Programarea în limbajul de asamblare al procesoarelor x86

 
Definirea constantelor în limbaj de asamblare
Definirea datelor (variabilelor) în limbaj de asamblare
Declararea şi utilizarea segmentelor în limbaj de asamblare
Definirea şi utilizarea procedurilor în limbaj de asamblare
Formatul instrucţiunilor în limbaj de asamblare
Structura unui program în limbaj de asamblare
Asamblarea şi editarea legăturilor

Registrele microprocesorul 8086
Setul de instrucţiuni al lui 8086

Tema de laborator
 
 

Definirea constantelor în limbaj de asamblare

nume EQU <valoare>

nume - numele constantei. Pentru o constantă nu se rezervă spaţiu în memorie.
<valoare> - reprezintă valoarea ce este atribuită constantei.

PI              equ     3.14159
INT_DOS         equ     21h
BASE_ADDR       equ     378h

Definirea datelor (variabilelor) în limbaj de asamblare

[nume] <tip> <lista_expresii> [;<comentariu>]

[nume] <tip> <factor> DUP(<lista_expresii>) [;<comentariu>]

[ ] - indică faptul că acest câmp poate lipsi;
[nume] - numele prin care va fi referită data. Acest nume are asociat un tip şi o valoare. Tipul rezultă din tipul datei iar valoarea este adresa la care se va găsi în memorie în timpul execuţiei programului primul octet rezervat pentru data etichetată cu numele respectiv.
<lista_expresii> - reprezintă lista unor expresii cu ale căror valori se vor iniţializa zonele de date rezervate pentru declaraţia respectivă. Prin ‘?’ se specifică faptul că zona respectivă de date nu este iniţializată.
<factor> - este un număr care indică de câte ori se repetă lista de expresii care urmează în paranteză.
<tip> - tipul de date:

DB  - date de tip octet (BYTE) - 8 biţi;
DW - date de tip cuvânt sau adresă (WORD) - 16 biţi;
DD  - date de tip pointer (DWORD) - 32 biţi;
DQ  - date de tip constantă reală (QWORD) - 8 octeţi;
DT  - date de tip constantă BCD (TBYTE) - 10 octeţi.

x        dw    0
y        dw    ?
sir      db    'Sir de caractere!'
ptr      dd    1000h

Declararea şi utilizarea segmentelor în limbaj de asamblare

<nume> SEGMENT [<tip_aliniere>] [<tip>] [<clasa>]
<corpul_segmentului>
<nume> ENDS

<nume> - este numele asociat segmentului. Acestui nume i se asociază o valoare şi anume adresa de segment corespunzătoare poziţiei segmentului în memorie în faza de execuţie a programului. Încărcarea unui registru segment cu o adresă de segment se face prin următoarea secvenţă de instrucţiuni:

MOV AX, <nume>
MOV DS, AX

<tip_aliniere> - poate să fie PARA, BYTE, WORD, PAGE şi indică tipul adresei de început a segmentului, adică adresa de început a zonei de memorie rezervată segmentului este divizibilă cu 16, 1, 2, respectiv 256.
<tip> - este o informaţie pentru editorul de legături. Această informaţie indică raportul între acest segment şi segmente definite în alte module obiect.

ASSUME {<registru_segment> : <segment>}

.MODEL <tip_model>

După stabilirea modelului pot apare următoarele pseudoinstrucţiuni:

.STACK [dimensiune] - segmentul de stivă;
.CODE [nume] - segmentul de cod;
.DATA - segmentul de date;
.DATA? - segment de date neiniţializate;
.FARDATA [nume] - segment de date la care referirile se fac prin intermediul unor adrese complete (segment şi offset);
.FARDATA? [nume]
.CONST - segment de date iniţializate, date ale căror valori nu se modifică prin execuţia programului.

Definirea şi utilizarea procedurilor în limbaj de asamblare

<nume> PROC [<atribut>]
<corp_procedură>
<nume> ENDP

<nume> - numele prin care se vor face apelurile procedurei. Acest nume are asociată ca valoare adresa primei instrucţiuni din procedură;
<atribut> - FAR sau NEAR.

Formatul instrucţiunilor în limbaj de asamblare

[<eticheta>:] [<operaţie> [<operanzi>]]  [;<comentariu>]

<eticheta> - un nume care are asociată adresa relativă în cadrul segmentului din care face parte primul octet din instrucţiunea etichetată;
<operaţie> - mnemonica corespunzătoare instrucţiunii;
<operanzi> - este un câmp a cărui existenţă şi formă depind de tipul instrucţiunii.

Structura unui program în limbaj de asamblare

;;

.286                                ; se acceptă instrucţiuni de 286
INT_DOS equ 21h                     ; definirea unei constante

data_seg segment                    ; segmentul de date
hex_digit db '0123456789ABCDEF'
data_seg ends

bios_seg segment at 0000h           ; un alt segment de date care se
                                    ; suprapune peste zona de date BIOS
bios_seg ends

stack_seg segment stack             ; segmentul de stivă
dw 100h dup (?)
top_off label word
stack_seg ends

code_seg segment 'code'             ; segmentul de cod
    assume cs:code_seg,ds:data_seg,es:data_seg,ss:stack_seg

; definirea procedurilor
nume_proc proc near
; input :
; output:
          ret
nume_proc endp

; programul principal
start:
            mov ax,data_seg         ; iniţializarea segmentului de
            mov ds,ax               ; date
            mov es,ax               ;
            mov ax,stack_seg        ; iniţializarea segmentului de
            mov ss,ax               ; stivă
            mov sp,offset top_off   ;

            ...                     ; aici se plasează programul

end_prog:
            mov ax,4c00h            ; exit to DOS
            int INT_DOS             ;
code_seg ends
end start

Asamblarea şi editarea legăturilor

    tasm nume_fisier.asm ;

sau

    masm nume_fisier.asm

Iar editarea legăturilor:

    tlink nume_fisier.obj ;

sau

    link nume_fisier.obj
 

Registrele microprocesorul 8086

• registrele generale (pe 16 biţi): AX, BX, CX, DX.
• registrele indicatoare de adresă (pe 16 biţi): SP, BP;
• registrele index (pe 16 biţi): SI, DI;
• registrele segment (pe 16 biţi): CS, DS, ES, SS;
• registrul adresei instrucţiunii curente (pe 16 biţi): IP.

Registrele indicatoare de adresă (SP, BP) - sunt registre care conţin adrese relative în segmentul stivă curent. Registrul SP are semnificaţia de adresă curentă a vârfului stivei, iar registrul BP este utilizat pentru a permite accesul la informaţia conţinută în stivă.
 

Registrele index (SI, DI) - sunt utilizate în general pentru adresarea indexată, conţinând adrese relative în segmentul de date curent. Segmentul implicit utilizat în adresare poate să fie modificat prin utilizarea în instrucţiuni a unor prefixe speciale. Registrele index sunt utilizate ca registre index implicite în instrucţiunile de transfer sau prelucrare pe şiruri de octeţi: SI - adresa relativă curentă în şirul sursă, DI - adresa relativă curentă în şirul destinaţie.

Registrele segment (CS, DS, ES, SS) - conţin adresa segmentului program (CS), adresa segmentului de date curent (DS), adresa segmentului de date suplimentar (ES) şi adresa segmentului de stivă (SS).

Indicatorii de condiţii
Sunt utilizaţi pentru a memora informaţii referitoare la rezultatul unor operaţii aritmetice sau logice (AF, CF, OF, PF, SF, ZF) şi pentru memorarea unor informaţii de control pentru microprocesor (DF, IF, TF).

• AF (Auxiliar Carry) - “1” dacă în execuţia unei instrucţiuni care poziţionează acest indicator a apărut un transport din rangul 3 spre rangul 4 sau a fost efectuat un împrumut din rangul 4 spre rangul 3. Acest indicator este utilizat pentru operaţiile cu numere BCD.
• CF (Carry) - “1” dacă a apărut un transport din sau s-a făcut un împrumut în rangul cel mai semnificativ. De asemenea instrucţiunile de rotire şi deplasare pot poziţiona acest indicator.
• OF (Overflow) - “1” dacă în execuţia unei instrucţiuni aritmetice cu semn a apărut o depăşire.
• SF (Sign) - “1” dacă s-a obţinut un rezultat pentru care bitul cel mai semnificativ este “1”.
• PF (Parity) - “1” dacă s-a obţinut un rezultat pentru care octetul mai puţin semnificativ are un număr par de biţi cu valoarea “1”.
• ZF (Zero) - “1” dacă s-a obţinut rezultatul zero.
• DF (Direction) - indică direcţia de parcurgere a şirurilor de octeţi în cazul instrucţiunilor pe şiruri de octeţi. Valoarea ”0” indică parcurgerea de la adrese mici spre adrese mari.
• IF (Interrupt) - controlează acceptarea semnalelor de întrerupere externă.
• TF (Trace) - este utilizat pentru controlul execuţiei instrucţiunilor în regim pas cu pas în scopul depanării programelor.

Figura 2.4 Indicatorii de condiţii

Setul de instrucţiuni al lui 8086

MOV <destinaţie>, <sursă>
PUSH <sursă>
POP <destinaţie>
XCHG <destinaţie>, <sursă> - interschimbă sursa cu destinaţia;
XLAT - converteşte conţinutul registrului AL utilizând o tabelă a cărei adresă de început este în BX;
LEA <registru>, <operand> - încarcă în registru adresa relativă a operandului;
LDS <registru>, <adresă> - se încarcă în registrele DS şi <registru> adresa aflată în memorie la adresa <adresă>;
LES <registru>, <adresă> - se încarcă în registrele DS şi <registru> adresa aflată în memorie la adresa <adresă>;

SAHF - încarcă indicatorii de condiţii conform conţinutului registrului AH;
LAHF - memorează valorile indicatorilor în registrul AH;
PUSHF  - salvează pe stivă indicatorii de condiţie;
POPF - reface din stivă valorile indicatorilor de condiţie.

CLC - pune pe 0 valoarea indicatorului CF;
STC - pune pe 1 valoarea indicatorului CF;
CMC - comlpementează valoarea indicatorului CF;
CLD - pune pe 0 valoarea indicatorului -DF;
STD - pune pe 1 valoarea indicatorului DF;
CLI - dezactivează sistemul de întreruperi;
STI - activează sistemul de întreruperi.

ADD <d>, <s> - <d> ¬ <d> + <s>
ADC <d>, <s> - <d> ¬ <d> + <s> + CF
INC <d>  - <d> ¬ <d> + 1
AAA   - corecţie zecimală după adunare BCD despachetat (AL)
DAA   - corecţie zecimală după adunare BCD împachetat (AL)
SUB <d>, <s> - <d> ¬ <d> - <s>
SBB <d>, <s> - <d> ¬ <d> - <s> - CF
DEC <d>  - <d> ¬ <d> - 1
NEG <d>  - <d> ¬ 0 - <d>
AAS   - corecţie zecimală după scădere BCD despachetat (AL)
DAS   - corecţie zecimală după scădere BCD împachetat (AL)
CBW - conversie valoare conţinută în AL la cuvânt în AX (extensie de semn)
CWD - conversie valoare conţinută în AX la dublu cuvânt în DX, AX (extensie de semn)
MUL <s>      - dacă <s> este de tip octet AX ¬ AL * <s>
                      - dacă <s> este de tip cuvânt DX,AX ¬ AX * <s>
                operanzii sunt trataţi ca întregi fără semn
IMUL <s>      - dacă <s> este de tip octet AX ¬ AL * <s>
                       - dacă <s> este de tip cuvânt DX,AX ¬ AX * <s>
                 operanzii sunt trataţi ca întregi cu semn
AAM   - corecţie zecimală după o înmulţire BCD despachetat. (MUL)
DIV <s>      - dacă <s> este de tip octet AL ¬ AX / <s> şi AH ¬ AX mod <s>
                    - dacă <s> este de tip cuvânt AX ¬ DX,AX / <s> şi DX ¬ DX,AX mod <s>
                 operanzii sunt trataţi ca întregi fără semn
IDIV <s>     - dacă <s> este de tip octet AL ¬ AX / <s> şi AH ¬ AX mod <s>
                    - dacă <s> este de tip cuvânt AX ¬ DX,AX / <s> şi DX ¬ DX,AX mod <s>
                 operanzii sunt trataţi ca întregi cu semn
AAD - corecţie zecimală înainte de o împărţire BCD despachetat. (DIV)

SHL <s>, n  - deplasare logică la stânga
SAL <s>, n
SHL <s>, CL
SAL <s>, CL
SHR <s>, n  - deplasare logică la dreapta
SHR <s>, CL
SAR <s>, n  - deplasare aritmetică la dreapta
SAR <s>, CL
ROL <s>, n  - rotire stânga prin carry
ROL <s>, CL
ROR <s>, n  - rotire dreapta prin carry
ROR <s>, CL
RCL <s>, n  - rotire stânga cu carry
RCL <s>, CL
RCR <s>, n  - rotire dreapta cu carry
RCR <s>, CL
NOT <s>  - complementează faţă de 1 pe <s>
AND <d>, <s> - <d> ¬ <d> Ů <s>
TEST <d>, <s> - se poziţionează indicatorii ca la AND dar nu se modifică <d>
OR <d>, <s> - <d> ¬ <d> Ú <s>
XOR <d>, <s> - <d> ¬ <d> Ĺ <s>
CMP <d>, <s> - se poziţionează indicatorii ca la SUB dar nu se modifică <d>

MOVSB, MOVSW  - transferă un octet, cuvânt între sursă şi destinaţie;
CMPSB, CMPSW  - poziţionează indicatorii de condiţie corespunzător diferenţei între sursă şi destinaţie;
SCASB, SCASW  - poziţionează indicatorii de condiţie conform diferenţei între AL, AX şi destinaţie;
LODSB, LODSW  - încarcă un octet, cuvânt din sursă în AL, AX;
STOSB, STOSW  - memorează conţinutul AL, AX în destinaţie;
REP, REPZ, REPE - se repetă operaţia până când conţinutul registrului CX devine zero sau până când indicatorul ZF devine zero.

Instrucţiuni de salt

CALL adresa  - apel de procedură;
RET   - reîntoarcere din procedură;
JZ, JE   - ZF = 1;
JL, JNGE  - mai mic (SF ? OF) - comparaţie valori cu semn;
JLE, JNG - mai mic sau egal (ZF = 1 sau SF ? OF) - comparaţie valori cu semn;
JB, JNAE, JC  - mai mic (CF = 1) - comparaţie valori fără semn;
JBE, JNA - mai mic sau egal (CF = 1 sau ZF = 1) - comparaţie valori fără semn;
JP, JPE   - PF = 1;
JO   - OF = 1;
JNZ, JNE  - ZF = 0;
JNL, JGE  - mai mare sau egal (SF = OF) - comparaţie valori cu semn;
JNLE, JG - mai mare (ZF = 0 şi SF = OF) - comparaţie valori cu semn;
JNB, JAE, JNC  - mai mare (CF = 0) - comparaţie valori fără semn;
JNBE, JA - mai mare (CF = ZF = 0) - comparaţie valori fără semn;
JNP, JPO  - PF = 0;
JNO   - OF = 0;
JNS   - SF = 0;
JCXZ   - CX = 0;

IN AL, port
IN AL, DX
OUT port, AL
OUT DX, AL

Tema de laborator

isch macro
;Testeaza daca exista caracter disponibil in buffer-ul de tastatura
; input : (none)
; output: zf  - 0 caracter disponibil
;             - 1 nu e caracter disponibil
        ...
        functia DOS 0bh
        ...
endm

getch macro
;Citeste un caracter de la tastatura
; input : (none)
; output: al - cod ASCII al caracterului citit
        ...
        functia DOS 01h
        ...
endm

putch macro c
;Afiseaza un caracter pe ecran
; input : c - cod ASCII al caracterului
; output: (none)
        ...
        functia DOS 02h
        ...
endm

delay macro n
;Introduce o intarziere de n bucle de asteptare
; input : n - numar bucle de asteptare
; output: (none)
        ...
endm

show_al_bin proc near
;Afiseaza in binar continutul lui AL
; input : al - numar 8 biti
; output: (none)
        ...
        cx ¬ 8
        repeta
            daca bitul 7 din al este 0 atunci
                afiseaza ‘0’
            altfel
                afiseaza ‘1’
            al ¬ al << 1
            cx ¬ cx - 1
                      pana cand cx = 0
        ...
show_al_bin endp

show_ax_bin proc near
;Afiseaza in binar continutul lui AX
; input : ax - numar 16 biti
; output: (none)
        ...
        apelez show_al_bin pentru AH si apoi pentru AL
        ...
show_ax_bin endp

show_al_hex proc near
;Afiseaza in hexa continutul lui AL
; input : al - byte
; output: (none)
        ...
        * se defineşte un tabel care conţine şirul ‘0123456789ABCDEF’
        bl ¬ al
        al ¬ al >> 4
        ah ¬ 0
        si ¬ ax
        * afişez caracterul din tabel[si]
        al ¬ bl
        al ¬ al & 0fh
        si ¬ ax
        * afişez caracterul din tabel[si]

sau:
        dl ¬ al
        dl ¬ dl >> 4
        dacă dl <= 9 atunci
            dl ¬ dl + ‘0’
        altfel
            dl ¬ dl + ‘A’ - 10
        * afişez caracterul din registrul dl
        dl ¬ al
        dl ¬ dl & 0fh
        dacă dl <= 9 atunci
            dl ¬ dl + ‘0’
        altfel
            dl ¬ dl + ‘A’ -10
        * afişez caracterul din registrul dl
        ...
show_al_hex endp

show_ax_hex proc near
;Afiseaza in hexa continutul lui AX
; input : ax - word
; output: (none)
        ...
        apelez show_al_hex pentru AH si apoi pentru AL
        ...
show_ax_hex endp

show_al_bcd proc near
;Afiseaza in BCD continutul lui AL
; input : al - byte
; output: (none)
        ...
show_al_bcd endp

read_al_bin proc near
;Citeste un numar binar pe 8 biti
; input : (none)
; output: al - numarul citit de la tastatura
        ...
read_al_bin endp

read_al_hex proc near
;Citeste un numar hexa pe 8 biti
; input : (none)
; output: al - numarul citit de la tastatura
        ...
read_al_hex endp

calc_address proc near
;Calculeaza adresa fizica din adresa logica
; input : ax - segment
; dx - offset
; output: ax - primii 4 biti mai semnificativi din adresa fizica
; dx - ultimii 16 biti din adresa fizica
        ...
        adresa fizica = segment * 16 + offset
        ...
calc_address endp

MOV AL, 0aah ; parametru
CALL show_al_bin

Apelul unui macro:

putch ‘A’

putch al

Obs.

• Registrele folosite în proceduri trebuie salvate pe stiva;
• Procedurile trebuie testate.