Estructura de Computadores: Tema 1. Introducción. Índice. Arquitectura del i8086

Transcripción

1 Estructura de Computadores: Tema 1 El procesador Introducción Estudiaremos la arquitectura del procesador i8086 (CPU, registros,...), su gestion de la memoria y su conjunto de instrucciones. Programaremos en lenguaje ensamblador Todo esto lo enlazaremos con los conocimientos previos de Tecnología de Computadores Índice Arquitectura del i8086 Registros del i8086 Manejo de bytes Gestion de Memoria Esquema de almacenamiento dónde está el PC? Ensamblador del i8086 Mapa de memoria de un programa Arquitectura del i8086 Máquina de programa almacenado. Ciclo de instrucción Busqueda Decodificación Ejecución B.I.U.: Unidad de Intefaz con el Bus. Direcciona la memoria. Busca las instrucciones y las guarda en una cola. E.U.: Unidad de Ejecución. Decodifica y ejecuta la instrucción.

2 Los registros del i8086 Dispone de 14 registros de 16 bits. 4 generales: AX, BX, CX y DX. 4 de segmento: CS, SS, DS, ES. 3 punteros: SP, BP, IP. 2 de índice: SI, DI. 1 de Flags. Se usan 9 de los 16 bits. 6 bits de estado: CF, OF, ZF, PF, SF, AF. 3 bits de control: DF, IF, TF. Manejo de bytes Se pueden realizar transferencias y operaciones sobre datos de 1 byte. Los registros AX, BX, CX y DX se pueden direccionar como dos registros de 8 bits cada uno. Estos registros se llaman: AH, AL; BH, BL; CH, CL; y DH, DL. H (High): byte más significativo L (Low): byte menos significativo. Gestion de la Memoria (BIU) Direcciona la memoria a nivel de byte. Utiliza 20 bits de direcciones (1 Mbyte). Los registros son de 16 bits!!! La BIU se encarga de generar las direcciones Dirección lógica segmento:desplazamiento Dirección física segmento*10h+desplazamiento El segmento lo indica un registro de segmento. Esquema de Almacenamiento Utiliza el convenio Little-Endian: el byte menos significativo ocupa la posición más baja. Otras máquinas utilizan el convenio opuesto (Big-Endian). El número 11FFh en la posición 14h de memoria se almacena: FFh (1 byte) en la posición 14h y 11h en la posición 15h.

3 dónde está el PC? NO existe un registro PC (Program Counter). La siguiente instrucción a ejecutar está en una posición de la memoria de 1Mb, luego necesitamos 20 bits para direccionar. Como hemos visto, los registros son de 16 bits, así que necesitamos saber el segmento y el desplazamiento (dirección lógica) para calcular la dirección física. Registro de segmento: CS (Code Segment) Desplazamiento: IP (Instruction Pointer) La siguiente instrucción está en CS:IP Los registros CS e IP se encuentran en la BIU El ensamblador Segmentos: datos, pila y código. Objetos: constantes, variables y etiquetas. Instrucciones: transferencia de datos, transferencias de control, aritméticas, manejo de bits, manejo de cadenas, de control (flags) e interrupciones. Directivas: asignación, segmento, procedimiento, operando y macros. Objetos Constantes: valores numéricos. Variables: nombre que apunta a una dirección de memoria donde se almacena un valor. Etiqueta: nombre simbólico que acompaña a una instrucción, apunta a esa dirección. ETIQ1: MOV AX, A1

4 Instrucciones Transferencia de datos: IN, LEA, MOV, OUT, POP, PUSH,... Aritméticas: ADD,DEC,DIV,INC,MUL,SUB,... Manejo de bits: AND, NOT, OR, ROL, ROR, SHL, SHR,... Transferecia de control: CALL, JMP, LOOP, RET, J(cond), JN(cond). Manejo de cadenas: MOVS,... Interrupcion: INT, IRET. De control: CLC, CLD, CLI,... ETIQ1: MOV AX, A1 Directivas Asignación: EQU,=,DB,DW,DD,DQ,DT. Segmento: ASSUME, SEGMENT, ENDS, STACK (modificador). Procdimiento: PROC, ENDP. Fin de programa: END. Operando: +,-,*, /, AND, OR, NOT, SEG, OFFSET, PTR. Macros: MACRO, ENDM. ETIQ1: MOV AX, A1

5 Mapa de memoria Posiciones de los segmentos de un programa en la memoria Siempre empiezan en una posición múltiplo de 10h. Valor de los registros de segmento Hay que inicializar DS y ES. El PSP (Program Segment Prefix) Fuentes de información adicionales Bibliografía recomendada en el programa de la asignatura (en biblioteca). Guión de la práctica 1 (en reprografía). Guías Norton, HelpPC (en los ordenadores del laboratorio)