LEA、Load Effective Addressは孤高な命令と思いきや、メモリアクセスする命令共には裏で気脈を通じているみたい。そしてメモリアクセスするかのごときアセンブリ言語表記だけれども、決してメモリにアクセスすることなくレジスタ操作を行うだけの命令。必須なこともあれば、避けて通ることもできる？なんだそれ。
※「ぐだぐだ低レベル プログラミング」投稿順indexはこちら
※実機動作確認（といってもエミュレータなんだけれども）には以下を使用させていただいております。
LEA命令
ここまで「８ビットの御先祖の影響が」といった命令が多かったｘ８６の１６ビット命令ですが、LEA命令は御先祖には関係ない8086になったればこその命令であります。Effective Address （日本語では実効アドレスと訳すことが多いと思います）を計算し、デスティネーション・レジスタに格納するもの。
その動作の理解のためには、8086のメモリ・アドレシング・モードをちょいと復習しないとなりませぬ。8086の場合、メモリの物理アドレスは以下の４つの要素を加え合わせて決定します（スタック操作のぞく。）
-
- ベースレジスタ（BXまたはBPレジスタ、不在のことあり）
- インデックスレジスタ（SIもしくはDIレジスタ、不在のことあり）
- ディスプレースメント（１６ビット、符号拡張８ビット、不在の場合あり）
- セグメントレジスタを４ビット左シフトした２０ビット
このうち第１から第３の要素（すべて１６ビット要素）までを加え合わせた部分がEffective Address （実効アドレス）です。加え合わせた結果は１６ビットです。これと第４の２０ビットのアドレスを加え合わせるとようやく物理アドレス２０ビットが完成するということになっとります。
プログラム的には８０８６は最大６４Kバイトのセグメントの中の何番地、という感じでアクセスすることが多いので、実効アドレスは何番地という部分にあたることが分かります。
メモリにアクセスする場合、１と２と３の足し算自体はハードが勝手にやってくれますが、実際に何番地なのか知りたいことがままあると思います。自分でアセンブラ書いているときもあるけれど、コンパイラにお願いしているときでもあるみたい。そんなときにお役立ちなのがLEA命令というわけです。
LEA命令実験のアセンブリ言語ソース
以下LEA命令をちょこっと触ってみるだけのソースです。強力なx86用アセンブラNASM用のソースです。
segment code
..start:
mov ax, data
mov ds, ax
mov ax, stack
mov ss, ax
mov sp, stacktop
mov ax, edata
mov es, ax
test:
mov bx, array0
mov si, 3
lea ax, [bx]
lea ax, [bx + si]
lea ax, [bx + si + 1]
fin:
mov ax, 0x4c00
int 0x21
resb 2048
segment data align=16
resb 1024 * 63
array0:
dw 8 dup (0)
segment edata align=16
resb 1024 * 63
segment stack class=STACK
resb 2048
stacktop:
まんなか辺にLEA命令３連発で実効アドレスを次々計算しているだけのコードです。
アセンブルして実行
MS-DOS互換で機能強化されたFreeDOS上、以下のステップで上記アセンブラソース lea.asm から実行可能なオブジェクトファイルを得て実行することができます(nasmとwatcom Cがインストール済であること。）
nasm -f obj lea.asm wlink name lea.exe format dos file lea.obj debug lea.exe
実行結果の肝心要の部分が以下に。
オレンジ色の枠は、BXレジスタのみを指定したベース・アドレシングのときの様子です。BXレジスタの値をAXに転送しておしまい。
赤色の枠は、BX＋SIのベース＋インデックス・アドレシングのときの様子です（なお[BX][SI]のような表記法と同じです。）BX＋SIの結果がAXに格納されとります。
緑の枠が、BX＋SI＋ディスプレースメント・アドレシングのときの様子です。ディスプレースメントは１（機械語エンコード上は８ビット、符号拡張して１６ビット。）BX＋SI＋１がAXに格納されています。
変な例外もなく、素直な良い命令じゃないか。