Команды побитовой обработки

ЭВМ Систем 360 и 370 обеспечивают возможность выполнения операций И, ИЛИ и Сложение по модулю 2. Для этого существуют специальные команды. При этом каждой операции могут соответствовать команды различных типов. Мнемониками команд формата RX, реализующих операции И, ИЛИ и Сложение по модулю 2, являются соответственно N, О и X. Каждой из этих операций отвечают, кроме того, команды форматов RR, SI и SS. Из табл. 14.1 видно, что мнемоники для различных типов команд, реализующих данную операцию, получаются просто добавлением букв R,I или С к основной мнемонике. Итак, всего существует 12 логических команд, по три команды каждого из четырех типов.

Таблица 14.1. Мнемоники для логических операций

Табл. 14.2. показывает, что все логические команды имеют тот же вид, что и уже рассмотренные арифметические команды и команды пересылки. Результат выполнения команды всегда помещается по адресу первого указанного в ней операнда. Операндами команд формата RX являются один из регистров общего назначения и полное слово памяти. Результат помещается в R1. Команды формата RR позволяют производить логические операции над содержимыми двух регистров общего назначения. Результат опять же помещается в регистр первого операнда.

Команды формата SI оперируют с байтами, один из которых находится в памяти, а другой указывается непосредственно в команде. Результат записывается в память на место первого операнда. Так же как и в случае команд MVC и CLC, длина операндов логических команд формата SS определяется содержимым поля L1, являющегося частью поля первого операнда. Выполнение операции в данном случае побайтовое, т. е. на каждом шаге выполнения используются соответствующие два байта операндов команды. Сами логические операции производятся над каждой парой битов в уже рассмотренном порядке. Значение L1 может лежать в пределах от 1 до 256.

Содержимое табл. 14.1 и 14.2 трудно запомнить; однако, зная все типы команд и порядок задания их операндов, можно быстро научиться правильно использовать все необходимые логические операции. Пусть, например, мы хотим логически сложить содержимые двух 10- байтовых областей памяти. Нам известны адреса размещения этих областей, и поэтому следует применить команду ИЛИ формата SS. Длина в данном случае равна 10. Если А — адрес начала первой области, а В — адрес начала второй, то требуемая команда выглядит следующим образом:

ОС А(10),В

Результат логического сложения будет размещен в 10-байтовой области памяти, начинающейся по адресу А. Исходное содержимое А при этом будет утеряно. Содержимое области В останется неизменным.

Приведем еще несколько примеров. Предположим, что поля Р и Q выровнены по границам слов и их содержимое выглядит так:

Р: 0FCA0FF0CE6B

Q: A0F0A0F0A0F0

Предположим далее, что

(2) = ААААСССС

(3) = OFOFOFOF

Ниже будет рассмотрено несколько команд. При этом предполагается, что к моменту начала выполнения каждой из них регистры 2 и 3, а также области памяти Р и Q имеют определенное выше содержимое.

После выполнения команды

NR 2,3

получится

(2)=0А0А0С0С

а после выполнения команды

OR 3,2

получится

(3)=AFAFCFCF

Команда

XR 2,3

позволяет, не изменяя все четные полубайты регистра 2, заменить все нечетные их дополнениями. Итак, результат ее выполнения таков:

(2) =А5А5СЗСЗ

Заметим, что с помощью операции И можно выделять интересующие нас биты некоторой области. Говорят, что операция И «маскирует» разряды аргумента, умножаемые на в. Пусть, например, мы хотим, записать в регистр 3 информацию о содержимом всех четных полубайтов области Р. Это можно сделать с помощью команды

N 3,Р

(Предполагается, что (3) совпадает с определенным выше.) В результате получится

(3) =OFOAOFOO

Как работает команда

ХС P+2(3),Q+1

Она производит поразрядное сложение по модулю 2 областей, начинающихся по адресам Р+2 и Q+1. Результат помещается на место первого операнда. После выполнения этой команды будем иметь

Р: 0FCAFF503E6B

Рассмотрим выполнение этой команды более подробно. Содержимое трехбайтового поля, начинающегося по адресу Р+2, выглядело к моменту начала выполнения так:

0 1111 1111 0000 1100 1110

Ниже приведено содержимое области, начинающейся байтом Q+1, на тот же момент:

1111 0000 1010 0000 1111 0000

(Для большей ясности вся информация представлена в двоичной форме.) Выполнение поразрядного сложения по модулю 2 даст

1111 1111 0101 0000 ООП 1110

Результат будет записан по адресу Р+2, т. е. туда, где вначале был

расположен первый операнд.

Мы используем команды, работающие с непосредственными операндами, при необходимости выполнения операций над определенными Разрядами байта. Например, для того чтобы установить в 1 разряды с третьего по пятый байта D, оставляя все остальные без изменения, следует написать

1 D,B'00011100

Аналогично предположим, что требуется в первые пять разрядов байта, имеющего адрес на 16 превышающий указанный в регистре 6, установить комбинацию 11000, не изменяя содержимого остальных разрядов. Для этого нужно последовательно выполнить две команды:

1 16(6), В'11000000'

N1 16(6),В'1100011Г

Первая заменяет первые два из интересующих нас битов на единицы, вторая — помещает в разряды 2, 3 и 4 нули.

Достаточно часто приходится производить анализ содержимого отдельных разрядов или групп разрядов. Например, некоторая группа может использоваться в качестве переключателя, т. е. для определения последовательности дальнейшей работы. Значения переключателя могут устанавливаться и изменяться с помощью логических операций. В определенные моменты содержимое данной группы проверяется, и таким образом выясняется, что же необходимо делать дальше.

Команда ТМ (Test under Mask — ПРОВЕРИТЬ ПО МАСКЕ) обеспечивает возможность выполнения подобной проверки. ТМ является командой формата SI, ее первым операндом является S-адрес исследуемого байта. С помощью непосредственного операнда можно определять интересующие нас разряды этого байта.

Если некоторый разряд маски содержит 1, то это означает, что соответствующий разряд байта D1+(B1) должен быть проверен. Нулевое значение бита маски говорит о том, что соответствующий бит исследуемого байта в операции не участвует.

После выполнения команды ТМ признак результата вырабатывается по следующим правилам:

СС=0: 1. Все интересующие нас биты равны 0 или2. Значение маски — 0.

СС= 1: Среди исследуемых битов есть как нулевые, так и единичные.

СС=2: Не встречается.

СС=3: Все исследуемые разряды содержат 1.

Непосредственно вслед за ТМ могут быть выполнены команды: BZ, если требуется осуществить переход по значению переключателя

0, и ВО, если производится проверка на единичное значение переключателя. (В данном случае мнемоника ВО может трактоваться как «Переход по единице» — Branch if Ones.) Наконец, с помощью команды ВМ (Branch if Mixed) можно произвести проверку на наличие промежуточной ситуации.

Рассмотрим теперь пример:

ТМ BYTl.B'00110000'

В данном случае исследуется содержимое байта BYT1. Маска говорит

о том, что проверены должны быть всего лишь два бита: 2 и 3. Если BYT1 имеет вид

11110001

то в результате выполнения команды будет выработан признак результата 3 (оба исследуемых разряда содержат 1). В случае же, когда BYT1 выглядит как

11010001

в результате выполнения команды ТМ признак результата будет установлен равным 1, свидетельствуя о том, что биты 2 и 3 имеют различные значения. Наконец, если BYT1 содержит

11000001

то будет выработан нулевой признак результата. Маска отмечает разряды, содержимое которых необходимо проверить. Содержимое разрядов, не отмеченных в ней, игнорируется.