Архитектура и програмирање микропроцесора intel 8086 ( 3 )

Архитектура и програмирање

микропроцесора Intel 8086 (3)

Инструкције за померање и ротирање У/И инструкције Инструкције гранања Инструкције за рад са стринговима Декларација процедура Декларација сегмената

Инструкције за померање и ротирање Инструкције за померање су shl/shr, shr

и sar.shl/sal/shr/sar reg,1shl/sal/shr/sar mem,1shl/sal/shr/sar reg,clshl/sal/shr/sar mem,cl

Одредишни операнд је онај чији се садржај помера (8-, 16- или 32-битни) док се изворним операндом специфи-цира број померања.

Инструкције за померање и ротирање

Ако је број померања 0 нема утицаја на маркере.

CF ће садржати MS бит који је последњи “испао” приликом померања.

OF је 1 ако се два MS бита разликују приликом једноструког померања, а ако број померања није 1 недефинисан је.

Сл. 1. Ефекат инструкција shl и sal.


ZF и SF се постављају на основу резултата померања.

PF ће садржати 1 ако је паран број јединица у нижем бајту резултата.

AF је увек недефинисан.


Ако је број померања 0 нема утицаја на маркере. CF ће садржати LS бит који је последњи “испао”

приликом померања. OF је 0 ако је број померања 1, а иначе је недефинисан. ZF и SF се постављају на основу резултата померања. PF ће садржати 1 ако је паран број јединица у нижем

бајту резултата. AF је увек недефинисан.

Сл. 2. Ефекат инструкције sar.


Ако је број померања 0 нема утицаја на маркере. CF ће садржати LS бит који је последњи “испао”

приликом померања. Aко је број померања 1, OF је једнак биту знака пре

померања, а иначе је недефинисан. ZF и SF се постављају на основу резултата померања. PF ће садржати 1 ако је паран број јединица у нижем

бајту резултата. AF је увек недефинисан.

Сл. 3. Ефекат инструкције shr.

Инструкције за померање и ротирање Инструкције за ротирање rcl, rxr, rol и

ror имају исту синтаксу као и оне за померање.

Сл. 4. Ефекат инструкције rcl.

Инструкције за померање и ротирање После ове инструкције CF садржи

последњи MS бит. Ако је број померања 1 OF се

поставља ако се промени знак услед ротације а иначе је недефинисан.

Ова инструкција не утиче на ZF, SF, PF и AF.


Утицај на маркере је аналоган претходној инструкцији.

Сл. 5. Ефекат инструкције rcr.


Утицај на маркере код rol идентичан је као код rcl, односно утицај ror је као код rcr.

Сл. 6. Ефекат инструкција rol и ror.

Инструкције за померање и ротирање Уз инструкције које манипулишу

битовима (логичке, померања, ...) поменимо и инструкцију test.

test reg,regtest reg,memtest mem,regtest reg,immtest mem,imm

Ова инструкција обавља AND операцију над битовима својих операнада не смештајући резултат нигде али постављајући одговарајуће вредности маркера.

У/И инструкције 8086 подржава две У/И инструкције:

in ax/al,portin ax/al,dxout port,ax/alout dx,ax/al

Port је вредност између 0 и 255.

Инструкције гранања Инструкција безусловног скока јеjmp disp8 ;direktno intrasegmentno

jmp disp16 ;direktno intrasegmentno

jmp disp32 ;direktno intersegmentno

jmp mem16 ;indirektno intrasegmentno

jmp reg16 ;registarsko indirektno ;intrasegmentno

jmp mem32 ;indirektno intersegmentno

Инструкције гранања Интрасегментни скок је типа near док је

интерсегментни скок типа far. Код прва два интрасегментна скока

вредност размештаја се додаје регистру IP.

Разлика је само у опсегу вредности и што се код 8-битног размештаја најпре врши његово знаковно проширење.

Инструкције гранања Директни интерсегментни скок обавља

се тако што се 32-битна адреса уписује у пар CS:IP.

Обично се уместо размештаја код ова три типа скока користе лабеле:

mov dx,378hLoopForever: in al,dx

xor al,1out dx,aljmp LoopForever

Инструкције гранања Индиректни типови скокова одвијају се

тако што је циљна адреса у некој локацији чија се адреса наводи, или је у регистру.

Инструкције гранања Међу инструкције гранања убрајамо и:

инструкцију за позив потпрограма call и инструкцију за повратак из потпрограма ret.

Зашто?

call disp16 ;direktno intrasegmentnocall adrs32 ;direktno intersegmentnocall mem16 ;indirektno intrasegmentnocall reg16 ;indirektno intrasegmentnocall mem32 ;indirektno intersegmentno

Инструкције гранања Инструкција call типа far ради следеће:

Шаље садржај регистра CS у магацин. Шаље 16-битни офсет инструкције која

следи иза позива у магацин. Копира 32-битну ефективну адресу потпрог-

рама у пар CS:IP. Извршење се наставља од прве инструкције

потпрограма.

Инструкције гранања Инструкција call типа near ради

следеће: Шаље 16-битни офсет инструкције која

следи иза позива у магацин. Копира 16-битну ефективну адресу потпрог-

рама у регистар IP. Извршење се наставља од прве инструкције

потпрограма.

Инструкције гранања Инструкција ret врши повратак у

позивајући програм:ret ;near ili far povratak

retn ;near povratakretf ;far povratakret disp ;near ili far povratak i popretn disp ;near povratak i popretf disp ;far povratak i pop

Инструкције гранања Повратак се остварује читањем адресе

повратка из магацина. Повратак типа near чита 16-битну

адресу из магацина и уписује је у регистар IP.

Повратак типа far чита 16-битни офсет и уписује га у IP а потом и 16-битну адресу сегмента коју уписује у CS.

Не треба мешати позиве и повратке near и far типа!

Инструкције гранања Инструкцјије условног гранања у себи

садрже услов на основу кога се врши гранање, уколико је он испуњен.

Ове инструкције тестирају један или више маркера са циљем да утврде да ли је услов задовољен.

Инструкције гранања

Инструкција Опис Услов Алијаси Супротна

JC Jump if carry CF=1 JB, JNAE JNC

JNC Jump if no carry CF=0 JNB, JAE JC

JZ Jump if zero ZF=1 JE JNZ

JNZ Jump if not zero ZF=0 JNE JZ

JS Jump if sign SF=1 JNS

JNS Jump if no sign SF=0 JS

JO Jump if overflow OF=1 JNO

JNO Jump if no overflow OF=0 JO

JP Jump if parity PF=1 JPE JNP

JPE Jump if parity even PF=1 JP JPO

JNP Jump if no parity PF=0 JPO JP

JPO Jump if parity odd PF=0 JNP JPE

Табела 1. Jcc инструкције које тестирају маркере.



JА Jump if above (>) CF=0, ZF=0 JNBE JNA

JNBE Jump if not below or equal (not <=)

CF=0, ZF=0 JA JBE

JAE Jump if above or equal (>=) CF=0 JNC, JNB JNAE

JNB Jump if not below (not <) CF=0 JNC, JAE JB

JB Jump if below (<) CF=1 JC, JNAE JNB

JNAE Jump if not above or equal (not >=)

CF=1 JC, JB JAE

JBE Jump if below or equal (<=) CF=1 or ZF=1

JNA JNBE

JNA Jump if not above (not >) CF=1 or ZF=1

JBE JA

JE Jump if equal (=) ZF=1 JZ JNE

JNE Jump if not equal (≠) ZF=0 JNZ JE

Табела 2. Jcc инструкције за неозначено поређење.



JG Jump if greater (>) SF=OF or ZF=0

JNLE JNG

JNLE Jump if not less tjan or equal (not <=)

SF=OF or ZF=0

JG JLE

JGE Jump if greater than or equal (>=) SF=OF JNL JGE

JNL Jump if not less than (not <) SF=OF JGE JL

JL Jump if less than (<) SF≠OF JNGE JNL

JNGE Jump if not greater than or equal (not >=)

SF≠OF JL JGE

JLE Jump if less than or equal (<=) SF≠OF or ZF=1

JNG JNLE

JNG Jump if not greater then (not >) SF≠OF or ZF=1

JLE JG

JE Jump if equal (=) ZF=1 JZ JNE

JNE Jump if not equal (≠) ZF=0 JNZ JE

Табела 3. Jcc инструкције за означено поређење.

Инструкције гранања Код процесора 8086 (па све до 80386)

инструкције условног гранања су обима 2 бајта, где је други бајт размештај.

Ово пружа могућност скока у опсегу од 128 бајтова.

Да би превазлишли ово ограничење треба употребити следећи “трик”: Употребити облик са супротним условом. Таква инструкција треба да прескочи

инструкцију безусловног скока на оригиналну циљну адресу.

Инструкције гранања Примера ради, ако имамо инструкцију

jc target

можемо је конвертовати у дужи облик помоћу следеће секвенце:

jnc SkipJmp

jmp target

Инструкције гранања Инструкција JCXZ (jump if CX is zero)

врши гранање на циљну адресу ако регистар CX садржи нулу.

Ова инструкција не утиче на маркере. Инструкција LOOP декрементира реги-

стар CX и врши гранање на циљну адресу ако CX не садржи нулу.

Ова инструкција такође не утиче на маркере.

Инструкције гранања Инструкција LOOPЕ/LOOPZ врши

гранање на циљну адресу ако CX не садржи нулу a ZF=1.

Инструкција LOOPNЕ/LOOPNZ врши гранање на циљну адресу ако CX не садржи нулу a ZF=0.

Обе инструкције не утичу на маркере.

Инструкције за рад са стринговима 8086 подржава 10 инструкција за рад

са стринговима: movs loads stos scas cmps rep repe repz repnz repne

Инструкције за рад са стринговима Овим инструкцијама може се

манипулисати појединим елементима низова или се обрађују читави низови.

Обим операнада (елемената низова) је бајт или реч а специфицирање тог обима се једноставно обавља дода-вањем суфикса b или w на крају мнемоника.

Инструкције за рад са стринговима Инструкције movs и cmps подразумевају

да ES:DI садржи сегментну адресу одредишног низа.

Инструкција lods подразумева да DS:SI указује на изворни низ док је акумулатор одредиште.

Инструкције scas и stos подразумевају да ES:DI указује на одредишни низ а изворни операнд је у акумулатору.

Инструкције за рад са стринговима Инструкција movs копира један елемент

низа (обима бајт или реч) из мемеоријске локације чија је адреса DS:SI у локацију са адресом у ES:DI.

По копирању се регистри SI и DI инкрементирају за 1 или 2, уколико је DF обрисан; у супротном се ови регистри декрементирају за исти износ.

Инструкције за рад са стринговимаmovs{b,w}:es:[di]:=ds:[si]

if DF=0 thensi:=si+size;di:=di+size;

elsesi:=si-size;di:=di-size;

endif; size=1 или 2 у зависности од обима

елемента низа.

Инструкције за рад са стринговима Инструкција cmps пореди бајт или реч на

локацији DS:SI са оним на локацији ES:DI и на основу тога поставља маркере.

После поређења се регистри SI и DI инкрементирају или декрементирају за 1 или 2.

cmps{b,w}: cmp ds:[si],es:[di]if DF=0 then

si:=si+size;di:=di+size;

elsesi:=si-size;di:=di-size;

endif;

Инструкције за рад са стринговима Инструкција lods копира бајт или реч

на локацији DS:SI у акумулатор. После копирања се регистaр SI

инкрементира или декрементира за 1 или 2.

lods{b,w}: ax/al:=ds:[si]if DF=0 then

si:=si+size;else

si:=si-size;endif;

Инструкције за рад са стринговима Инструкција stos смешта садржај

акумулатора у локацију адресирану са ES:DI.

После копирања се регистaр DI инкрементира или декрементира за 1 или 2.

stos{b,w}: es:[di]:=ax/alif DF=0 then

di:=di+size;else

di:=di-size;endif;

Инструкције за рад са стринговима Инструкција scas пореди садржај

акумулатора са вредношћу на локацији ES:DI ажурирајући потом DI.

Маркери се постављају на исти начин као и код инструкциуја cmp и cmps.

scas{b,w}: cmp ax/al,es:[di]if DF=0 then

di:=di+size;else

di:=di-size;endif;

Инструкције за рад са стринговима Саме по себи наведене инструкције не

могу да обраде читав низ. Њиховим комбиновањем са rep, repz, repe, repnz и repne префиксима постиже се примена одговарајуће операције на читав низ.

Инструкције за рад са стринговима Ово комбиновање се врши на следећи начин:

За MOVS:rep movs

За CMPS:repe cmpsrepz cmpsrepne cmpsrepnz cmps

За SCAS:repe scasrepz scasrepne scasrepnz scas

За STOS:rep stos

Инструкције за рад са стринговима Ови префикси се обично не користе уз lods.

Значење префикса је да се инструкција понавља CX пута (у случају cmps највише CX пута).

Уз то, потребно је да важи и услов уграђен у сам префикс (z/e или nz/ne)

Декларација процедура За разлику од HLL-ова, нема стриктних

правила о томе шта чини процедуру (овде у значењу било које врсте потпрограма).

Могуће је позвати процедуру са било које адресе у меоморији а прва ret инструкција на коју се наиђе извршиће повратак.

Међутим, коришћење ове чињенице често доводи до нечитког програма!

Декларација процедура Стога су обезбеђени механизми за

декларисање процедура. Оснoвни механизам за декларацију

процедура је:imeproc proc{NEAR ili FAR}

<iskazi koji cine proceduru>

imeproc endp

Декларација процедура Уколико се у процедури не наиђе на

ниједну ret инструкцију наставља се са следећом која следи иза endp!

Декларација сегмената Сви програми се састоје од једног или

више сегмената. У току извршења програма сегментни

регистри указују на адресе одређених сегмената којих може бити највише 4.

Сегменти се дефинишу исказомimeseg segment {operandi}

<iskazi>imeseg ends

Декларација сегмената Имена сегмената траба да буду јединствена. Ако постоји још неки сегмент са истим именом

онда се он сматра наставком претходног. Када се декларише нови сегмент асемблер

креира нови локациони бројач за тај сегмент са нултом иницијалном вредошћу.

Ако је сегмент наставак неког претходног онда се користи крајња вредност локационог бројача претходног сегмента.

Декларација сегменатаCSEG segment

mov ax,bxret

CSEG ends

DSEG segmentItem1 byte 0Item2 word 0DSEG ends

CSEG segmentmov ax,10add ax,Item1ret

CSEG endsend

Декларација сегмената Када год наиђе на име сегмента,

асемблер га замењује непосредном вредношћу која представља његову адресу.

Како није могуће напунити сегментни регистар непосредном вредношћу, то морамо да урадимо у више корака:

mov ax,dsegmov ds,axmov es,ax

Декларација сегмената Сегменти се пуне у меморију у оном

редоследу у коме се наводе у изворној датотеци.

У пређашњем примеру читав сегмент CSEG пуни се у меморију пре DSEG.

Коришћењем директиве .alpha нала-жемо пуњење сегмената у алфабетском поретку њихових имена уместо у редоследу појављивања.

Декларација сегмената Постоји 6 врста сегментних операнада.

{READONLY}{align}{combine}{use}{‘class’} Align се односи на тип поравнања

сегмената. Овај параметар узима једну од

следећих вредности: byte, word, dword, para или page.

Сегменти ће се поравнавати на основу овог параметра. Како је параметар опциони подразумевана вредност је para (значи параграф – 16 бајтова).

Декларација сегменатаseg1 segment

…seg1 ends

seg2 segment byte…

seg2 ends


…seg1 ends

seg2 segment word…

seg2 ends


…seg1 ends

seg2 segment dword…

seg2 ends


…seg1 ends

seg2 segment para…

seg2 ends

Декларација сегмената Поравнање по параграфима је

подразумевано и у већини случајева га треба користити уколико нема неког доброг разлога да буде другачије.

Најзад, могуће је користити поравнање по странама (256 бајтова) што је корисно у случају да имамо бафере података који захтевају простор који је умножак од 256B.


…seg1 ends

seg2 segment page…

seg2 ends

Декларација сегмената Ако се изабере било које поравнање

осим бајтовског, преводилац убацује потребан број бајтова како би се обавило тражено поравнање.

Сегментни регистри увек морају да показују на адресу параграфа.

Како онда процесор врши адресирање сегмената са различитим поравнањем?

Декларација сегмената Преводилац у том случају претпоставља да

сегмент почиње од адресе претходног параграфа, али је вредност локационог бројача постављена на неки ненулти офсет.

Декларација сегмената Тип combine управља начином

уписивања сегмената са истим именом у објектни фајл.

Могуће је специфицирати public, stack, common, memory или at.

Мemory је синоним за public и постоји ради компатибилности па увек треба користити public.

Декларација сегмената Public и stack у основи раде исту

ствар: врше конкатенацију сегмената са истим именом у један непрекидни сегмент.

Разлика је у начину иницијализације сегментног регистра магацина и регистара показивача магацина.

У принципу, сваки програм треба да има један сегмент типа stack док остали треба да буду public.

Декларација сегмената Уколико се не специфицира combine

тип преводилац неће вршити конкатенацију сегмената и тада је ефекат исти као да смо употребили тип private.

Примера ради, следеће две секвенце имају исти ефекат.

Декларација сегменатаCSEG segment public

mov ax,0mov VAR1,ax

CSEG endsDSEG segment publicI word ?DSEG endsCSEG segment public

mov bx,axret

CSEG endsDSEG segment publicJ word ?DSEG ends

end

Декларација сегменатаCSEG segment public

mov ax,0mov VAR1,axmov bx,axret

CSEG endsDSEG segment publicI word ?J word ?DSEG ends

end

Декларација сегмената Тип class специфицира редослед

сегемената који немају исто име. Могуће вредности су:

‘CODE’ (за сегменте који садрже програмски код),

‘DATA’ (за сегменте који садрже податке) и ‘STACK’ (за сегменте који садрже магацин).

Декларација сегмената У општем случају, сегмент података

представља сегмент података само ако регистар DS указује на њега.

Како асемблер зна који сегмент зашта служи, нарочито ако знамо да се садржај сегментних регистара може мењати динамички?

Директива assume пружа ове информације асемблеру.

Декларација сегменатаassume {CS:seg}{DS:seg}{ES:seg}{SS:seg}

Бар један операнд мора да буде специфициран.

seg је име сегмента или резервисана реч nothing.

Ако има више операнада они се одвајају зарезима.assume DS:DSEGassume CS:CSEG,DS:DSEG,ES:DSEG,SS:SSEGassume CS:CSEG,DS:NOTHING

Декларација сегмената Ова директива не модификује садржај

сегментних регистара, већ само казује асемблеру да претпостави да сегментни регистри указују на одређене сегменте.

Декларација сегменатаDSEG1 segment para public ‘DATA’var1 word ?DSEG1 endsDSEG2 segment para public ‘DATA’var2 word ?DSEG2 endsCSEG segment para public ‘CODE’

assume CS:CSEG,DS:DSEG1,ES:DSEG2mov ax,seg DSEG1mov ds,axmov ax,seg DSEG2mov es,axmov var1,0mov var2,0…assume DS:DSEG2mov ax,seg DSEG2mov ds,axmov var2,0…

CSEG endsend

Архитектура и програмирање микропроцесора intel 8086 ( 3 )

Documents