют явно установить или сбросить флаги CF, DF и IF. Это очень простые команды: у них нет операндов и результатом является только изменение значения соответствующего флага.

Флаг переноса CF

Флаг направления DF

Этот флаг определяет направление обработки данных цепочечными командами. Он должен устанавливаться или сбрасываться перед использованием этих команд.

Флаг прерывания IF

Этот флаг определяет, разрешены в данный момент прерывания или нет

Команды LAHF и SAHF

Команда LAHF загружает младший байт регистра флагов в AH. Её удобно использовать, когда нужно получить значения сразу нескольких флагов. Порядок расположения флагов представлен на рисунке:

Команда SAHF выполняет обратную операцию — загружает содержимое AH в младший байт регистра флагов. Это позволяет одновременно изменить значения нескольких флагов. При этом биты 1, 3, 5 регистра AH игнорируются.