Asebmblersko programiranje i procesor i8086

Kratak opis karakteristika procesora
Dizajn trajao od 1976. do 1978. godine, kada je lansiran
16 bitova
frekvencija od 5 do 10 MHz
29000 tranzistora
Širina memorijske magistrale 20 bitova

Arhitektura procesora i8086
BIU - bus interface unit
EU - execution unit
Arhitektura procesora podeljena je na dva dela. Uloga BIU dela jeste da ubrza rad sistema procesom pajplajninga (dok jedinica izvršavanja izvršava instrukciju, BIU donosi sledeću instrukciju.

Arhitektura procesora i8086 - registri opšte namene
AX - accumulator register (AH / AL).
BX - base address register (BH / BL).
CX - count register (CH / CL).
DX - data register (DH / DL).

Arhitektura procesora i8086 - ofset registri
SI - source index register. DI - destination index register.
BP - base pointer.
SP - stack pointer.

Arhitektura procesora i8086 - segmentni registri
CS - pokazuje na segment koji sadrži kod programa (code segment)
DS - pokazuje na segment gde su promenljive definisane (data segment)
ES - segment opšte namene, za proizvoljno korišćenje, (extra segment)
SS - pokazuje na stek segment (stack segment)

Arhitektura i8086
Instruction System Byte Queue (Prefetch Queue) jeste bafer za nadolazeće instrukcije koje BIU donosi. Ona je veličine 6 bajtova (ne 6 instrukcija, instrukcije mogu biti različiti veličine)
Procesor čeka da se isprazne 2 bajta iz ovog reda pre nego što donese nove (procesor je 16-obitni)
Red se invalidira ukoliko dođe do skoka

Segmenti u memoriji i njihovi registri

Segmenti u memoriji i njihovi registri
Efektivna edresa se dobija po formuli
EA = Segmentni registar * 10h + ofset registar
Za segment podataka (data segment), možemo koristiti registre BX, SI i DI. Za stek segment, možemo koristiti registre BP i SP. Napomena, BL i BH registri ne mogu se koristiti za formiranje fizičke adrese. IP registar je uvek updaren sa CS segmentom.

Segmenti u memoriji i njihovi registri
Generalno, u asembleru možemo da pristupamo različitim lokacijama u memoriji. Realnu fizičku adresu kojoj pristupamo računa sam procesor, a mi dajemo ofset
[BX + SI + 5h] --> DS * 10h + BX + SI + 5h
[DI + 16h] --> DS * 10h + DI + 16h
....

Segmenti u memoriji i njihovi registri
Registri koji se nalaze u istoj koloni ne mogu se koristiti da bi se formirao ofset.
Možemo birati registar iz svake kolone, a možemo i da poreskočimo kolonu.

Varijable
Kompajler emu8086 podržava 2 tipa promenljivih, osmobitne i šesnaestobitne promenljive.
ime DB vrednost ;za osmobitnu
ime DW vrednost ;za šesnaestobitnu
DB - define byte
DW - define word

Varijable
Promenljivoj se ne mora dati ime. U tom slučaju, ona će dobiti adresu, i to je jedini način na koji može da joj se pristupi. Vrednost promeljive može biti zapisana u proizvoljnom sistemu, ili može biti ? ukoliko nije inicijalizovana.

Nizovi
Nizovi se mogu posmatrati kao ulančane varijable. Asembler emu8086 dozvoljava prilikom definicije varijabli da, pored brojeva, koristimo i slova (koja se treturaju kao njihove ASCII vrednosti)
a DB 48h, 65h, 6Ch, 6Ch, 6Fh, 00h
b DB ‘Hello’, 0
Gore su definisana dva ista niza (asemblerautomatski pretrava string u navodnicima u skup bajtova)

Nizovi
Elementima niza može se pristupati na standardan način, preko uglastih zagrada
a[5]
Pored toga, moguće je koristiti i registre BX, SI, DI i BP da pristupimo elementima
MOV SI, 5
a[SI]

Nizovi
Ukoliko je potrebno da napravimo kolekciju elemenata koji se ponavljaju, koristimo operator DUP
ime DB broj_ponavljanja DUP(šta_se_ponavlja)
Primer c DB 5 DUP(1) daje isti rezultat kao c DB 1, 1, 1,1,1
Primer d DB 2 DUP(1,2) daje isti rezultat kao d DB 1,2,1,2

Dobijanje adrese varijable
Kako bismo dobili adresu neke promenljive, koristimo instrukcije LEA (load effective address) ili OFFSET.
Primer: LEA AX, varijabla

Prekidi
Prekide možemo posmatrati kao određene procedure koje se izvršavaju u nekom trenutku. Možemo govoriti o hardverskim i o softverskim prekidima.
Hardverski prekidi nastaju nada neki hardverski uređaj pošalje signal procesoru da obradi neki rezultat
Softverski prekidi definisani su u kodu, i njihova uloga je da pozovu specijalne procedure.

Prekidi
Softverski prekidi se u emu8086 emulatoru pozivaju preko komande INT
INT vrednost ;vrednost je neki jednobajtni broj
Na ovaj način moguće je definisati, na prvi pogled, 256 prekida. Međutim, svaki prekid može imati podfunkcije. Ove podfunkcije biraju se podešavanjem registra AH.

Instrukcija MOV
Kopira vrednosti iz drugog parametra u prvi

Instrukcija MOV
Ukoliko želimo da koristimo MOV instrukciju da upisujemo nešto u segmentne registre, možemo, ali su pravila nešto drugačija.

Aritmetičke i logičke funkcije
Većina aritmetičkih operacija, pored svog očiglednog posla, takođe postavljau određene vrednosti u procesorski status registar (flag registar)

Aritmetičke i logičke funkcije
Carry Flag (CF) - postavljen na 1 kada postoji neoznačeno prekoračenje
Zero Flag (ZF) - postaljen na 1 kada je rezultat operacije 0
Sign Flag (SF) -postavlje na 1 kada je rezultat negativan
Overflow Flag (OF) - postavljen na 1 kada postoji označeno prekoračenje

Aritmetičke i logičke funkcije
Parity Flag (PF) - postavljen na 1 kada postoji paran broj bitova jedinice u rezultatu (postamtraju se samo najnižih 8 bitova)
Auxiliary Flag (AF) - postavljen na 1 ukoliko postoji neoznačeno prekoračenje na najnižoj nibli
Interrupt enable Flag (IF) - postavljen na 1 ukoliko CPU reaguje na prekide od eksternih uređaja
Direction Flag (DF) - za procesuiranje lanaca podataka, 0 ili jedan definišu smer u kojem se procesuiranje izvršava

Prva grupa funkcija

Druga grupa funkcija
Jedino operacije MUL i IMUL postavljaju flegove, i to CF i OF. Ovi flegovi su postavljeni na 1 ukoliko
je rezultat veći od veličine registra, odosno 0 u suprotnom slučaju. Sve operacije podrazumevaju da se
množenik nalazi u registru AX (AL ukoliko je brojilac jednobajtan)

Treća grupa funkcija
ne utiče ni na koji fleg

Kontrola toka
Flegovi imaju ulogu u kontroli toka. U zavisnosti od vrednosti flegova, funkcije za skakanje mogu da se izvrše ili ne. Osnovna instrukcija za skok je JMP instrukcija. Kada procesor naiđe na nju, on odmah prelazi na adresu na koju JMP pokazuje.

Kontrola toka

Procedure
Procedure su deo koda koji se može pozvati u okviru programa. Procedure čine da se program može lakše čitati i da je bolje struktuiran. Sintaksa za definisanje neke procedue je:
ime PROC
;kod
;kod
RET
ime ENDP

Procedure
Kako bi se procedura pozvala, koristi se ključna reč CALL.

Stek
Uloga steka jeste u čuvanju privremenih podataka, kada treba da im se pristupa po principu LIFO. Implicntno, stek se koristi kada se pozivaju instrukcije CALL i INT, kako bi se na njega postavila adresa povratka.
Povratak na tu adresu izvršava se instrukcijama RET (u slučaju CALL instrukcije), ondnosno IRET (u slučaju softverskog prekida)

Stek
Steku takođe možemo da pristupimo i manuelno, koristeći instrukcije PUSH i POP.