Język asemblera

Język asemblera

Copyright, 2001 © Jerzy R. Nawrocki

[e-mail]

http://www.cs.put.poznan.pl/~nawrocki/ic
s/

Wprowadzenie do
informatyki

Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Koncepcja von Neumanna

Koncepcja von Neumanna

Specjalizowane kalkulatory (obliczanie
toru pocisku) a uniwersalne komputery

Jak zrealizować uniwersalność:

• program jako łącznice kablowe
• program jako dane przechowywane w
pamięci (koncepcja von Neumanna)

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Koncepcja von Neumanna

Koncepcja von Neumanna

Dwie fazy:

1.

Ściąganie

rozkazu i jego

dekodowanie

2.

Wykonanie

rozkazu

Specjalny rejestr (

licznik rozkazów

)

pokazuje następny rozkaz do
wykonania.

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

Kod Rozkaz Przykład

1

MovRegCon(

R

, C)

1

1

0

R1

 0

2

IfRegLeCon(

R

, C, I)

2

2

1 20

R2

 1 ..

3

MulRegReg(

Rd

, Rs)

3

1

2

R1



R1

*R2

4

SubRegCon(

Rd

, C)

4

2

1

R2



R2

-

1

5

Jump(I)

5

14

6

Stop

6

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Obliczanie n!

Obliczanie n!

Start

Start

Stop

Stop

R1

R1





1

1

R1

R1





R1 *

R1 *

R2

R2

R2

R2





R2 - 1

R2 - 1

R2 >

R2 >

1

1

Tak

Nie

Warunek

pocz.:

R2 = n

Warunek

końc.:

R1 = n!

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

1

1

1

1

1

1

MovRegCon

R1

1

10

2

2

2

2

1

1

13

25

25

IfRegLeCon

3

3

17

MulRegReg

1

1

2

2

4

4

2

2

1

1

20

SubRegCon

5

5

13

13

6

6

23

Jump

25

Stop

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

1

1

1

1

1

1

MovRegCon

R1

1

10

2

2

2

2

1

1

13

25

25

IfRegLeCon

3

3

17

MulRegReg

1

1

2

2

4

4

2

2

1

1

20

SubRegCon

5

5

13

13

6

6

23

Jump

25

Stop

R2

R2

R1

R1

3

3

10

10

IC

IC

We
Wyj

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

1

1

1

MovRegCon

R1

1

10

2

2

1

1

13

25

25

IfRegLeCon

3

3

17

MulRegReg

1

1

2

2

4

4

2

2

1

1

20

SubRegCon

5

5

13

13

6

6

23

Jump

25

Stop

R2

R2

R1

R1

3

3

13

13

IC

IC

1

1

We
Wyj

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

1

1

1

1

1

1

MovRegCon

R1

1

10

2

2

2

2

1

1

13

25

25

IfRegLeCon

3

3

17

MulRegReg

1

1

2

2

4

4

2

2

1

1

20

SubRegCon

5

5

13

13

6

6

23

Jump

25

Stop

R2

R2

R1

R1

3

3

17

17

IC

IC

1

1

We
Wyj

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

1

1

1

1

1

1

MovRegCon

R1

1

10

2

2

2

2

1

1

13

25

25

IfRegLeCon

3

3

17

MulRegReg

1

1

2

2

4

4

2

2

1

1

20

SubRegCon

5

5

13

13

6

6

23

Jump

25

Stop

R2

R2

R1

R1

3

3

20

20

IC

IC

1

1

3

3

We
Wyj

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

1

1

1

1

1

1

MovRegCon

R1

1

10

2

2

2

2

1

1

13

25

25

IfRegLeCon

3

3

17

MulRegReg

1

1

2

2

4

4

2

2

1

1

20

SubRegCon

5

5

13

13

6

6

23

Jump

25

Stop

R2

R2

R1

R1

3

3

23

23

IC

IC

1

1

3

3

2

2

We
Wyj

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

1

1

1

1

1

1

MovRegCon

R1

1

10

2

2

2

2

1

1

13

25

25

IfRegLeCon

3

3

17

MulRegReg

1

1

2

2

4

4

2

2

1

1

20

SubRegCon

5

5

13

13

6

6

23

Jump

25

Stop

R2

R2

R1

R1

3

3

13

13

IC

IC

1

1

3

3

2

2

We
Wyj

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

1

1

1

1

1

1

MovRegCon

R1

1

10

2

2

2

2

1

1

13

25

25

IfRegLeCon

3

3

17

MulRegReg

1

1

2

2

4

4

2

2

1

1

20

SubRegCon

5

5

13

13

6

6

23

Jump

25

Stop

R2

R2

R1

R1

3

3

17

17

IC

IC

1

1

3

3

2

2

We
Wyj

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

1

1

1

1

1

1

MovRegCon

R1

1

10

2

2

2

2

1

1

13

25

25

IfRegLeCon

3

3

17

MulRegReg

1

1

2

2

4

4

2

2

1

1

20

SubRegCon

5

5

13

13

6

6

23

Jump

25

Stop

R2

R2

R1

R1

3

3

20

20

IC

IC

1

1

3

3

2

2

6

6

We
Wyj

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

1

1

1

1

1

1

MovRegCon

R1

1

10

2

2

2

2

1

1

13

25

25

IfRegLeCon

3

3

17

MulRegReg

1

1

2

2

4

4

2

2

1

1

20

SubRegCon

5

5

13

13

6

6

23

Jump

25

Stop

R2

R2

R1

R1

3

3

23

23

IC

IC

1

1

3

3

2

2

6

6

1

1

We
Wyj

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

1

1

1

1

1

1

MovRegCon

R1

1

10

2

2

2

2

1

1

13

25

25

IfRegLeCon

3

3

17

MulRegReg

1

1

2

2

4

4

2

2

1

1

20

SubRegCon

5

5

13

13

6

6

23

Jump

25

Stop

R2

R2

R1

R1

3

3

13

13

IC

IC

1

1

3

3

2

2

6

6

1

1

We
Wyj

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Kodowanie rozkazów

Kodowanie rozkazów

1

1

1

1

1

1

MovRegCon

R1

1

10

2

2

2

2

1

1

13

25

25

IfRegLeCon

3

3

17

MulRegReg

1

1

2

2

4

4

2

2

1

1

20

SubRegCon

5

5

13

13

6

6

23

Jump

25

Stop

R2

R2

R1

R1

3

3

13

13

IC

IC

1

1

3

3

2

2

6

6

1

1

We
Wyj

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Plan wykładu

Plan wykładu

• Prosty program

• DEBUG
• Arytmetyka

heksadecymalna

• Liczby ujemne
• Najważniejsze rozkazy

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Prosty program

Prosty program

Rejestry

var

ax, bx, cx, dx, si, di:
integer;

var

ax, bx, cx, dx, si, di:
integer;

AX

3

BX

0

CX

7

DX

1

SI

8

DI

2

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Prosty program

Prosty program

Instrukcja

p := p + z

p := p + z

ADD

p

,

z

ax := ax + bx +

2

add ax, bx

add ax, 2

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Prosty program

Prosty program

Struktura programu

Program: zbiór (oddzielnie kompilowanych)

modułów

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Prosty program

Prosty program

Struktura programu

Program: zbiór (oddzielnie kompilowanych)

modułów

Erro
r

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Prosty program

Prosty program

Struktura programu

Program: zbiór (oddzielnie kompilowanych)

modułów

m1.as
m

m

a

s

m

m1.obj

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Prosty program

Prosty program

Struktura programu

Program: zbiór (oddzielnie kompilowanych)

modułów

m

a

s

m

m1.as
m

m

a

s

m

m1.obj

m2.as
m

m2.obj

L

i

n

k

p.exe

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Prosty program

Prosty program

Struktura programu

Program: zbiór (oddzielnie kompilowanych)

modułów
Moduł: zbiór

segmentów

Pamięć

0

6

5

5

3

5

Intel

8080

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Prosty program

Prosty program

Struktura programu

Program: zbiór (oddzielnie kompilowanych)

modułów
Moduł: zbiór

segmentów

Kod

Dane

Stos

Dodatk

Intel

8086

0

1

0

4

8

5

7

5

0

6

5

5

3

5

c
s

d
s

s
s

e
s

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Prosty program

Prosty program

Struktura programu

nazwa_seg

SEGMENT

ASSUME CS:

nazwa_seg

etyk_pocz

:

instrukcje

nazwa_seg

ENDS

END

etyk_pocz

Program: zbiór (oddzielnie kompilowanych)

modułów
Moduł: zbiór segmentów

Koniec

modułu

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Prosty program

Prosty program

Przykład programu

prog

SEGMENT

ASSUME CS:

prog

start

:

add ax, bx

add ax, cx
int 3

prog

ENDS

END

start

ax := ax + bx + cx

Koniec

pracy

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Prosty program

Prosty program

Kompilacja i uruchomienie

Zapisz program w pliku

plik

.asm

masm

plik

link

plik

debug

plik

.exe

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Plan wykładu

Plan wykładu

• Prosty program

• DEBUG

• Arytmetyka

heksadecymalna

• Liczby ujemne
• Najważniejsze rozkazy

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

DEBUG

DEBUG

Najważniejsze komendy

R

rejestr

(Register)

G

(Go)

Q

(Quit)

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

DEBUG - przykład sesji

DEBUG - przykład sesji

Wynik

-

rax

AX

0000

1

-

rbx

BX

0000

2

-

rcx

CX

0005

3

:

:

:

-

g

AX=0006 BX=0002 CX=0003 DX=0000 SP=0000

DS=1A8D ES=1A8D SS=1A9D CS=1A9D IP=0004

1A9D:0004 CC INT 3

-

q

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

DEBUG - inna sesja

DEBUG - inna sesja

-

rax

AX

0000

6

-

rbx

BX

0000

6

-

rcx

CX

0005

6

:

:

:

-

g

AX=0012 BX=0002 CX=0003 DX=0000 SP=0000

DS=1A8D ES=1A8D SS=1A9D CS=1A9D IP=0004

1A9D:0004 CC INT 3

-

q

12 czy 18?

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Plan wykładu

Plan wykładu

• Prosty program
• DEBUG

• Arytmetyka

heksadecymalna

• Liczby ujemne
• Najważniejsze rozkazy

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

Cyfry

0

do

9

A 10

B 11

C 12

D 13

E 14

F 15

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

System szesnastkowy

123

16

= 1*

16

2

+ 2*

16

1

+ 3*

16

0

=

= 256 + 32 + 3
= 291

10

12

16

= 1*16

1

+ 2*16

0

= 16 + 2

= 18

10

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

-

rax

AX

0000

6

-

rbx

BX

0000

6

-

rcx

CX

0005

6

:

:

:

-

g

AX=0012 BX=0002 CX=0003 DX=0000 SP=0000

DS=1A8D ES=1A8D SS=1A9D CS=1A9D IP=0004

1A9D:0004 CC INT 3

-

q

OK.

12

16

= 18

10

Debug - problem

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

Dodawanie

28F

+

37F

28F

+

37F

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

Dodawanie

28

F

+ 37

F

28

F

+ 37

F

F

16

+

F

16

=

15

10

+ 15

10

= 30

10

30

10

:

16

10

=

1 reszta 14

10

=

1 reszta E

16

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

Dodawanie

1

28

F

+ 37

F

E

1

28

F

+ 37

F

E

F

16

+

F

16

=

15

10

+ 15

10

= 30

10

30

10

:

16

10

=

1 reszta 14

10

=

1 reszta E

16

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

Dodawanie

1
2

8

F

+ 3

7

F

E

1

2

8

F

+ 3

7

F

E

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

Dodawanie

1
2

8

F

+ 3

7

F

E

1

2

8

F

+ 3

7

F

E

1

+

8

16

+

7

16

=

= 16

10

16

10

:

16

10

=

1 reszta 0

10

=

1 reszta 0

16

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

Dodawanie

11
2

8

F

+ 3

7

F

0E

11

2

8

F

+ 3

7

F

0E

1

+

8

16

+

7

16

=

= 16

10

16

10

:

16

10

=

1 reszta 0

10

=

1 reszta 0

16

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

Dodawanie

11
2

8

F

+ 3

7

F

0E

11

2

8

F

+ 3

7

F

0E

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

Dodawanie

11

2

8F

+

3

7F

0E

11

2

8F

+

3

7F

0E

1

+

2

16

+

3

16

=

= 6

10

6

10

:

16

10

=

0 reszta 6

10

=

0 reszta 6

16

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

Dodawanie

011

2

8F

+

3

7F

60E

011

2

8F

+

3

7F

60E

1

+

2

16

+

3

16

=

= 6

10

6

10

:

16

10

=

0 reszta 6

10

=

0 reszta 6

16

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna

Arytmetyka heksadecymalna

Dodawanie

011

2

8F

+

3

7F

60E

011

2

8F

+

3

7F

60E

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Plan wykładu

Plan wykładu

• Prosty program
• DEBUG
• Arytmetyka

heksadecymalna

• Liczby ujemne

• Najważniejsze rozkazy

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Liczby ujemne

Liczby ujemne

Uzupełnienie do 2

Liczba ujemna -

b

jest

reprezentowana jako:

2

n

-

b

n

bitów daje przedział:

[-2

n

-1

, 2

n

-1

- 1]

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Liczby ujemne

Liczby ujemne

3 bity

000

2

=

0

10

001

2

=

1

10

010

2

=

2

10

011

2

=

3

10

100

2

=

4

10

101

2

=

5

10

110

2

=

6

10

111

2

=

7

10

3

3

3

2

2

2

1

1

1

0

0

0

-1

7

7

-2

6

6

-3

5

5

-4

4

4

Liczba

Kod

2

3

-

b

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Liczby ujemne

Liczby ujemne

16 bitów

32767

7FFF

7FFF

...

...

...

1

1

1

0

0

0

-1

FFFF

FFFF

...

...

...

-32767

8001

8001

-32768

8000

8000

1111

FFFF

FFFF

+

2

2

0001

1

111

FFFF

FFFF

+

2

2

0001

-1
+ 2
1

-1
+ 2
1

=

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Zmiana znaku

Liczby ujemne

Liczby ujemne

1. Zaneguj bity (0 1, 1 0)
2. Dodaj 1

0 

F
1 

E
2 

D
3 

C
4 

B
5 

A
6 

9
7 

8

FFFF =

-1

0000

0001

5  -5
-7  7

F -
cyfra

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Zmiana znaku

Liczby ujemne

Liczby ujemne

1. Zaneguj bity (0 1, 1 0)
2. Dodaj 1

0 

F
1 

E
2 

D
3 

C
4 

B
5 

A
6 

9
7 

8

0002

=
-2

FFFD

FFFE

F -
cyfra

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Plan wykładu

Plan wykładu

• Prosty program
• DEBUG
• Arytmetyka

heksadecymalna

• Liczby ujemne

• Najważniejsze rozkazy

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Rozkazy pomocnicze

Najważniejsze rozkazy

Najważniejsze rozkazy

c := z

c := z

MOV

c

,

z

SUB

c

,

z

c := c - z

c := c - z

NEG

c

c := - c

c := - c

ax := bx - cx -

1

mov ax, bx
sub ax, cx
sub ax, 1

move

subtra

ct

negatio

n

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Skoki warunkowe

Najważniejsze rozkazy

Najważniejsze rozkazy

if c = z
then

begin

. . .

end;

if c = z
then

begin

. . .

end;

CMP

c

,

z

JNE

e

. . .

e

:

c

o

mp

are

j

ump if

n

ot

e

qual

SF ZF

. . .

. . .

PS
W

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Skoki warunkowe

Najważniejsze rozkazy

Najważniejsze rozkazy

JE

e

j

ump if

e

qual

if c <> z
then ...

if c <> z
then ...

JNL

e

j

ump if

n

ot

l

ess

if c < z
then ...

if c < z
then ...

JG

e

j

ump if

g

reater

if c <= z
then ...

if c <= z
then ...

JNG

e

j

ump if

n

ot

g

reater

if c > z
then ...

if c > z
then ...

JL

e

j

ump if

l

ess

if c >= z
then ...

if c >= z
then ...

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Skoki warunkowe - przykład

Najważniejsze rozkazy

Najważniejsze rozkazy

ax := min {bx,

cx}

mov ax, bx
cmp ax, cx
jle ok
mov ax, cx
ok: int 3

ax:= bx;
if ax > cx
then
ax:= cx

ax:= bx;
if ax > cx
then
ax:= cx

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Skok bezwarunkowy

Najważniejsze rozkazy

Najważniejsze rozkazy

while c = z
do

begin

. . .

end;

while c = z
do

begin

. . .

end;

pocz

:

CMP

c

,

z

JNE

kon

. . .

JMP

pocz

kon

:

c = z

. . .

Tak

Nie

j

u

m

p

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Skok bezwarunkowy

Najważniejsze rozkazy

Najważniejsze rozkazy

if c = z

then

ins1

else

ins2

if c = z

then

ins1

else

ins2

CMP c,
z

JNE
els

ins1

JMP
kon

els:

ins2

kon:

c = z

ins1

Tak

Nie

ins2

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Skok bezwarunkowy -

przykład

Najważniejsze rozkazy

Najważniejsze rozkazy

ax := nwd {ax,

bx}while ax <> bx do

begin
if ax > bx then
ax:= ax - bx
else
bx:= bx - ax
end;

while ax <> bx do
begin
if ax > bx then
ax:= ax - bx
else
bx:= bx - ax
end;

ax 

bx

ax >

bx

ax:=ax-
bx

bx:=bx-
ax

Tak

Tak

Nie

Nie

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Skok bezwarunkowy -

przykład

Najważniejsze rozkazy

Najważniejsze rozkazy

ax := nwd {ax,

bx}

whi: cmp ax, bx
je kon
jle els
sub ax, bx
jmp od
els: sub bx, ax
od: jmp whi
kon: int 3

while ax <> bx do
begin
if ax > bx then
ax:= ax - bx
else
bx:= bx - ax
end;

while ax <> bx do
begin
if ax > bx then
ax:= ax - bx
else
bx:= bx - ax
end;

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Podsumowanie

Podsumowanie

Rejestr - rodzaj zmiennej
DEBUG - interfejs z

użytkownikiem

Reprezentacja

heksadecymalna

Pisanie programów w

języku asemblera jest
trudniejsze niż w języku
wysokiego poziomu

Wreszcie
!

J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Literatura

Literatura

• J.Nawrocki, Programowanie

komputerów IBM PC w języku
asemblera metodą
systematyczną, WPP, 1991.



J.Nawrocki, Wprowadzenie ..,
Wykład 5

Ocena wykładu

Ocena wykładu

1. Wrażenie ogólne? (1 -

6)

2. Zbyt wolno czy zbyt

szybko?

3. Czy dowiedziałeś się

czegoś ważnego?

4. Co poprawić i jak?