INSTRUCCIONES. LA ENERGIA DE LA MAQUINA Fundamentos de Computadores Capítulo segundo

Transcripción

1 INSTRUCCION LA ENERGIA DE LA MAQUINA Fundamentos de Computadores Capítulo segundo Departamento de Automática. Area de Arquitectura y Tecnología de Computadores.

2 INTRODUCCION Computador: se limita a ejecutar las órdenes que recibe. Ordenes = INSTRUCCION Se expresan mediante un conjunto de 1 y 0. Repertorio de Instrucciones: conjunto de órdenes que puede interpretar y ejecutar un computador. Suelen ser sencillas operaciones de tipo aritmético o lógico, realizadas sobre uno o dos operandos para obtener un resultado. 2

3 Características de la instrucciones Una instrucción debe contener la siguiente información para ejecutarse: Tipo de operación a realizar El valor o la posición donde se hallan los operandos El lugar donde se tiene que depositar el resultado Formato de una instrucción: Código de operación: indica a la UC el tipo de operación: (instrucción aritmética, instrucción lógica, instrucción de transferencia, instrucción de salto) Operando 1 y 2: indican dónde se encuentran los operandos Resultado: indica el lugar donde hay que depositar el resultado Modos de direccionamiento: Modo en que se expresa el valor o el lugar donde residen los operandos y el resultado (Ejs. Directo a memoria, por registro, inmediato) 3

4 Modos de direccionamiento en el µp 8086/88 (I) Inmediato µp 8086/88 Ejemplos Directo a registro Directo Relativo a base Mediante índice Mediante índice y base Implícito MOV AX, 15H MOV AX, BX MOV, ETIQUETA MOV BX+ARTÍCULO, AL MOV DL, VECTOR[] MOV AH, [BX][]+ARRAY Algunas instrucciones 4

5 Modos de direccionamiento en el µp 8086/88 (II) Segmentación de memoria (I) El 8088/86 puede direccionar 1MB con 20 líneas de dirección pero sus registros internos tan solo son de 16 bits Solución segmentación de memoria Las direcciones se generan combinando una base y un desplazamiento, cada uno de 16 bits: base x 16 + desplazamiento = base x 10h + desplazamiento Cada base genera una página o segmento de 64 Kb con funciones especificas: Base Registro de segmento CS Función Contiene el código ejecutable Contiene los datos Se reserva para la pila o stack Segmento extra de datos 5

6 Modos de direccionamiento en el µp 8086/88 (III) Segmentación de memoria (II) Banco de registros: Registros de datos: AX (AH, AL) BX (BH, BL) (CH, CL) DX (DH, DL) Punteros: - Puntero de pila - Puntero base de pila - Registro índice - Registro índice IP - Contador de programa Registros de segmentos - Segmento de pila - Segmento de datos CS - Segmento de código - Segmento extra de datos 6

7 Modos de direccionamiento en el µp 8086/88 (IV) Direccionamiento inmediato Ejemplo: MOV AL, 15H INSTRUCCIÓN INSTRUCCIÓN 8088/86 IP 0000 CS 0100 AX BX DX M e m o MOV AL,15h sig. inst. 8088/86 IP 0002 CS 0100 AX 15 BX DX MOV AL,15h sig. inst. r i a Antes de ejecutar la instrucción Después de ejecutar la instrucción 7

8 Modos de direccionamiento en el µp 8086/88 (V) Direccionamiento a registro Ejemplo: MOV AX, BX INSTRUCCIÓN 8088/86 IP 0000 CS 0100 AX BX 7FA6 DX 8B C3 M e m o r i MOV AX,BX 8088/86 sig. inst. IP 0002 CS 0100 AX 7FA6 BX 7FA6 DX 8B C3 INSTRUCCIÓN MOV AX,BX sig. inst. a Antes de ejecutar la instrucción Después de ejecutar la instrucción 8

9 Modos de direccionamiento en el µp 8086/88 (VI) Direccionamiento directo Ejemplo: MOV, ETIQUETA INSTRUCCIÓN 8088/86 IP 0000 CS AX BX DX B 0E ED BE MOV,ETIQUETA 8088/86 ETIQUETA=1234H IP 0004 sig. inst. CS AX BX BEED DX operando fuente M e m o r i a B 0E ED BE INSTRUCCIÓ MOV,ETIQUETA sig. inst. Antes de ejecutar la instrucción Después de ejecutar la instrucción 9

10 Modos de direccionamiento en el µp 8086/88 (VII) Direccionamiento relativo a base Ejemplo: MOV [BX]+ARTÍCULO, AL INSTRUCCIÓN 8086/88 88 ARTICULO=5000H 8086/88 88 IP IP CS AX BX DX FC M e m o r i a sig. inst. CS AX BX DX FC M e m o r i a sig. inst. 0B000 0B001 operando destino 0B000 0B001 FC Antes de ejecutar la instrucción Después de ejecutar la instrucción 10

11 Modos de direccionamiento en el µp 8086/88 (VIII) Direccionamiento mediante índice Ejemplo: MOV DL, VECTOR[] INSTRUCCIÓN IP CS AX BX 8086/88 DX B A A0 M e m o r i a BA000 ED VECTOR=A000H sig. inst. operando fuente IP CS AX BX 8086/88 DX B000 ED A A0 M e m o r i a BA000 ED INSTRUCCIÓN sig. inst. Antes de ejecutar la instrucción Después de ejecutar la instrucción 11

12 Modos de direccionamiento en el µp 8086/88 (IX) Direccionamiento mediante índice y base Ejemplo: MOV AH, [BX] []+ARRAY INSTRUCCIÓN IP CS DX 8088/ AX BX A M e m o r i a ED ARRAY=1234H 8088/86 sig. inst. Operando fuente IP CS AX ED BX 1000 DX A M e m o r i a ED INSTRUCCIÓN sig. inst. Antes de ejecutar la instrucción Después de ejecutar la instrucción 12

13 Formato de instrucciones en el 8086/8088 (I) Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 Código op. Mod Reg R/M D W Desplazamiento o dato inmediato Código de operación Reg Mod R/M W Especifica un operando como registro Especifica el otro operando como registro o memoria Determina el tamaño de los operandos Determina el operando fuente y destino D 13

14 Formato de instrucciones en el 8086/8088 (II) Funciones de los campos del formato general: El primer byte contiene 3 clases de información: Código de operación: los 6 primeros bits contienen el código de la operación a realizar El bit de dirección de registro (D): especifica si el operando dado por el campo de registro operando REG en el segundo byte es el operando fuente o destino: 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 8 o de 16 bits: Si W = 0 los datos son de 8 bits Si W = 1 los datos son de 16 bits 14

15 Formato de instrucciones en el 8086/8088 (III) El segundo byte contiene los operandos (uno de ellos siempre es un registro): El segundo byte contiene 3 campos. El campo de modo (MOD), el campo de registro/memoria (R/M) y el campo de registro operando (REG) El campo de 3 bits REG se usa para identificar un registro según la tabla siguiente: REG W=0 W=1 000 AL AX 001 CL 010 DL DX 011 BL BX 100 AH 101 CH 110 DH 111 BH 15

16 Formato de instrucciones en el 8086/8088 (IV) El campo MOD junto con R/M indican quién es el otro operando Puede ser un registro o una posición de memoria En el segundo caso estos 2 campos especificarán también cómo se direcciona dicha posición de memoria. Obteniéndose la siguiente codificación: MOD Función: Modo memoria sin desplazamiento* Modo memoria con desplazamiento de 8 b Modo memoria con desplazamiento de 16 b Modo registro * excepto cuando R/M es

17 Ejemplos de formatos en el 8086/88 (I) La instrucción MOV BL,AL "mueve el byte contenido en el registro fuente AL al registro destino BL". Usando el formato general para las instrucciones del 8088 escribir el código máquina de la instrucción. El código de operación es Solución: En el primer byte los primeros 6 bits especifican la operación de mover y, por tanto, deben ser: COGO DE OPERACION = El bit D indica si el registro que señala el campo REG del segundo byte es el operando fuente o el destino. En este caso se codificará el registro BL en el campo REG del segundo byte; por tanto, D será igual a 1 El bit W debe indicar una operación de tamaño byte. Por esta razón su valor también será 0 17

18 Ejemplos de formatos en el 8086/88 (II) El resultado será el siguiente: 1 er byte = = 8A 16 En el segundo byte, REG indica el operando es BL. Su código correspondiente es: REG = 011 Como el segundo operando es también un registro tengo que MOD debe valer 11. El campo R/M debe especificar que el registro es AL y su códificación es 000. Esto da: MOD = 11 R/M = 000 Por tanto, el segundo byte completo es: 2º byte = = D8 16 Y el código hexadecimal completo para la instrucción es: MOV BL,AL = 8A D

19 Ejemplos de formatos en el 8086/88 (III) Supongamos que se dispone de las siguientes variables, definidas en el segmento de datos: Cadena DB 0, 0, 0, 0 Dato DW 0 Nota: Cadena empieza en la posición de memoria 0h del y Dato en la posición 4h Se desea saber cuál es el código en lenguaje máquina de las siguientes instrucciones del 8086/88: MOV AL, BL Byte1: C.O.: D: 1 - W: 0 Byte2: MOD:11 - REG:000 - R/M:011 Código en hexadecimal: 8AC3 h Cod.Op. D W Mod Reg R/M

20 Ejemplos de formatos en el 8086/88 (IV) MOV Dato, BX Byte1: C.O.: D: 0 - W: 1 Byte2: MOD:00 - REG:011 - R/M:110 Código en hexadecimal: 891E 0400h Cod.Op. D W Mod Reg R/M Dir.Dato B Dir.Dato A MOV BX, Dato Byte1: C.O.: D: 1 - W: 1 Byte2: MOD:00 - REG:011 - R/M:110 Código en hexadecimal: 8B1E 0400h Cod.Op. D W Mod Reg R/M Dir.Dato B Dir.Dato A

21 Ejemplos de formatos en el 8086/88 (V) MOV CL, Cadena[] Byte1: C.O.: D: 1 -W: 0 Byte2: MOD:10 - REG:001 - R/M:100 Código hexadecimal: 8A8C 0000h Cod.Op. D W Mod Reg R/M D.Cadena B D.Cadena A