Дипломированных специалистов «Информатика и вычислительная техника»

Глава 17. Архитектура и программирование
сопроцессора 447
Архитектура сопроцессора 448
Регистр состояния SWR 453
Регистр управления CWR 454
Регистр тегов
455
Форматы данных 456
Двоичные целые числа 457
Упакованные целые десятичные числа 457
Вещественные числа 458
Специальные численные значения 463
Система команд сопроцессора 466
Команды передачи данных 468
Команды загрузки констант 471
Команды сравнения данных 472

---

 Содержание
Арифметические команды 474
Команды трансцендентных функций 482
Команды управления сопроцессором 494
Исключения сопроцессора и их обработка 500
Недействительная операция 501
Деление на ноль 501
операнда 501
Переполнение и антипереполнение 502
Неточный результат 502
Немаскируемая обработка исключений 502
Использование отладчика 505
Общие рекомендации по программированию сопроцессора 507
Итоги 508
Вместо заключения 510
Приложение. Система команд
 IA-32 511
Целочисленные команды 513
Команды сопроцессора 553
Команды блока MX 569
Команды блока ХММ (SSE и SSE2) 587
Список литературы
 625
Алфавитный указатель 626

---

Предисловие
Перед вами второе, исправленное и дополненное, издание книги «Assembler» из
серии книг «Учебное пособие» издательства «Питер». Материал подобран и вы-
строен таким образом, чтобы служить информационно-методической базой для
самостоятельного и организованного в рамках различных вузовских дисциплин
и факультативов изучения языка ассемблера. Исходя из этого, учебник адресован
следующим категориям читателей:
преподавателям и студентам вузов для использования в качестве источника
методически подобранной и систематизированной информации по различным
аспектам применения ассемблера в контексте архитектуры Intel-совместимых
процессоров;
занимающимся программированием и желающим освоить ассем-
блер для расширения своего профессионального кругозора, придания новых
свойств своему опыту и для решения конкретных практических задач;
школьникам, углубленно изучающим программирование для компьютеров на
базе Intel-совместимых процессоров, а также всем тем, кто интересуется раз-
личными аспектами низкоуровневого программирования.
Материал учебника, выбранный уровень и методика его изложения преследу-
ют следующие цели:
изложить основы архитектуры Intel-совместимых процессоров;
показать неразрывную связь архитектуры процессора с его машинным языком;
* представить систему машинных команд в виде функциональных групп с тем,
чтобы объяснить цели, которые преследовали разработчики процессора при
введении той или иной команды в систему машинных команд;
научить использовать инструментальные средства разработки ассемблерных
программ;
т научить осмысленному подходу к выбору средств ассемблера для реализации
практических задач средней сложности.
Язык ассемблера является символическим представлением машинного
он неразрывно связан с архитектурой самого процессора. По мере внесения изме-
нений в архитектуру процессора совершенствуется и
язык ассемблера. По этой
причине книга направлена на решение комплексной задачи — не просто рассмот-
реть ассемблер как еще один из десятков языков программирования, а показать

---

14 Предисловие
объективность его существования и неразрывную связь его конструкций с архи-
тектурой конкретного процессора. Материал книги содержит описание основных
особенностей архитектуры и системы команд процессоров Pentium
III/IV.
Изложение материала в учебнике ведется в форме глав, которых всего 17. Ло-
гически их можно разделить на четыре части.
я В первых шести главах приводятся сведения о том, что представляет собой со-
временный компьютер, что подразумевают понятия архитектуры процессора
и компьютера в целом. Приводится информация о системе и синтаксисе ма-
шинных команд и команд ассемблера. Важными являются сведения о жизнен-
ном цикле типовой программы на ассемблере и инструментальных средствах
разработки ассемблерных программ.
• Вторая часть книги, начиная с главы 7, посвящена рассмотрению команд ас-
семблера в соответствии с их функциональным назначением. Этот материал
является базовым, и его достаточно, чтобы научиться писать простые програм-
мы на ассемблере. Начиная с главы
обсуждаются специальные средства ас-
семблера, которые используются для написания программ средней сложности.
Рассматриваются возможности ассемблера для работы со сложными структу-
рами данных, механизм макрокоманд, вопросы организации модульного про-
граммирования, в том числе принципы связи с модулями, написанными на
C/C++ и Pascal.
Последние две главы учебника посвящены различным аспектам написания ас-
семблерных программ, использующих
программно-аппаратные
расширения. Приводятся подробные сведения порядке разработки оконных
и консольных Windows-приложений, применении сопроцессора.
в Важная часть учебника — его приложение. В нем собрана справочная информа-
ция о командах (вплоть до Pentium IV). Данных, которые приведены в приложе-
нии, достаточно для проведения широкого круга работ — от общего знакомства
с системой машинных команд до поддержки процесса
на уровне машинных кодов.
В других приложениях, расположенных на сайте http://www.piter.com/download,
собрана справочная информация о различных средствах пакетов ассемблера
MASM и TASM.
Таким образом, книга является самодостаточным учебным пособием. Ее исполь-
зование позволяет сформировать фундаментальные знания по различным аспек-
там низкоуровневого программирования на языке ассемблера для Intel-совмести-
мых компьютеров. В долгосрочной перспективе материал учебника может служить
справочником.
По сравнению с первым изданием в учебнике сделаны многочисленные изме-
нения. Во-первых, материал был приведен в соответствие с современным уровнем
развития процессоров Intel (до Pentium IV). Во-вторых, исправлены ошибки и опе-
чатки. Во многом это заслуга внимательных читателей, за что им отдельная благо-
дарность. В-третьих, произведено перестроение материала с учетом существова-
ния своеобразных продолжений учебников — книг серии «Практика» издательства

---

Предисловие
«Питер». Для настоящего учебника пока существует одна такая книга —
«Assembler: практика». Ее содержание посвящено углубленному изучению языка
ассемблера на различных востребованных на практике задачах прикладного ха-
рактера. Материал книги «Assembler: практика» может служить основой для вы-
полнения курсовых и дипломных работ, не говоря уже о
использовании при
работе над различными программными проектами. Планируется появление вто-
рой книги из этой серии, которая будет ориентирована на освещение вопросов си-
стемного программирования. Каждую из этих книг следует позиционировать следу-
ющим образом. Учебник формирует основы и принципы, а на определенном этапе
начинает выполнять справочные функции. Книги серии «Практикум» представ-
ляют описания вариантов реализации востребованных на практике задач приклад-
ного и системного характера.
Об ошибках следует сказать отдельные слова. Конечно, книги, а тем более учеб-
ники, не должны содержать неточностей и ошибок, но при нынешних темпах жиз-
ни и развития техники это — недостижимый идеал. Конечно, это не говорит о том,
что нельзя написать книгу без ошибок. Безусловно можно, но для этого потребует-
ся времени в несколько раз больше и ее выход в свет может оказаться совершенно
бессмысленной затратой времени и сил, так как к этому моменту перестанет быть
актуальным сам предмет, которому посвящена книга. Поэтому вопрос о том, что
важнее — своевременная книга, содержащая определенное количество ошибок, но
помогающая читателю решить актуальные проблемы сегодняшнего дня, или иде-
ально выверенное издание, освещающее вопросы вчерашнего дня, остается фило-
софским. Книги, в которых много исходного кода, — это особый вид книг, которые
можно охарактеризовать как «книги-программы», а в программах, как известно,
последних ошибок не бывает. Более того, рискну высказать мнение, что с учебной
целью ошибки даже полезны. Это подтверждает и свой, и чужой опыт. Пословица
«На ошибках учатся» имеет скрытый смысл — наиболее устойчивые знания фор-
мируются именно при исправлении своих и чужих ошибок. Это даже не знания,
это уже профессиональный опыт. Тем не менее мои рассуждения не следует рас-
сматривать как оправдание ошибок первого издания учебника и будущих ошибок
второго издания. Они неизбежны, и автор будет благодарен всем читателям, кто
заметит ошибки, неточности и просто опечатки и сообщит о них редакции или ав-
тору по указанным далее адресам электронной почты.
Часто спрашивают, для программирования каких процессоров можно исполь-
зовать учебник. Ответ — для Intel-совместимых процессоров. Под термином «Intel-
совместимые процессоры» подразумеваются процессоры фирм Intel, AMD, VIA,
Transmeta, полностью поддерживающие базовую систему команд процессоров Intel
и полностью или частично поддерживающие различные расширения базовой сис-
темы команд процессоров Intel.
Что нужно для работы с книгой? Во-первых, компьютер на базе Intel-совмес-
тимого процессора. Во-вторых,
ассемблеров TASM и MASM. Причем луч-
ше всего будет на этапе изучения использовать оба этих пакета. К сожалению, па-
кет TASM в самостоятельном виде уже не развивается, но работа с ним на этапе
обучения достаточно комфортна, тем более что он имеет режим работы, позволяю-
щий во многих случаях без дополнительной доработки переносить программы для

---

 Предисловие
использования с пакетом MASM. Последняя доступная версия этого пакета —
TASM 5.0. С пакетом MASM дела обстоят лучше — он развивается. Последние до-
ступные версии — MASM 6.14 и MASM32 версии 7.0. И наконец, для работы ну-
жен один из текстовых редакторов класса notepad.exe.