05- AulaIHS-InstrucoesAritmeticasLogicas

(1)

Interface Hardware-Software

Instruções Aritméticas e Lógicas x86

(Modo Real)

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Categoria de Instruções no x86

 Transferência de dados  Aritméticas  Lógicas  Manipulação de bits  Strings  Desvios de fluxo

Veremos hoje!

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Instruções Aritméticas/Lógicas

 Pode-se realizar operações aritméticas entre:

– Registrador, Registrador

– Registrador, Endereço de memória – Registrador,Imediato

– Endereço de Memória, Imediato

 Não se pode utilizar registradores de segmentos como operandos!

 Quando utilizar um registrador para acessar operando na memória, lembre que só podem ser utilizados registradores de base ou de índice (BX,BP,SI e DI)

(4)

Instruções Aritméticas ADD/SUB

 Adiciona/subrai o valor de origem com/de destino, colocando o resultado em destino

 São possíveis as seguintes combinações:

add

destino

,

origem

Forma Geral

destino, origem exemplo

registrador, registrador add ax, dx

registrador, imediato sub al, 0x12

registrador, memória add ax, [0x1e]

memória, registrador sub [bx], ax

memória, imediato add byte[si], 0x23

(5)

Funcionamento do ADD

0x0001 AX Memória Destino 0x1235 AX Destino 0x12 0x34 ? ? DS + 0x302 DS +0x303 Fonte DS + 0x301 DS + 0x300 0x0302 SI

add

AX

,

[SI]

(6)

Funcionamento do SUB

0x0001 AX 0x0003 Origem Destino 0xFFFE AX Destino

sub

AX

,

0x0003

(7)

Instruções Aritméticas INC/DEC

 Incrementa/decrementa o valor de destino em uma unidade colocando o resultado em destino

 Melhor do que utilizar add/sub, pois inc/dec são instruções que ocupam menos memória (1 byte invés de 3 bytes)

 destino pode ser:

inc

destino

Forma Geral

destino exemplo

registrador inc ax

memória dec byte[0x1e]

(8)

Funcionamento do INC/DEC

0x0001 AX Destino 0x0002 AX Destino

inc

AX

0x0001 AX Destino

dec

AX

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Instrução Aritmética CMP

 Compara o valor de origem com o de destino, mas não altera o valor de nenhum dos operandos

– Altera o flag ZF para 1 caso operandos iguais, senão 0

cmp

destino

,

origem

Forma Geral

registrador, registrador cmp ax, dx

registrador, imediato cmp al, 0x12

registrador, memória cmp ax, [0x1e]

memória, registrador cmp [bx], ax

(10)

Funcionamento do CMP

Destino

cmp word

[SI]

,

0x10

Memória 0x00 0x10 ? ? DS + 0x302 DS +0x303 Origem DS + 0x301 DS + 0x300 0x0302 SI 0x0010

1

(11)

Instrução Aritmética CMPXCHG

 Compara o valor de destino a AL, AX ou EAX (depende do tamanho de destino)

– Se operandos forem iguais, destino←origem – Senão, AL,AX ou EAX ← destino

cmpxchg

destino

,

origem

Forma Geral

registrador, registrador cmpxchg bl, dl

registrador, memória cmpxchg bx, [0x1e]

(12)

Funcionamento do CMPXCHG

cmpxchg

bl

,

cl

Antes

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Mais sobre CMPXCHG

 Esta instrução só foi criada a partir do processador 486

 Permite a comparação e troca de valores de maneira atômica

– Usada para a atualização atômica de semáforos

mov dx,1 mov ax, 0 Lock:cmp ax,[bx] jnz Lock mov [bx],dx Regiao_critica: mov dx,1 Lock:mov ax, 0 cmpxchg [bx],dx jnz Lock Regiao_critica:

Pode ser interrompido entre duas instruções

Atualização atômica do

(14)

Instrução Aritmética MUL

 Faz a multiplicação sem sinal do valor de origem por AL, AX ou EAX

– origem é um registrador ou um operando na memória

 Resultado colocado em:

mul

origem

(15)

Chapter 2 — Instructions: Language of the Computer — 15

Funcionamento do MUL

MUL CL

00 20H 00 80H AH AL CH CL 10 00H AH AL Multiplica CL por AL e coloca resultado em AX

(16)

Instrução Aritmética IMUL

 A primeira forma é idêntica a mul, porém é uma multiplicação com sinal

 Na segunda forma, faz origem x destino e coloca resultado em destino

– destino deve ser um registrador de 16/32 bits

– origem pode ser reg, operando na memória ou imediato

 Na terceira forma, faz imediato x origem (não pode ser imediato) colocando o resultado em destino

imul

origem

Formas Gerais

imul

destino

,

origem

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Exemplos de Uso IMUL

**imul cl; ax = cl*al**

**imul ax,bx; ax = ax * bx**

**imul ecx,[di]; ecx = ecx *[di]**

**imul bx,-50; bx = bx * (-50)**

**imul ebx,[esi],2000; ebx = [esi] * 2000**

(18)

Instrução Aritmética DIV/IDIV

 div/idiv fazem a divisão sem/com sinal de AX, DX:AX,

ou EDX:EAX por origem dependendo do tamanho de

origem (byte, word ou double word)

– origem é um registrador ou um operando na memória

div

origem

Forma Geral

(19)

(20)

Funcionamento do IDIV

IDIV

CX

DX 0x7960 AX CX Divide DX:AX por CX e coloca resultado em DX:AX 0xFFFE 0x1388 0xFFEC 0xFFFE7960

÷

AX DX 0x0000 Em decimal -100000 Em decimal 5000 Em decimal -20 Quociente Resto

(21)

Instrução Aritmética NEG

 Muda o sinal do valor de destino

– destino é um registrador ou um operando na memória – Lembrando que números são representados em

complemento de dois  Exemplos:

neg

destino

Forma Geral

destino exemplo registrador neg bx

(22)

Instruções Aritméticas CBW/CWD/CWDE/CDQ

 cbw faz uma extensão com sinal do operando de 8 bits de

al para 16 bits em ax

 cwd faz uma extensão com sinal do operando de 16 bits

de ax para 32 bits em dx:ax

 cwde faz uma extensão com sinal do operando de 16 bits de ax

para 32 bits em eax

 cdq faz uma extensão com sinal do operando de 32 bits de eax

para 64 bits em edx:eax

 Úteis para preparar os operandos antes de um mul ou div

cbw

Formas Gerais

(23)

Instrução Lógica NOT

 Faz a negação bit a bit de destino

– destino é um registrador ou um operando na memória

 Exemplos:

not

destino

Forma Geral

destino exemplo

registrador not ax

(24)

Instruções Lógicas AND/OR/XOR

 Faz o e/ou/ou-exclusivo lógico bit a bit de origem com

destino, colocando o resultado em destino

and

destino

,

origem

Formas Gerais

registrador, registrador and ax, dx

registrador, imediato or al, 0x12

registrador, memória xor ax, [0x1e]

memória, registrador and [bx], ax

memória, imediato or byte[si], 0x23

or

destino

,

origem

xor

destino

,

origem

(25)

Instrução Lógica TEST

 Faz o “e” lógico bit a bit de origem com destino,

contudo não coloca o resultado em destino, apenas as flags são alteradas

test

destino

,

origem

Forma Geral

registrador, registrador test ax, dx

registrador, imediato test al, 0x12

registrador, memória test ax, [0x1e]

memória, registrador test [bx], ax

memória, imediato test byte[si], 0x23

imediato, registrador test 0x23, cl

(26)

Diferença entre o AND e o TEST

and

al

,

dl

1

00000001 AL DL 10000000 00000000 AL

test

al

,

dl

1

00000001 AL

Faz o and bit a bit e modifica al e flags

Faz o and bit a bit e modifica apenas

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Exemplo de Uso do Test

test dx,1

jnz IMPAR

inc ax

jmp exit

IMPAR:

inc bx

exit:...

Código que testa se um

número é par ou ímpar

if (d % 2 == 0)

par++;

else

impar++;

...

(28)

Instruções Lógicas BSF/BSR

 Instruções que percorrem origem bit a bit até encontrar o primeiro bit 1, e colocam a posição do bit em destino

– destino deve ser um registrador de 16/32 bits ou um operando na memória

– origem pode ser um registrador de 16/32 bits ou um operando na memória

 bsf percorre origem partindo do bit menos significativo,

bsr percorre no sentido contrário

 Se origem tem valor 0, ZF terá valor 1 e destino terá um valor indefinido

bsf

destino

,

origem

Formas Gerais

(29)

Funcionamento do BSF e o BSR

EBX

0x4CE00000

bsf

eax

,

ebx

_0x00000015 EAX 21 em decimal

(30)

Instrução Lógica BT

 Testa o bit de destino na posição indicada por origem, e coloca o valor do bit no flag de carry

– Instrução adicionada no processador 386

 São possíveis as seguintes combinações de operandos:

bt

destino

,

origem

Forma Geral

reg16/32, imediato bt ax, 10

reg16/32, reg16/32 bt eax,ebx

mem16/32, reg16/32 bt word[0x300], ax

(31)

Funcionamento do BT

Destino

bt word

[SI]

,

4

Memória 0x00 0x00 0x00 0x10 DS + 0x302 DS +0x303 DS + 0x301 DS + 0x300 0x0300 SI

1

0x0010 Binário 0000000000010000 Bit 4

(32)

Instruções Lógicas BTC/BTS/BTR

 Testam o bit de destino na posição indicada por origem, e coloca o valor do bit no flag de carry, mas modificam o bit em destino