Tema 5. Formato de instrucciones. Directivas, instrucciones de cadena y programas de varios módulos

Transcripción

1 Tema 5. Formato de instrucciones. Directivas, instrucciones de cadena y programas de varios módulos Laboratorio de Estructura y Organización de Computadores Grados en Ingeniería Informática e Ingeniería de Computadores Curso Índice Formato de instrucciones. Ejemplos. Instrucciones para operar con cadenas Directivas o pseudoinstrucciones Programas medios en ensamblador Ensamblado de varios módulos 2 / 33 1

2 Formato de instrucciones i80x86/8088 (I) Cuenta con múltiples formatos cuyo código máquina va desde un byte hasta seis bytes Formato de las instrucciones registro-registro y registro-memoria: Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 Código DW Mod Reg R/M Desplazamiento o dato inmediato Especifica un operando como registro Código de operación Especifica el otro operando como registro o memoria Determina el tamaño de los operandos 0 para media palabra, 1 para palabra Determina el operando fuente y destino 0 operando reg origen, 1 operando reg destino Estructura de Computadores I. T. I. de Gestión / Sistemas 3 / 33 Formato de instrucciones i80x86/8088 (II) El primer byte contiene: Código de operación El bit de dirección de registro (D): Si D = 1 tengo que REG = operando destino Si D = 0 tengo que REG = operando fuente El bit de tamaño del dato (W): especifica si la operación será realizada sobre datos de media palabra o de una palabra: Si W = 0 los datos son de 8 bits (ó 16 bits) Si W = 1 los datos son de 16 bits (ó 32 bits) Estructura de Computadores I. T. I. de Gestión / Sistemas 4 / 33 2

3 Formato de instrucciones i80x86/8088 (III) El segundo byte contiene los operandos (uno de ellos es un registro): REG se usa para identificar un registro MOD indica el modo de direccionamiento MOD Función: Modo memoria sin desplazamiento Modo memoria con desplazamiento de media palabra Modo memoria con desplazamiento de una palabra Modo registro REG W=0 W=1 000 AL AX 001 CL CX 010 DL DX 011 BL BX 100 AH SP 101 CH BP 110 DH SI 111 BH DI Estructura de Computadores I. T. I. de Gestión / Sistemas 5 / 33 Formato de instrucciones i80x86/8088 (y IV) El segundo byte contiene los operandos (continuación): R/M se usa para identificar un registro o una posición de memoria y depende del valor del campo MOD D8 es un desplazamiento de tamaño media palabra (8 ó 16 bits) y D16 es un desplazamiento de tamaño palabra (16 bits ó 32 bits) MOD = 11 CALCULO DE LA DIRECCION EFECTIVA R/M W=0 W=1 R/M MOD = 00 MOD = 01 MOD = AL CL DL BL AH CH DH BH AX CX DX BX SP BP SI DI [BX]+[SI] [BX]+[DI] [BP]+[SI] [BP]+[DI] [SI] [DI] direccion directa [BX] [BX]+[SI]+D8 [BX]+[DI]+D8 [BP]+[SI]+D8 [BP]+[DI]+D8 [SI]+D8 [DI]+D8 [BP]+D8 [BX]+D8 [BX]+[SI]+D16 [BX]+[DI]+D16 [BP]+[SI]+D16 [BP]+[DI]+D16 [SI]+D16 [DI]+D16 [BP]+D16 [BX]+D16 Estructura de Computadores I. T. I. de Gestión / Sistemas 6 / 33 3

4 Instrucciones de manejo de cadenas (I) Nombre: MOVS / MOVSB / MOVSW (MOV BYTE / WORD STRING) Formato: MOVS destino, fuente MOVSB / MOSW Descripción: Transfiere el byte o la palabra apuntada por DS:SI al byte o palabra apuntada por ES:DI. Después de la transferencia, SI y DI se incrementan o decrementan, según el valor del indicador DF (DF=0 incremento; DF=1 decremento), el número de bytes transferidos. Para la repetición puede ir precedida por REP. Operandos: destino, fuente se emplean como referencia, pues por defecto MOVS emplea ES:DI como destino y DS:SI como fuente. Ejemplos: movsb movs tabla1, tabla2 7 / 33 Instrucciones de manejo de cadenas (II) Nombre: LODS / LODSB / LODSW (Load BYTE / WORD to AL / AX) Formato: LODS fuente LODSB/LODSW Descripción: carga de un byte o de una palabra de una cadena. Transfiere un byte o una palabra de una cadena apuntada por DS:SI al acumulador AL o AX. Después incrementa o disminuye SI, según el estado del indicador DF, en 1 (byte) o en 2 (palabra). Operandos: fuente se emplean como referencia, pues por defecto LODS emplea DS:SI como fuente. Ejemplos: lods cadena lodsb 8 / 33 4

5 Instrucciones de manejo de cadenas (III) Nombre: STOS / STOSB / STOSW (Store BYTE / WORD from AL / AX) Formato: STOS destino STOSB/STOSW Descripción: almacenamiento de un byte o de una palabra en una cadena. Transfiere un byte (AL) o una palabra (AX) a una cadena apuntada por ES:DI. Después de la ejecución se incrementa o disminuye DI, según el estado del indicador DF, en 1 (byte) o en 2 (palabra). Para la repetición puede ir precedida por REP. Operandos: destino se emplean como referencia, pues por defecto STOS emplea ES:DI como destino. Ejemplos: stos cadena stosw 9 / 33 Instrucciones de manejo de cadenas (IV) Nombre: CMPS / CMPSB / CMPSW (Compare BYTE / WORD) Formato: CMPS destino, fuente CMPSB/CMPSW Descripción: Comparación de bytes o palabras de cadenas. Actúan como CMP pero con cadenas apuntadas por DS:SI para la fuente y ES:DI para el destino (atención fuente-destino). Después de la comparación, SI y DI son incrementados (DF=0) o decrementados (DF=1). Puede ir precedida por REP. Operandos: destino, fuente se emplean como referencia, pues por defecto CMPS emplea ES:DI como destino y DS:SI como fuente. Ejemplos: cmps cadena1, cadena2 cmpsb cmpsw 10 / 33 5

6 Instrucciones de manejo de cadenas (V) Nombre: SCAS / SCASB / SCASW (Scan BYTE / WORD) Formato: SCAS destino SCASB/SCASW Descripción: análisis de un byte o de una palabra de una cadena. Ejecuta la substracción AL-destino para un byte, o AX-destino para una palabra. No almacena el resultado, pero posiciona los flags. Esto permite comparar los bytes o palabras sucesivas de una cadena. Puede ir precedida de REP para la repetición. ES:DI apunta a la cadena destino. Operandos: destino se emplean como referencia, pues por defecto SCAS emplea ES:DI como destino. Ejemplos: scas cadena sacsb 11 / 33 Instrucciones de manejo de cadenas (y VI) Nombre: REP / REPZ / REPE / REPNZ / REPNE (Repeat) Formato: REP / REPZ / REPE / REPNZ / REPNE instrucción de cadena Descripción: Prefijo que impone la repetición de una instrucción de cadena mientras que el contenido del contador CX, disminuido en cada pasada, no llegue a cero o el flag de cero cambie de estado. Esta repetición puede ser incondicional (REP) o condicional (REPZ / REPE hasta ZF=1 o REPNZ / REPNE hasta ZF=0). Operandos: no tiene Restricciones: solo aplicable a instrucciones de cadena REP se usa con MOVS y STOS; REPE, REPZ, REPNE y REPNZ se usan con CMPS y SCAS Ejemplo: rep movsb ; rep como prefijo 12 / 33 6

7 Las directivas (I) También llamadas pseudo-instrucciones o pseudo-operaciones No son como las sentencias ejecutables de los lenguajes de alto nivel, sino que sirven para reservar espacio de almacenamiento, asignar nombres a constantes, formar estructuras de datos, etc. No son órdenes destinadas al microprocesador, sino al programa ensamblador. Se pueden dividir en cuatro grupos funcionales: Directivas de datos Directivas condicionales Directivas de listado Directivas de macros 13 / 33 Las directivas (II) Directivas de datos (I) Definir símbolos (I) Nombre: EQU (EQUIVALENT) Formato: nombre EQU expresión Descripción: asigna un nombre simbólico al valor de una expresión. El nombre no puede redefinirse a lo largo del programa. Ejemplo: columnas EQU / 33 7

8 Las directivas (III) Directivas de datos (II) Definir símbolos (y II) Nombre: = Formato: nombre = expresión Descripción: asigna un nombre simbólico al valor de una expresión. El nombre puede redefinirse a lo largo del módulo fuente. Útil en macros. Ejemplos: valor = 10 valor = valor / 33 Las directivas (IV) Directivas de datos (III) Definir datos (I) Nombre: DB (DEFINE BYTE) Formato: [nombre_variable] DB expresión Descripción: reserva memoria para una variable de tipo byte (8 bits) y los posteriores. nombre_variable es opcional y es el nombre asignado al primer byte. Operandos: expresión es el valor inicial de la variable y puede ser: Una constante positiva o negativa o expresión de ellas (-128 expresión 127 con signo). Un signo? que indica indefinición de valor. Una cadena de caracteres delimitada por comillas simples o dobles. n1 DUP (n2) que indica repetición n1 veces de la expresión n2. Ejemplos: valores DB 30, -15, 20 - Datos DB 10 DUP(0) DB 12*3 - cadena DB Hola mundo 16 / 33 8

9 Las directivas (V) Directivas de datos (IV) Definir datos (II) Nombre: DD (DEFINE DOUBLE) Formato: [nombre_variable] DD expresión Descripción: reserva memoria para una variable de tipo doble palabra (32 bits) y los posteriores. nombre_variable es opcional y es el nombre asignado a la primera doble palabra. Operandos: expresión es el valor inicial de la variable y puede ser: Una constante positiva o negativa o expresión de ellas. Un signo? que indica indefinición de valor. Una dirección completa de memoria (segmento y desplazamiento). n1 DUP (n2) que indica repetición n1 veces de la expresión n2. Ejemplos: valores DD 300, -150, 2000 DD 120*3 Direc DD tabla ; donde tabla equivale a su dirección ;completa (segmento:desplazamiento) 17 / 33 Las directivas (VI) Directivas de datos (V) Definir datos (III) Nombre: DQ (DEFINE QUADWORD) Formato: [nombre_variable] DQ expresión Descripción: reserva memoria para una variable de tipo cuádruple palabra (64 bits) y los posteriores. nombre_variable es opcional y es el nombre asignado a la primera cuádruple palabra. Operandos: expresión es el valor inicial de la variable y puede ser: Una constante positiva o negativa o expresión de ellas. Un signo? que indica indefinición de valor. n1 DUP (n2) que indica repetición n1 veces de la expresión n2. Ejemplos: valores DQ 300, -150, 2000 DQ 120*3 datos DQ 4 DUP (0) ; Equivale a DQ 0, 0, 0, 0 18 / 33 9

10 Las directivas (VII) Directivas de datos (VI) Definir datos (IV) Nombre: DT (DEFINE TENBYTE) Formato: [nombre_variable] DT expresión Descripción: reserva diez bytes de memoria para almacenar dígitos decimales empaquetados (dos dígitos por byte). El primer byte se reserva para el signo y los otros 9 para almacenar 18 dígitos decimales. El signo se almacena como 00h (si positivo) o 80h (si negativo). nombre_variable es opcional y es el nombre asignado al primer byte. Operandos: expresión es el valor inicial de la variable y puede ser: Una constante positiva o negativa o expresión de ellas. Un signo? que indica indefinición de valor. n1 DUP (n2) que indica repetición n1 veces de la expresión n2. Ejemplos: valores DT negat DT / 33 Las directivas (VIII) Directivas de datos (VII) Definir datos (y V) Nombre: DW (DEFINE WORD) Formato: [nombre_variable] DW expresión Descripción: reserva memoria para una variable de tipo palabra (16 bits) inicializando o no esa palabra y las posteriores. nombre_variable es opcional y es el nombre asignado a la primera palabra. Operandos: expresión es el valor inicial de la variable y puede ser: Una constante positiva o negativa o expresión de ellas. Un signo? que indica indefinición de valor. El desplazamiento de una variable n1 DUP (n2) que indica repetición n1 veces de la expresión n2. Ejemplos: valores DW 300, -150, 2000 DW 120*3 20 / 33 10

11 Las directivas (IX) Directivas de datos (VIII). Referencias externas (I) Nombre: PUBLIC Formato: PUBLIC símbolo Descripción: permite que los símbolos especificados sean accesibles por otros módulos durante un enlazado conjunto (LINK). El módulo que quiere invocar al símbolo debe contener la sentencia EXTRN. Ejemplo: PUBLIC dato dato DB 23h 21 / 33 Las directivas (X) Directivas de datos (IX). Referencias externas (y II) Nombre: EXTRN Formato: EXTRN símbolo: tipo Descripción: identifica a los símbolos que fueron definidos (y declarados PUBLIC) en otro módulo. Ejemplo: EXTRN dato:byte 22 / 33 11

12 Las directivas (XI) Directivas de datos (X). Definir segmentos (I) Nombre: SEGMENT Formato: nombre SEGMENT [alineamiento] [combinación ] Descripción: indica el comienzo del segmento nombre. El final del segmento se indica mediante la directiva ENDS. El nombre de ambas directivas debe ser el mismo. Alineamiento (opcional): BYTE WORD PARA PAGE Ejemplo: datos SEGMENT datos ENDS Combinación (opcional): PUBLIC COMMON AT STACK MEMORY 23 / 33 Las directivas (XII) Directivas de datos (XI). Definir segmentos (II) Nombre: ENDS (END SEGMENT) Formato: nombre_segmento ENDS Descripción: indica el final del segmento nombre_segmento o bien indica el final de la estructura nombre_estructura. Operandos: nombre_segmento es obligatorio 24 / 33 12

13 Las directivas (XIII) Directivas de datos (XII). Definir segmentos (y III) Nombre: ASSUME Formato: ASSUME registro_segmento:nombre_segmento Descripción: indica al ensamblador el registro de segmento que va a utilizar para direccionar cada segmento dentro del módulo. Operandos: registro_segmento : DS, CS, SS o ES nombre_segmento : generalmente el nombre asignado mediante la directiva SEGMENT. Ejemplo: ASSUME CS:codigo ASSUME ES:@DATA 25 / 33 Las directivas (XIV) Directivas de datos (XIII) Definir procedimientos(i) Nombre: PROC (PROCEDURE) Formato: nombre_procedimiento PROC [atributo] Descripción: indica el comienzo del procedimiento nombre_procedimiento. Los procedimientos deben finalizar con la directiva ENDP Operandos: atributo = NEAR o FAR (si no se pone nada se supone NEAR) Ejemplo: rutina PROC rutina ENDP 26 / 33 13

14 Las directivas (XV) Directivas de datos (XIV) Definir procedimientos(ii) Nombre: ENDP (END PROCEDURE) Formato: nombre_procedimiento ENDP Descripción: indica el final de un procedimiento Operandos: nombre_procedimiento es obligatorio 27 / 33 Las directivas (XVI) Directivas de datos (XV). Definir macros (I) Nombre: MACRO Formato: nombre_macro MACRO lista de parámetros Descripción: especifica el nombre y los parámetros de la macro. Los parámetros se separan por comas. El final de la macro se especifica mediante la directiva ENDM. Ejemplo: sumar MACRO operando1, operando2, resultado cuerpo de la macro ENDM 28 / 33 14

15 Las directivas (XVII) Directivas de datos (XVI). Definir macros (II) Nombre: ENDM (END MACRO) Formato: ENDM Descripción: indica el final de una macro 29 / 33 Las directivas (XVIII) Directivas de datos (XVII). Definir macros (y III) Nombre: LOCAL Formato: LOCAL etiqueta Descripción: indica al ensamblador las etiquetas que debe cambiar cada vez que se expande la macro. Con ello se evita las definiciones múltiples de estas etiquetas. LOCAL sólo puede usarse dentro de la definición de una macro. Ejemplo: retardo MACRO numero LOCAL seguir mov cx, numero seguir: loop seguir ENDM 30 / 33 15

16 Las directivas (XIX) Directivas de datos (XVIII). Definir bloques Nombre: STRUC (STRUCTURE) Formato: nombre_estructura STRUC Descripción: define una plantilla de campos a nivel de bytes. Es una forma de definir nuevos tipos de datos. La definición de una estructura comienza con la directiva STRUC y acaba con ENDS. En la definición de la estructura no se reserva memoria. La forma de acceder a cada campo de la estrutura es: nombre_estructura.campo. Operandos: las directivas estándar de definición de datos son: DB, DW, DD, DQ y DT. Ejemplo: parametros STRUC p1 dw? p2 db? parametros ENDS 31 / 33 Las directivas (XX) Directivas de datos (XIX) Control MASM (I) Nombre: END Formato: END [expresión] Descripción: indica el final del programa fuente. El operando expresión indica la dirección de comienzo del programa fuente. En el caso de varios módulos fuentes que se enlazan juntos para formar un solo programa ejecutable, sólo el módulo principal puede especificar expresión. Ejemplo: END inicio 32 / 33 16

17 Las directivas (XXI) Directivas de datos (y XX). Control MASM (y II) Nombre:.RADIX Formato:.RADIX expresión Descripción: sirve para cambiar la base de numeración por defecto. Por defecto, los números sin sufijo se considera que están en base 10. Expresión está siempre en base 10. Ejemplo:.RADIX 16 ; base 16 (hexadecimal) por defecto 33 / 33 Las directivas (XXII) Directivas condicionales Sirven para que el ensamblador incluya o ignore porciones de programa fuente según una condición en tiempo de ensamblaje. IFxxx [condición]... ELSE... ENDIF Puede incluirse o no la sentencia ELSE Ejemplo: PRUEBA = 0 IF PRUEBA EQ 0... ; Instrucciones que sólo se utilizan en pruebas... ENDIF 34 / 33 17

18 Las directivas (y XXIII) Directivas de listado Indican al ensamblador la información a obtener en el listado de salida y el formato de esa información. Se clasifican a su vez en: De formato del listado: PAGE, TITLE, SUBTTL De listado de macros:.lall: lista macros y expansiones.sall: suprime listado de macros y expansiones Comentarios: COMMENT Mensajes: %OUT: emite un mensaje por pantalla durante el ensamblado 35 / 33 Ensamblado de varios módulos (I) Para enlazar programas formados por varios módulos fuente, se usan las directivas EXTRN y PUBLIC para las etiquetas compartidas Una vez creados los módulos objetos la sintaxis del link será: LINK [opciones] módulos_objeto, [ejecutable]; Todo.exe 36 / 33 18

19 Ensamblado de varios módulos (y II) Programa 1 Programa 1 Extrn texto2: byte (continuación) Extrn leer: far int 21h Public variable call leer Dosseg lea dx, texto2,.model small mov ah, 9.stack 100h int 21h.data Mov dl, variable texto db Pulsa tecla$ Mov ah, 2 variable db? Int 21h.code mov ah,4ch inicio: mov int 21h mov ds, ax End inicio lea dx, texto mov ah, 9 Programa 2 Extrn variable: byte Public texto2 Public Leer Dosseg.model small.stack 100h.data texto2db Has pulsado$.code Leer proc far mov mov ds, ax mov ah, 1 int 21h Programa 2 (continuación) mov variable, al ret Leer endp End Para ensamblar el programa Masm prg1; Masm prg2 Link prg1 prg2, todo 37 / 33 19