MASM32 基本

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1 MASM32 の基本 MASM 3 今回の課題項目 MASM(8086) の命令 転送命令 システムコール 今回の重点項目 MASM(8086) の命令 -1-

2 命令 各論 予備知識 実効アドレス EA(Effective Address) の計算方法 8086 で 処理速度 ( クロック数 ) は アドレッシング方法に依り異なる 各アドレッシングに依るクロック数を 下記の表に示す アドレッシングクロック数 disp 6 [BX] [BP] [SI] [DI] 5 disp[bx] disp [BP] disp [SI] disp [DI] 9 [BX+SI] [BP+DI] 7 [BX+DI] [BP+SI] 8 disp [BX+SI] disp [BP+DI] 11 disp [BX+DI] disp [BP+SI] 12 +EA は上記値を加算セグメントオーバーライドに対しては 2 クロック加算奇数アドレスに対するワード操作には 4 クロック加算 disp : ディスプレースメント ( 即値 ) BX : ベースレジスタ ( 汎用レジスタ ) BP : ベースポインタ ( ポインタレジスタ ) SI : ソースインデックス ( インデックスレジスタ ) DI : ディスティネーションインデックス ( インデックスレジスタ ) アセンブラでは 命令の処理に要する時間を クロック数を計算する事に依り 予め知る事が出来る 処理速度を 極限迄 高める必要が有る時は 此のクロック数を計算し 最適化する オペランドタイプ表記法 オペランドタイプの表記法を 下記の表に示す オペランドタイプ reg 8/16 ビット汎用レジスタ reg8 8 ビット汎用レジスタ reg16 16 ビット汎用レジスタ mem 8/16 ビットメモリ mem8 8 ビットメモリ mem16 16 ビットメモリ acc AL レジスタ AX レジスタ sreg セグメントレジスタ imm イミディエイトデータ ( 即値 ) 上記以外に付いては 出現時に 注釈を入れる -2-

3 転送命令 MOV 命令 (Move) MOV 命令は 第 1 オペランド ( ディスティネーション ) で指定された場所 ( レジスタ 又は メモリ ) に 第 2 オペランド ( ソース ) で指定されたデータ ( レジスタ メモリ 又は 即値の内容 ) を転送する転送命令で 書式は 下記の通りで有る MOV ディスティネーション, ソース MOV ディスティネーションレジスタ メモリ ソースレジスタ メモリ即値 下記に MOV 命令のインストラクション (Instruction) を示す ニーモニック オペランド クロック数フラグ 808x OSZAPC MOV reg,reg mem,reg 9+EA reg,mem 8+EA mem,imm 10+EA reg,imm acc,mem mem,acc sreg,reg sreg,mem16 8+EA reg16,sreg mem16,sreg 9+EA メモリ ( 上記 mem) の記述には 前述のアドレッシングモードを用いる事が出来る 下記に 記述例を示す 記述例 意味 MOV AX, CX AX CX に格納されて居る値 MOV DX, LABEL DX LABEL が示すアドレスのメモリに格納されて居る値 ( ワード ) MOV DH, BYTE PTR LABEL DH LABEL が示すアドレスのメモリに格納されて居る値 ( バイト ) MOV DX, OFFSET LABEL DX LABEL が示すアドレス MOV DX, [BX] DX BX に格納されて居る値が示すアドレスのメモリに格納されて居る値 MOV DX, [BX+2] DX BX に格納されて居る値 +2 が示すアドレスのメモリに格納されて居る値 MOV LABEL+1, AX LABEL+1 が示すアドレスのメモリ AX に格納されて居る値 MOV BX, 100H BX 即値 100H MOV AX, [100H] AX 即値 100H が示すアドレスのメモリに格納されて居る値 -3-

4 注意点 では 8 ビット ( バイト ) 単位と 16 ビット ( ワード ) 単位のデータを扱う為 データのタイプを明示しなければ成らない場合が有る 例えば 下記の例では ワード単位の処理が行われ BX レジスタに格納された値が示すアドレスと其の次 (+1) のアドレスに データが書き込まれる MOV [BX], 3FH BX:1000H の時 3FH 00H 3FH 3FH は ワードデータと看做され 1001H 番地のデータが上書きされる 3F 00 0FFEH 番地 0FFFH 番地 1000H 番地 1001H 番地 1002H 番地 1003H 番地 若し BX レジスタに格納された値が示すアドレスに 8 ビット ( バイト ) データと仕て書き込み度いので有れば 下記の様に PTR 演算子を用いて [BX] の属性を一時的にバイト属性に変換する必要が有る MOV BYTE PTR [BX], 3FH 猶 PTR 演算子で指定出来る属性には BYTE WORD NEAR FAR 等が有る 注意点 2 データ転送命令では メモリのアドレスが指定された時 其れは データセグメント DS でのアドレスと解釈される 従って 下記の例では データセグメントの 1000H 番地のデータを指す事に成る MOV BX, 1000H ; BX レジスタに即値 1000H を代入 MOV AX, [BX] ; [BX] は データセグメントの 1000H 番地 猶 即値 BX/SI/DI レジスタでメモリのアドレスを指定した場合は データセグメント DS がデフォルトセグメントと成り BP レジスタを含んでメモリのアドレスを指定した場合は スタックセグメント SS がデフォルトセグメントと成る デフォルトセグメント DS SS アドレッシング方法 [BX] [SI] [DI] [BX][SI] [BX][DI] [BP] [BP][SI] [BP][DI] 此のデフォルトセグメントを 直後の命令に限り 指定したセグメントに変更するのが セグメントオーバーライドプレフィックスで CS: DS: ES: SS: が有る 下記の例では コードセグメントの 1000H 番地のデータを指す事に成る MOV BX, 1000H ; BX レジスタに即値 1000H を代入 CS: ; セグメントオーバーライドプレフィックス MOV AX, [BX] ; [BX] は コードセグメントの 1000H 番地 -4-

5 注意点 3 レジスタ間接 インデックスアドレッシングで AX CX DX レジスタは 使用する事が出来ない MOV DX, [AX] ; 此の記述は不可 上記の例では BX SI DI BP レジスタを使用する様に変更する必要が有る 注意点 4 セグメントレジスタに 即値を転送する事は出来ない MOV DS, OFFSET LABEL ; 此の記述は不可 下記の様に 汎用レジスタを介する等して 設定する必要が有る MOV MOV AX, OFFSET LABEL DS, AX エンディアン 8086 プロセッサでは アセンブリを機械語に変換した時に 即値で設定した値が 機械語では反転する 此れは 8086 の特殊なメモリ管理に依る物で バイナリ操作を理解するのに重要で有る 此れを理解して置かなければ ビットレベルの操作等が出来ない 例えば 下記の様に 左欄のコードをアセンブルすると 右欄の機械語が生成される アセンブリ言語 MOV AX,10FEH B8FE10 機械語 AX レジスタに即値を転送する機械語は B8H に成る 其の後に 2 バイトの即値が続くが 10FEH と謂う 16 進数が FE10H と謂う順番に成って居る 即ち 即値の 2 バイトの順番が入れ替わって居る 此の様な機能を リトルエンディアン と呼び 8086 は リトルエンディアンマシンで有る リトルエンディアンでは ワードのバイトは 下位から順にアドレスが割り当てられるので有る 詰まり バイト毎に下位から順番に並べられるので 上位 10H と下位 FEH と謂う 16 進数は メモリに配置される時には FE 10 と謂う順番に並ぶので有る 此れは 例えば 32 ビット CPU でも同じで有る 16 進数 AB CD EF 00 は リトルエンディアンでメモリに配置すると 00 EF CD AB に成る 総てが反転して 00 FE DC BA と謂う様に並ぶ訳では無いので 注意が必要で有る -5-

6 XCHG 命令 データ転送命令 mov ax,bx xchg ax,bx ax の内容を bx に (bx ax) ax と bx の内容を入れ替え (ax bx) ニーモニック オペランド クロック数フラグ 808x OSZAPC XCHG reg,reg mem,reg 17+EA reg,mem 17+EA acc,reg reg,acc ニーモニック オペランド クロック数フラグ 808x OSZAPC S reg16,mem32 2+EA LEA reg16,mem16 2+EA LES reg16,mem32 16+EA XLAT (LoaD) 命令の記述例は 下記の通りで有る コードラベル命令コードオペランド TEST08 START GR0,#800A #12AF GR0 GR1,OFFSET 2 GR1 メモリ レジスタ GR0,DATA,GR1 #4456 GR0 GR2,GR0 #4456 GR2 レジスタ レジスタ OFFSET DC 2 DATA DC #12AF DC #0A04 DC #4456 上記は 8000 番地 (16 進数 ) からアセンブルされた機械語が格納された場合で有る -6-

7 LAD(Load effective ADdress) LAD 命令は レジスタに数値を設定するする転送命令で 書式は 下記の通りで有る LAD レジスタ名 1, 値 [, レジスタ名 2 ] 斜体字はユーザー定義 ブラケット内は省略可能 R V レジスタ 1 名は メモリから転送する値を格納するレジスタを GR0~GR7 の孰れかで指定する 此の位置には必ずレジスタ名を記述する為 GR を省略し番号丈を記述する事も出来るが 省略し無い方が良い 値は レジスタに転送する値を -32,768~65,535 か 0~#FFFF の即値 又は 記憶装置アドレスを示すラベル値で指定する 但し ラベル値で指定する場合は ラベルが示すアドレスが転送される ( ラベルが示すアドレスの内容では無い!) 猶 ラベル名は 記憶装置の位置を指定する為に付けた名前で 英大文字で始まる 8 文字以内の英大文字と数字から成る レジスタ名 2 は 値に加える値を格納したレジスタを GR1~GR7 の孰れかで指定する (GR0 は使用出来ない ) 値とレジスタ 2 の値の合計が レジスタ 1 に転送される LAD 命令の記述例は 下記の通りで有る コード ラベル 命令コード オペランド TEST10 START LAD GR1,1 直値 1 GR1 LAD GR2,DATA ラベル DATA の値 GR2 LAD GR0,0,GR2 直値 0 + GR2 の値 GR0 ST GR0,ANS GR0,0,GR2 直値 0 + GR2 が指すアドレスの内容 GR0 ST GR0,ANS,GR1 DATA DC 1036 ANS DS 1 DS 1 CASLⅠ では 命令でレジスタ間転送がサポートされず レジスタ 1, 値, レジスタ 2 の形式は レジスタ間転送に用いられたが (CASLⅠ では LEA 命令 ) CASLⅡ では レジスタ間転送は 命令で行う事を推奨する CASLⅠ の LEA 命令では 転送される値に依り フラグレジスタ (FR) が設定 ( 正 :0 零 :1 負 : 2) された為 例えば LEA GR1, 0, GR1 と仕て フラグレジスタの値を確認する事に依り レジスタの内容を変化させる事無く レジスタの内容を調査する事が出来たが CASLⅡ では LAD 命令では フラグレジスタは設定されない -7-

8 システムコール システムコールとは 此の BIOS や OS の低レベル関数 (DOS の内部プロシージャ ) を呼び出す事を謂い 呼出には 内部割込の手法を用いる 内部割込には INT 命令を使用する 0H から 1FH 迄は BIOS 割込と仕て指定されて居るので ソフトウェアの割込の場合は 20H から使用する事が出来る 其の為 DOS の場合も 20H から割り当てられて居る 通常 DOS の機能を使うには システムコール内の 21H と謂うファンクションコールを使用する 此のシステムコールを使う事で DOS の色々のシステムを使う事が可能に成る システムコールには 下記の様な物が有る 20H 21H 22H 23H 24H 25H 26H システムコール 解説プログラムの終了ファンクションリクエスト終了アドレス CTRL+C の抜け出しアドレス致命的エラーに依る中断アドレスアブソリュートディスクリードアブソリュートディスクライト ファンクションコールは 下記の様に行う コードラベル命令コードオペランド MOV AH,xxH xx にはファンクションリクエスト番号 INT 21H 内部割込 ファンクションコールが失敗した場合 多くの場合は キャリーフラグが立つ 此のキャリーフラグを観て エラー処理を行う事に成る 猶 エラーコードは AX レジスタに格納される -8-

9 練習 命令 ST 命令 LAD 命令の練習 此等の命令は CASLⅡ の基本と成る命令なので 充分に馴れて欲しい ステップ実行で レジスタやメモリの値が何の様に変化するか 確かめて欲しい コード ラベル 命令コード オペランド DRILL01 START GR1,OFFSET GR2,GR1 GR3,DATA,GR2 ST GR3,ANS OFFSET DC 2 DATA DC 10 DC 20 DC 30 ANS DS 1 コード ラベル 命令コード オペランド DRILL02 START GR1,DATA POS GR2,GR1 GR3,ADR GR4,STR GR5,BASE,GR2 GR6,HEX GR7,=7 DATA DC 3 STR DC 'A' ADR DC POS BASE DC 2 DC 3 DC 4 DC 5 DC 6 HEX DC #FFFF -9-

10 コード ラベル 命令コード オペランド DRILL03 START LAD GR1,1 GR0,DATA GR2,DATA,GR1 LAD GR1,1,GR1 GR3,DATA,GR1 LAD GR1,1,GR1 GR4,DATA,GR1 LAD GR1,1,GR1 GR5,DATA,GR1 DATA DC #9999,#2222 DC #0033,#5555 DC 20,#7777 DC #3330,#4444 IN 命令 OUT 命令の練習 此等の命令は 入出力の基本と成る命令なので 充分に馴れて欲しい コード ラベル 命令コード オペランド DRILL04 START OUT BUFF1,LEN1 IN BUFF2,LEN2 OUT BUFF3,LEN3 OUT BUFF2,LEN2 BUFF1 DC 'INPUT:' LEN1 DC 6 BUFF2 DS 256 LEN2 DS 1 BUFF3 DC 'OUTPUT:' LEN3 DC 7-10-

11 システムコール ( 参考 ) CPU で計算する丈では コンピュータの本当の機能を引き出す事は出来ない コンピュータの機能を活用する為には 周辺の環境の入力や出力を制御出来なければ成らない 例えば キーボードから入力を受け取ったり ディスプレイに結果を表示したり等で有る 此れを制御する為に I/O 空間を使用する I/O 空間は 16 ビットの空間で 16 進数で謂うと 0000h - FFFFH の空間が有る 此の空間にデータを転送したり ( 外部出力 ) データを受け取ったり ( 外部入力 ) する事で 周辺の環境にアクセスする事が出来るので有る Windows には システム情報を表示するプログラムが有る ( スタートメニューのアクセサリの中のシステムツールの中に有る ) 此の中を観て 何の様に I/O 空間が割り当てられて居るか観る事が出来る 割込には 外部割込と内部割込の 2 種類有る 外部割込とは 外部から入力が有った場合 現在のプログラムを一時中止して 特有のプログラムを実行する機能の事で有る 例えば プログラム A を実行中にキーボードが押されたとする 此の場合 キーボードの押されたキーをバッファに保存して置かなければ成らない 其処で 外部割込が発生してバッファに保存される 勿論 外部割込が起こる際には フラグとレジスタの値はスタックに退避されるので 元々のプログラムには何の影響も与え無い ADD AX,100H MOV BX,AX XOR AX,AX PUSH PUSP POP POP AX BX BX AX ADD INT XOR AH,08H 21H AX,AX PUSH PUSP POP POP AX BX BX AX 外部割込の例 内部割込の例 亦 内部割込とは プログラムから明示的に MS-DOS のファンクションコールや BIOS のプロシージャを呼び出す事を謂う BIOS(Basic Input/Output System) とは マザーボードに装備された低レベルなハードウェア操作をするプログラム群の事で有り (BIOS は ソフトウェアとは謂わず ファームウェアと呼ばれる事も有る ) 直接ハードディスクのセクタに読み書きする処理や フロッピーディスクの操作等の低レベルな関数で成り立って居る システムコールとは 此の BIOS や OS の低レベル関数 (DOS の内部プロシージャ ) を呼び出す事を謂い 呼出には 内部割込の手法を用いる 20H 21H 22H 23H 24H 25H 26H システムコール 解説プログラムの終了ファンクションリクエスト終了アドレス CTRL+C の抜け出しアドレス致命的エラーに依る中断アドレスアブソリュートディスクリードアブソリュートディスクライト -11-