Arquitectura de Computadoras · Arquitectura 8086 Instituto de Computación Facultad de Ingeniería Universidad de la República 2020 Arquitectura de Computadoras. Arquitectura 8086

Repaso:

Arquitectura 8086

Instituto de Computación

Facultad de Ingeniería

Universidad de la República

2020

Arquitectura de Computadoras

Arquitectura 8086

Características:

– Procesador de 16 bits.

• 8088 con bus de memoria de 8 bits.

– Memoria segmentada.

– 12 registros visibles, con personalidad.

– Little Endian.

– Diseño CISC, incluyendo instrucciones de multiplicación y

división enteras.

– Stack por Hardware.

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Características:

– Formato de instrucción de dos operandos.

• Uno es origen y destino.

– 12 Registros visibles: CS, DS, SS, ES, AX, BX, CX, DX, SI,

DI, SP y BP.

– Registros parcialmente visibles: IP, FLAGS.

– Los registros son personalizados, es decir no se pueden

intercambiar libremente en su utilización.

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Registros:

– CS, DS, SS, ES: Registros de segmento. Code, Data, Stack

y Extra Segment.

– AX, BX, CX, DX: Registros de uso general. Acumulator,

Base, Counter y Data.

– Variantes de 8 bits, por ejemplo AX -> AH, AL.

– SP y BP: Registros Stack y Base Pointer. Implementación

de stack.

– SI y DI: Registros Source y Destination Index.

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Registro FLAGS:

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Memoria Segmentada:

– Con direcciones de 16 bits, se pueden direccionar

únicamente 64 KB.

– Para direccionar 1 MB recurren a un direccionamiento

basado en segmentos de memoria de 64 KB.

– Se disponen 4 registros de segmento (CS, DS, SS y ES)

que se utilizan exclusivamente para el acceso a memoria.

– Dirección Final [20] = Registro de segmento * 24 +

Desplazamiento (Dirección Indicada)

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Memoria Segmentada:

Arquitectura 8086

Modos de Direccionamiento:

– Inmediato

– Directo (a Registro / a Memoria)

– Indirecto (por Registro)

– Indizado (combinación de Indirecto y Directo a Memoria)

– Hay restricciones para los modos indirecto e indizado

{BX | BP} [+ {SI | DI}] [+ desplazamiento]

{SI | DI} [+ desplazamiento] | desplazamiento

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Ejemplos de Modos de Direccionamiento:

– MOV AX, 1234

– ADD BX, [1234]

– ADD CX, [0x1234]

– CMP DL, [BX]

– SUB DI, [BP]

– SUB DI, [BP + DI]

– SUB DI, [BP + DI + 0x1234]

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Segmentos por defecto:

– MOV ES:[BX], AX

– MOV DX, SS:[DI]

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Soporte de Stack por hardware:

– Registros SS, SP y BP

– Instrucciones PUSH y POP

– Estructura de 16 bits (no maneja bytes)

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Soporte de Stack por hardware:

Arquitectura 8086

Set de Instrucciones:

– Aritméticas (ADD, SUB, INC, MUL, DIV)

– Lógicas (AND, OR, XOR)

– Control (JMP, Jxx)

– Transferencia de datos (MOV, IN, OUT, PUSH, POP)

– Control de funcionamiento (STI, CLI)

– Largo variable

– Dos operandos, de los cuales solo uno puede ser memoria

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Lenguaje Ensamblador:

– Es una forma sencilla de escribir programas en lenguaje de

máquina (usando las instrucciones de la CPU)

– Consta de los siguientes elementos:

• Comentarios

• Constantes

• Instrucciones

• Etiquetas

• Directivas

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– Comentario es cualquier texto luego de ; y hasta el final de

la línea.

– Constantes

• Numéricas

– 001101b (Binario)

– 664o (Octal)

– FE53h o 0xFE53 (Hexadecimal)

– 120 (Decimal positivo)

– -120 (Decimal negativo)

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– Constantes

• Texto

– ‘c’ (Carácter)

– “Hola mundo!” (String)

– Instrucciones

• ADD op1, op2

• INC op1

• PUSH op1

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– Etiquetas

• Formadas por letras y números

• Referencia la posición de la instrucción o estructura de memoria

que esté definida a continuación

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– Directivas

• Utilizadas para indicar datos constantes y datos iniciales

• EQU

• DB, DW, DDW (con el operador DUP)

• PROC y ENDP

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– Programando el control del flujo del programa

• Se utilizan los saltos, tanto incondicionales como condicionados a

valores de las banderas de condición (C, O, S, Z)

• Existe un set de saltos condicionales “con signo” o “sin signo”

• El ensamblador no es un lenguaje estructurado (en realidad no es

un lenguaje estrictamente hablando)

• Las sentencias de control de flujo de los lenguajes de alto nivel

deben traducirse utilizando saltos

• La instrucción CMP es muy útil en estos casos

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– If-then

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– If-then-else

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– While

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– Anidadas

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– Estructuras de memoria

• Por definición, una variable es un espacio en memoria con un

nombre asignado.

• En ensamblador esto se mapea a posiciones de memoria

identificadas con una etiqueta.

• El ensamblador usa un modelo de memoria estático.

• No existen funciones como “new” o “delete”

• Las variables también pueden almacenarse en registros

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• Arreglos

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• Structs

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• Structs

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– Invocación de funciones

• Pasaje de parámetros por registros o por stack

• Mismas alternativas para el resultado

• El llamado utiliza el stack para guardar el punto al cual retornar al

finalizar la función

• Instrucciones CALL y RET

• Atributos NEAR y FAR

• El stack se utiliza para salvar el contexto (valor de registros)

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– Preservación de Contexto (salvar registros)

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– Pasaje de Argumentos y Resultados por stack

• Para acceder a los argumentos se puede hacer POP en el código

de la función, recordando que el primer POP trae del stack la

dirección de retorno.

• Una alternativa es utilizar BP para direccionar dentro del stack:

PUSH BP ; salvo valor actual de BP

MOV BP, SP ; BP apunta al tope del stack

; [BP] -> valor salvado de BP

; [BP + 2] -> dirección de retorno

; [BP + 4] -> argumento

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– Ajuste de stack para el (los) resultado(s)

• Cuando la cantidad de palabras de resultado no coincide con la de

los argumentos, no alcanza con escribir los resultados en los

lugares ocupados por los argumentos y es necesario ajustar el

stack.

• Para el caso en que haya menos resultados es necesario reducir el

stack y para el caso contrario hay que agrandarlo.

• En ambas situaciones es necesario mover la dirección de retorno,

para que ocupe el lugar correcto.

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– Ejemplo de 2 argumentos y 1 resultado:

PUSH BP

MOV BP, SP

MOV BX, [BP + 4] ; argumento 2

MOV AX, [BP + 6] ; argumento 1

--------- ; código de procesamiento

MOV AX, [BP + 2] ; AX <- dirección de retorno

MOV [BP + 4], AX ; acomodo dirección de retorno

MOV [BP + 6], resultado

POP BP

ADD SP, 2 ; “achico” el stack

RET

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– Ejemplo de 1 argumento y 2 resultados:

SUB SP, 2 ; “agrando” el stack

PUSH BP

MOV BP, SP

MOV AX, [BP + 4] ; AX <- dirección de retorno

MOV [BP + 2], AX ; acomodo dirección de retorno

MOV AX, [BP + 6] ; argumento 1

--------- ; código de procesamiento

MOV [BP + 6], resultado2

MOV [BP + 4], resultado1

POP BP

RET

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– Rutinas Recursivas 1

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• En este caso solo se guarda la dirección de retorno en el stack

Paso base: consumo(0) = 2

Paso recursivo: consumo(n) = 2 + consumo(n - 1)

Total: consumo(n) = 2 * n + 2

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