ARHITEKTURA RA ČUNARA

1. ARHITEKTURA RAČUNARA

2. 16-bitni registri opšte namene • AX – akumulator za aritmetečke i logičke operacije. Neke instrukcije imaju kraće kodiranje u slučaju njegovog korišćenja, a takođe mogu biti i brže. • BX – base registar za čuvanje adresa. • CX – brojač • DX – registar za aritmetičke i I/O operacije • Postoje AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL.

3. 16-bitni registri opšte namene • SI – source index za indeksiranje nizova i pristup memoriji. • DI – destination index za indeksiranje nizova i pristup memoriji. • BP – base pointer sličan BX registru,ali za pristup argumentima i lokalnim promenljivim funkcija. • SP – stack pointer pokazivač na stek.

4. Segmentni registri • Segment je količina memorije koja se može adresirati pomoću jednog registra. • CS – code segment sadrži adresu segmenta koda. • DS – data segmet sadrži adresu segmenta podataka. • ES – extra segment dodatni segmentni registar. • SS – stack segment sadrži adresu segmenta koji sadrži stek. • U ove segmente je moguće smeštati i podatke, ali to ne treba raditi!

5. Specijalni registri • IP – instruction pointer sadrži adresu instrukcije koja se trenutno izvršava. • FLAGS registar se sastoji od sledećih bitova • XXXXODITSZXAXPXC • X – ne koristi se • O – Overflow • D – Direction • I – Interrupt • T – Trace • S – Sign • Z – Zero • A – Auxilary carry • P – Parity • C - Carry

7. Segmentacija • Pošto je 8086 imao 16-bitne registre, bilo je moguće adresirati najviše 65536 bajtova. Ovo je veličina jednog segmenta. Da bi se ovo prevazišlo, koriste se tzv. segmentni registri koji određuju koji se segment koristi. • Adrese se navode u obliku segment:offset. Npr. 1000:1F00. Ove adrese se nazivaju logičkim. • Fizička adresa se, u slučaju da računar radi u real modu, dobija tako što se segment množi sa 16 i dodaje se offset. Npr. 10000h+1F00h=11F00h • Očigledno, različite logičke adrese mogu odgovarati istoj fizičkoj adresi. • U slučaju protected moda postupak je komplikovaniji.

9. Načini adresiranja memorije za 8086 Validni načini adresiranja memorije se mogu dobiti tako što se iz svake kolone donje tabele izabere najviše jedan element, pri čemu je ukupno potrebno izabrati bar jedan i formira se izraz [E1+E2+E3]. Npr. mov ax, [50h+bp+si]

10. Načini adresiranja za 8086 • Prvi registar koji se pojavljuje u uglastim zagradama određuje podrazumevani segmentni registar. On se može navesti i eksplicitno. • Za BX, SI i DI podrazumeva se DS, a za BP - SS. • Registri se adresiraju navođenjem imena.

13. Adresiranje memorije za 80386 • Adresa se formira kao [base+index*scale+disp] Npr. mov ax, [bx+si*2+30]

14. NETWIDE ASSEMBLER

15. NASM • Pokretanje: • nasm –f <format> <filename> [-o <output>] • <format> predstavlja jedan od formata u kojima se generiše izlaz. Najvažniji su bin i obj. • <filename> predstavlja ulazni fajl sa kodom. • <output> predstavlja naziv izlaznog fajla. • Naravno, postoje i druge opcije.

16. NASM • Izgled komandne linije • oznaka:instrukcija operandi ; komentar • Bilo koji deo može nedostajati. • Prisustvo operanada je uslovljeno prirodom instrukcije. • Ako na kraju linije stoji \, sledeća linija se smatra nastavkom tekuće. • Oznake ne moraju imati : na kraju. • Validna imena oznaka su sastavljena od slova, brojeva, _, $, #, @, ~, . i ?. Identifikatorimogu počinjati slovom, ., _ ili ?. • Ako ime počinje znakom $, niska se ne tumači kao rezervisana reč, već kao identifikator. Npr. $ax. • Ako se znak $ javi sam, označava trenutnu poziciju prilikom asembliranja.

17. NASM • U slučaju bin formata postoje tri istaknute sekcije: • .text za kod, • .data za inicijalizovane podatke i • .bss za neinicijalizovane podatke.

18. Pseudo instrukcije – d* • DB, DW, DD, DQ, DT • db 0x55 – bajt 0x55 • db 0x55, 0x56, 0x57 – tri uzastopna bajta • db ‘a’, 0x55 – bajtovi 0x61 i 0x55 • db ‘hello’, 13, 10, ‘$’ • dw 0x1234 – 0x34, 0x12 • dw ‘a’ – 0x61, 0x00 • dw ‘ab’ – 0x61, 0x62 • dw ‘abc’ – 0x61, 0x62, 0x63, 0x00 • dd 0x12345678 – 0x78, 0x56, 0x34, 0x12 • dd 1.234567e20 • dq 1.234567e20 • dt 1.234567e20 • dq i dt ne prihvataju numeričke konstante ili niske za operande (?).

19. Pseudo instrukcije – RES* • RESB, RESW, RESD, RESQ i REST rezervišu memoriju za neinicijalizovane podatke. Predviđeno je da se koristi u bss sekciji. Npr. • buffer: resb 64

20. Pseudo instrukcije – EQU • EQU služi da definiše konstantu. Npr. • msglen equ 12

21. Pseudo instrukcije - TIMES • Čini da instrukcija bude asemblirana više puta. Npr. • zerobuff: times 64 db 0 • buffer: db ‘hello, world’ times 64-($-buffer) db ‘ ’ • times 100 movsb • times 100 resb 1 ili resb 100

22. Promenljive • Promenljive u punom smislu nisu podržane. Sve što se pamti uz simbol prilikom deklaraciji je početna adresa u memoriji. Dužina se mora naknadno zadati u instrukciji. Npr. • var dw 5 • mov word [var], 2 • mov bx, var

23. Pristup memoriji • Za sva pristupanja memoriji moraju biti koripšćene uglaste zagrade. • var dw 5 • mov ax,[var] • mov ax, [var+1] • mov ax, [ds:var+bx] • mov ax, [bp+di+8] • mov ax, [byte bx+6]

24. Numeričke konstante • mov ax, 100 ; dekadna • mov ax, 0a2h ; hex • mov ax, $0a2 ; hex • mov ax, 0xa2 ; hex • mov ax, 777q ; oktalna • mov ax, 777o ; oktalna • mov ax, 10010011b ; binarna

25. Karakterske konstante • Do 4 karaktera ograničena jednostrukim ili dvostrukim navodnicima. Npr. ‘abcd’ se prevodi kao 0x64636261. S obzirom da se radi o little-endian arhitekturi, zapisuje se kao 0x61626364 što je i željeno.

26. Stringovi • Izgledaju kao karakterske konstante, samo što su duže. Dozvoljene su samo u nekim pseudo instrukcijama. • db ‘hello’ ; string • db ‘h’,’e’,’l’,’l’,’o’ ; karakterska konstanta • dd ‘ninechars’ • dd ‘nine’, ‘char’, ‘s’ • db ‘ninechars’,0,0,0

27. Realne konstante • podrzane su realne konstante u pokretnom zarezu • mogu se koristiti samo kao operandi instrukcija dd, dq i dt dd 1.2 dq 1.e10 dq 1.e+10 dq 1.e−10 dt 3.141592653589793238462

28. SEG i WRT • SEG operator vraća adresu podrazumevanog segmenta za neki simbol. Npr sledeći kod smešta pokazivač na promenljivu simbol u ES:BX • mov ax, seg simbol • mov es, ax • mov bx, simbol • Ukoliko želimo da izračunamo adresu neke promenljive u odnosu na neki segment koji nije podrazumevani koristimo WRT operator. Npr. • mov ax, adresa_segmenta • mov es, ax • mov bx, simbol wrt adresa_segmenta

29. Kritični izrazi • Kritični izrazi su izrazi čija vrednost mora biti poznata u prvom prolazu asembliranja. • Argumenti pseudo instrukcija TIMES, RES* i ЕQU su kritični izrazi. • Primer: times (label-$)db 0 label: db ‘tekst’ times (label-$+1) db 0 label: db ‘tekst’

30. mov ax,symbol1 symbol1 equ symbol2 symbol2: mov eax,[ebx+offset] offset equ 10

31. Lokalne oznake • Lokalnim se smatraju oznake koje počinju tačkom. Vezuju se za prvu prethodnu oznaku. Npr. label1 ; neki kod .lokalna ; neki kod label2 ; neki kod .lokalna ; neki kod • Prilikom korišćenja oznake .lokalna nema konflikta imena jer se prva interno vodi kao label1.lokalna, a druga kao label2.lokalna, a mogu se i tako referencirati. Npr. • jmp label1.lokalna

32. Direktive • BITS određuje da li će se kod izvršavati na 16-bitnom ili 32-bitnom procesoru. Npr. • BITS 16 • SECTION (ili SEGMENT) definiše sekcije. Npr. .text, .data i .bss. • EXTERN deklariše simbole iz drugih fajlova sa kojima eventualno vršimo povezivanje. • GLOBAL čini simbole vidljivim izvan fajla prilikom povezivanja. • CPU određuje skup instrukcija koje se koriste. Npr. • CPU 8086 • CPU 186 • CPU PENTIUM • CPU IA64

33. Izlazni formati • bin – čist mašinski kod. • Podrazumeva se BITS 16 • Koristi se za pisanje kernela, bootloadera, malih programa za DOS, drajvera... • ORG direktiva određuje adresu na kojoj se očekuje da počne izvršavanje programa. Npr. • ORG 0x100 ; očekivano kod .com programa

34. Izlazni formati • obj – Microsoft-ov objektni format • Izlazni kod se mora povezati pomoću linkera. • Nema privilegovanih sekcija. • Program uvek počinje od oznake ..start

35. Prekidi • Prekidi se dele na: • Hardverske • Softverske • Izuzetke • BIOS obezbeđuje veći broj softverskih prekida koji nam omogućavaju da radimo sa ulazom i izlazom.