Le language Assembleur 8086
Plan 1. Introduction 2. Les registres 3. Gestion de la mémoire 4. Les modes d’adressage
5. Programmation en Assembleur 8086
6. Réalisation pratique d’un programme
1. Introduction • langage assembleur : langage de bas niveau • Intimement lié au fonctionnement de la machine • Représentations mnémoniques des instructions machine (faciles à mémoriser). • Avantages : – programme plus rapide – moins gourmand en espace mémoire – permet d'accéder directement aux ressources matérielles de l'ordinateur (ex ports d'entrées sortie)
Processeur 80×86 Micro-processeur 80× 86 équipent les PC (INTEL) et compatibles – Premier PC (Début 80) = 8086 microprocesseur 16 bits – Puis 80286,80386,80486, Pentium… Amélioration – Augmentation de la fréquence d'horloge, de la largeur des bus d'adresse et de données – Ajout de nouvelles instructions et de registres. Compatibilité ascendante : un programme écrit dans un langage machine 80286 peut s'exécuter dans une machine 80386 (l'inverse est faux).
Les Bus • Pour la machine 8086 : – Bus de données : 16 bits – Bus d'adresses : 20 bits • Pour des machine plus récentes :
2. Les registres du 8086
Les registres du 8086 1. Registres de travail à usage +/- spécialisé : – AX- Accumulateur principal – BX- Spécialisé dans l'adressage indexé – CX (Count) utilisé pour le comptage – DX (Data) utilisé par la multiplication et la division,
Chaque registre peut être utilisé comme 2 registres de 8 bits
Les registres du 8086 2. Registres d'offset
– SI : Source Index utilisé lors des opérations sur des chaines de caractères, associé à DS – DI : Destination Index utilisé lors des opérations sur des chaines de caractères, associé à DS – IP : Instruction Pointer , associé à CS, il indique la prochaine instruction à exécuter. Sa valeur est modifiée par les instructions de branchement et les appels aux sous-programmes. . – BP : Base Pointer, associé à SS pour accéder aux données de la pile lors d'appels de sous programmes. – SP : Stack Pointer, associé à SS, il indique l'adresse du dernier élément de la pile
Les registres du 8086 • A partir du microprocesseur 80386, tous ces registres sont étendus à 32 bits si leur nom est précédé de E (Extended)., – EAX, EBX, ECX et EDX – ESP, EDI, EBP, EIP et ESP Exemple
Les registres du 8086 3. Les registres de segment Registres spécialisés dans l'adressage de segments (pages) de la mémoire Centrale. Tout accès à la MC ne peut se faire qu'avec le concours de l'un de ces quatre registres : – CS : Code Segment pointe sur un segment qui contient les instructions du programme exécuté. Travaille avec IP – DS : Data Segment pointe le segment qui contient les données.. – ES : Extra Segment : registre supplémentaire pour adresser les données – SS : Stack Segment pointe sur le segment qui contient la pile
Les registres du 8086
Les registres du 8086 4. Le registre d'état • Determine l’état courant du microprocesseur. • Son contenu est modifié automatiquement suite aux opérations arithmétique ou logiques, • Il contient les indicateurs suivants :
Le registre d'état
2. Gestion de la mémoire du microprocesseur 8086 Le 8086 dispose de 20 bits d'adresse accepte jusqu'à 1 Mo de mémoire
limitation registre 16 bits la mémoire est découpée en segments de 64 bits
Ségmentation de la mémoire
Questions : Quel est le nombre de segments possibles : Pourquoi l'adresse est un multiple de 16 ?
Ségmentation de la mémoire
Une case mémoire est repérée en moyen de deux quantités sur 16 bits : . 1
. 2
- L’adresse de base d'un segment (registre de segment) - Le déplacement ou offset dans ce segment (registre général)
Adresse logique : La donnée d’un couple segment : offset. Adresse physique : L’adresse (sur 20 bits ) d’une case mémoire envoyée réellement sur le bus d’adresses A0 - A19.
Calcul de l’adresse physique :
Adresse physique = 16 × segment + offset Exemple : l'adresse logique 3100h : 27EEh l'adresse physique 31000h + 27EEh = 337EEh
La zone mémoire réservée à un programme utilisateur après son chargement en mémoire
Remarque : les segments peuvent se chevaucher ou se recouvrir complètement.
3. Les modes d’adressage du microprocesseur 8086 Un mode d'adressage est la méthode de localisation des opérandes qui interviennent dans une opération. 1. Adressage implicite : L'instruction n'utilise aucun opérande ou concerne des registres implicites. Exemple : RET MOVSB
; retour d'un sous-programme ; copie l'octet d'adresse SI dans celui d'adresse DI
2. Adressage immédiat : l'opérande est une constante fournie immédiatement dans l'instruction. Exemple : MOV DX, 4 ; copie dans DX la valeur 4 (codé sur 16 bit) MOV AL, 12 ; copie dans AL la valeur 12 (8 bits) MOV AH, 3Ah ; copie dans AL la valeur 3A hexa
3. Adressage de registre (inhérent) : l’opérande se trouve dans un registre de 8 ou 16 bits. Exemple : MOV DX, DI ; copie dans DX la valeur contenue dans DI MOV AL, BH ; le contenu de BH est copié dans AL (8 bits) 4. Adressage de la mémoire Une seule des éventuelles opérandes d’une instruction peut être stockée dans la mémoire. Son offset est calculé par la formule générale suivante : Offset = Base + Index + déplacement Base = { BX, BP } Index= { DI, SI } déplacement = { Aucun, valeur 8 bit, valeur 16 bits) Possibilité d’adressage très variés
Formule de L’offset
Mode d'adressage
Combinaisons possibles
Adressage direct
[d8] [d16]
Déplacement
Base Base +déplacement
[BX] [BP] Adressage basé
[BX]+[d8] [BX]+[d16] [BP]+[d8] [BP]+[d16]
Index
[DI] [SI]
Index+ déplacement
[DI]+[d8] [SI]+[d16] [DI]+[d8] [SI]+[d16]
Adressage indexé
Base+Index
Base+déplacement +Index
[BX + SI] [BX + DI] [BP + SI] [BP + DI] Adressage basé indexé
[BX + SI] + [d8] [BX + DI] + [d8] [BP + SI] + [d8] [BP + DI] + [d8]
[BX + SI] + [d16] [BX + DI] + [d16] [BP + SI] + [d16] [BP + DI] + [d16]
Exemples d'adressage indirect Adressage basé MOV DX, [BX] ; copie dans DX le mot d'adresse DS:BX MOV DX, TABLE[BX] ; copie dans DX le mot d'adresse S:(BX+TABLE) MOV 5[BP], AL ; AL est copié dans l'octet d'adresse SS:(BP+5) MOV DH, [BX + VEC]
MOV BX, [DI] MOV AL, 13[SI] MOV [VCT + SI], AX MOV [SI], AH
Adressage indexé ; copie le mot d'adresse DS:DI dans le registre BX ; copie dans AL l'octet d'adresse DS:(SI+13)
Adressage basé indexé MOV AL, [BX + SI + 2] ; copie l'octet d'adresse DS:(BX+SI+2) dans AL MOV TABLE[BP][DI], AX
4. Programmation en Assembleur 8086 4.1 . Syntaxe d’une instruction en assembleur Label (facultatif)
Opération (obligatoire)
opérande (selon opération)
Commentaire (facultatif)
Label : étiquette attribué à une ligne du programme utile pour les branchements . Il comporte au maximum 31 caractères et se termine par (:) (sauf pour les directives) Opération : un mnémonique qui définit l’opération à exécuter et qui doit être rigoureusement respecté. ex JUMP, ADD Opérande : champ qui présente les paramètres éventuels de l’opération ( 0 ou plusieurs données ). Commentaire : champ commençant par( ;) ou (#) sans valeur pour le programme assembleur
4.2. Structure d’un programme en Assembleur :
Un programme en langage assembleur contient deux types de commandes :
• Les instructions proprement dites, qui appartiennent du jeu d'instruction du microprocesseur et seront traduites par le programme assembleur en instructions en langage machine. (déstinées au microprocesseurs)
• Les pseudo-instructions ou directives, mots clefs spéciaux qui consistent en des ordres déstinés au programme assembleur sur la façon dont il doit traduire le programme. ( ne génèrent généralement pas d'instructions en langage machine ).
a. Principales Directives pour l’assembleur 8086 -pseudo instructions-
Déclaration des segments SEGMENT stack DW 100 dup (?) seg_pile ENDS seg_pile
Définitions de constantes : nom constante EQU valeur Exemple : escape equ 1BH
; mot clef stack (pile) ; reserve espace
a. Principales Directives pour l’assembleur 8086 (suite)
Déclaration des variables (Réservation de cases mémoires ) DB : Define Byte, DW : Define Word, DD : Define Double, DQ : Define Quadruple, Exemple data
data
(1 octets) (2 octets) (4 octets) (8 octets)
SEGMENT truc DW 0F0AH masque DB 01110000b ENDS
; en hexa ; en binaire
• Déclaration des tableaux
data SEGMENT machine db 10, 0FH ; 2 fois 1 octet chose db -2, ’ALORS’ data ENDS
• Déclaration d’une procédure Calcul Calcul
PROC near ... ENDP
CALL
Calcul
; procedure nommee Calcul ; instructions ; fin de la procedure
;Appel de la procédure
b. Jeu d'instructions du microprocesseur 8086
• Instructions de transfert de données (affectation) • Instructions Arithmétiques et logiques • Instructions de branchement (saut de programme)
b. Jeu d'instructions du microprocesseur 8086
Type d'opérandes
4.3. Exemple de programmes : ;--------------------------------------------------------------------------------------------------------;Programme calculant la somme de 6 et 3 et l'affiche ;--------------------------------------------------------------------------------------------------------; Définition du segment de donnée ----------------------------------------------------------data SEGMENT A DB 6 ;A=6 B DB 3 ;B=3 Somme DB ? ; Resultat data ENDS ; Définition du segment de code et début du code ---------------------------------------code
SEGMENT
Addition
PROC ASSUME DS:data ASSUME CS:code
; Attribution du registre de segment de donnée ; Attribution du registre de segment de code
debut : ; Pointage des données-----------------------------------------------------------MOV AX, data ; première instruction MOV DS, AX ; initialisation de DS ; Le programme d'addition -------------------------------------------------------MOV AL, A ADD AL, B MOV result, AL ; rangement résultat ; Conversion ASCII puis Affichage--------------------------------------------Mov DL, Result Add DL, 48 ;48 le code ASCII de 0 MOV AH, 2 ; fonction du DOS qui affiche INT 21H ; à l'écran le caractère se trouvant dans DL ; Retour au DOS-------------------------------------------------------------------MOV AH, 4CH ; fin de traitement et retour au DOS INT 21H Addition ENDP ; fin de procédure code ENDS ; fin de segment END debut ; fin des instructions.
;-------------------------------------------------------------------------------------------------; Programme qui calcule la longueur d'une chaine de caractère ;-------------------------------------------------------------------------------------------------data chaine data
SEGMENT DB 'Hello world\0' ENDS
code
SEGMENT ; Segment de code ASSUME DS:data, CS:code
; Segment de données
main: MOV AX,data MOV DS,AX
MOV BX,offset chaine
; Initialisation du registre de ; segment de données
; ; ; ;
Chargement de l'adresse de la chaîne dans BX Il s'agit de l'adresse relative au début du segment
loop:
MOV CX,0
; Initialisation compteur
MOV AL,[BX]
; transfert des caractères dans AL ; Adressage indirect ; Test de fin de chaîne
CMP AL,0 JZ fini INC BX INC CX JMP loop
; Incrémentation pointeur ; Incrémentation compteur
fini: MOV AH,4CH INT 21H code
ENDS END main
; retour au Dos
5. Réalisation pratique d’un programme en assembleur
fichier.COM
Le programme Debug debug est un programme qui s’exécute sur PC (sous DOS) et qui permet de manipuler des programmes en langage symbolique. Il est normalement distribué avec toutes les versions du système MS/DOS. Les fonctionnalités principales de debug sont les suivantes : L' Entrée d’un programme en langage symbolique ; debug traduit les instructions en langage machine L’exécution pas a pas; La visualisation du contenu des registres et de la mémoire ;
