Lenguaje Ensamblador - Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería

Lenguaje Ensamblador
Apuntes de clase
Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería
Universidad Autónoma de Baja California – Campus Tijuana
Prof. Juan Jesús López García
Un agradecimiento especial a:
- Anne Boutrell? estudiante -de intercambio- de la carrera de ingeniería en automatización y
control, por la transcripción del texto.
- David Villa Márquez, estudiante de ing. en electrónica por la revisión del texto y la
realización de esquemas.
Introducción
Se conoce como Lenguaje Ensamblador al conjunto de instrucciones que una unidad de
procesamiento puede realizar.
Las actuales unidades de procesamiento se incluyen en un solo circuito integrado, conocido
como microprocesador (µP); cada instrucción que ejecuta la unidad de procesamiento es en
realidad un conjunto de instrucciones más simples incluidas en el hardware del mismo circuito
(firmware), el conjunto de dichas instrucciones simples es conocido como microprogramación ya
que se encuentran incluidas en el microprocesador.
En 1978, la compañía XXX fabricante de calculadoras solicitó a la compañía Intel -fabricante de
semiconductores- la construcción de un circuito integrado capaz de ejecutar un conjunto de
instrucciones que le permitiría reducir la cantidad de circuitos, permitiéndole la reducción del
tamaño y costo en la fabricación de calculadoras, en respuesta, Intel desarrolló el primer circuito
µP al que nombró 4004 (poseía un canal de datos de 4 bits), un juego de NNN instrucciones
(suma, resta, comparación...), registros de ¿?? bits y capacidad para direccionar YYY KB de
memoria. Otros fabricantes de aparatos electrónicos (calculadoras, juguetes, ...) se interesaron
por el circuito y su venta ascendió exponencialmente, fue entonces que Intel notó la importancia
del desarrollo e invirtió esfuerzo en la fabricación de un µP mejorado, en 1980 saca al mercado
el µP 8008 (canal de datos de 8 bits), tenía un juego de NNN instrucciones, registros de 16 bits y
capacidad para direccionar 65,536 bloques diferentes de memoria (64 KB). A la par, la compañía
Motorola -fabricante también de semiconductores- desarrolla el µP 6800 similar en capacidad al
8008 de Intel. Empieza entonces la competencia entre ambas compañías para ganar el mercado
de venta de µP, produciendo las mejoras, casi a la par, en sus microprocesadores.
La siguiente versión de Intel poseía mismo juego de instrucciones, velocidad de procesamiento
similar, pero a diferencia del 8008, era capaz de direccionar hasta 1,048,576 bloques de memoria
(1MB), Intel lo nombró µP 8088. La forma en que Intel aumentó su capacidad de direccionar
memoria fue manipulando dos de sus registros de 16 bits para seleccionar localidades de 20 bits,
para ello ideó un sistema lógico-físico de direccionamiento.
La compañía Apple, recientemente formada por Steve Jobs y ¿?????? armaron una computadora
para uso casero (computadora personal ó PC por sus siglas en inglés) usando el µP 6800 de
Motorola, un mes después la compañía IBM (fundada en ‘???? por ¿???) saca al mercado una PC
basada en el procesador 8088 de Intel.
Las PC de ambas compañías se comercializan con gran éxito durante un par de años, sin
embargo ocurre un evento sustancial, hacia 1984 tanto Intel como Motorola adquieren la
experiencia y técnica necesaria como para dar un salto en el diseño y fabricación de
microprocesadores, significando con esto obtener un canal de datos y de direccionamiento
mayor, así como en en los registros internos del mismo, todo ello significando mayor.
Cada µP posee su propio conjunto de instrucciones (juego de instrucciones), el juego de
instrucciones mas conocido es el del µP 8088 del fabricante de semiconductores INTEL.
La familia de µP 8088 es empleado en las computadoras personales (PC) compatibles con IBM,
emplearlo necesariamente requiere conocer la parte física de la maquina: el hardware (su
construcción); y sobre la que trabajara: el software (lo abstracto).
El software básicamente se enfoca al manejo de memoria, esto es:
La memoria interacciona entre el CPU y el sistema de E/S. Los programas se cargan en memoria,
se relocalizan y se ejecutan.
– El primer modelo pasa el manejo de memoria es la “maquina desnuda” que tiene un control
completo sobre la memoria. Esto implica un sistema con aplicación especifica
– El segundo modelo es el de “monitor residente”, se divide la memoria en dos secciones, una
para el usuario y otra para el S.O. Esto implica un sistema para aplicaciones múltiples.
Al encender la maquina se ejecuta un programa llamado “boot strap loader”, el cual se carga a sí
mismo, esto lo hace leyendo los primeros 512 bytes de un disco.
Al encender la maquina o en el reset, el µP inicia direccionando la parte mas alta de la memoria
(FFFF0 -coloca en el registro CS: F000 e ip: FFF0-), ésta localidad de memoria corresponde
físicamente al ROM. El µP lee el contenido de esta dirección mediante el ducto de datos.
La instrucción que se encuentra es un salto lejano hacia la dirección F000: E05B lugar de la
memoria en la que se encuentra la secuencia de rutinas del POST (Power On System Test) la
cual es un programa que se encarga de ejecutar pruebas e inicializar la circuitería tanto de la
tarjeta madre como la de los periféricos.
El grado y forma de probar/inicializar varia dependiendo de los diferentes BIOS existentes pero
en general la secuencia es la siguiente:
- Checa los registros del CPU
- Configura temporizador para la RAM dinámica.
- Configura el DMA para refrescar le RAM dinámica.
-
Verifica que la actualización de RAM dinámica este operando.
Prueba la parte baja de la RAM (16-64 KB).
Cargar los vectores de interrupción y conseguirá un área stock en la parte baja de le
RAM.
Inicializa dispositivos de video y teclado.
Prueba y verifica el tamaño de la RAM restante.
Inicializa los puertos COM, LPT y des juegos.
Inicializa el sistema de disco flexible.
Inicializa el sistema de disco duro.
Llama a la interrupción de ejecución de Bootstrap.
Si la prueba encuentra algún error el programa regresa señales audibles (beeps), por lo que se
tienen diferentes códigos de beeps dependiendo del tipo de error encontrado (aproximadamente
45 diferentes para errores fatales).
Bootstrap
En caso de no encontrar errores o ninguno fatal, el programa genera la interrupción 19 de
ejecución de “boostrap loader”, el cual es un programa que lee el contenido de los primeros 512
bytes de un disco cargándolos en memoria para ser ejecutados.
Extensiones del BIOS:
En termines generales el POST revisa las funciones individuales del procesador, sus registros y
algunas instrucciones. Si existe error, el sistema se detiene sin mostrar ningún indicio visual o
audible.
A continuación se revisa el mismo código del BIOS y allí no hay error continua con los
dispositivos de la tarjeta madre (RAM, controlador de interrupciones, controlador DMA
temporizador, etc.). Continua con dispositivos periféricos como teclado, unidades de disco,
puertos serie y paralelo, etc.
Finalizando las pruebas, empieza la búsqueda para las extensiones del BIOS. Por ejemplo, las
tarjetas de video EGA, VGA o SVGA tienen sus propias funciones de BIOS que reemplazan a la
interrupción original 10 N del BIOS (la que en realidad esta diseñada para manejo de tarjetas
MDA y CGA). Otros dispositivos como los controladores para discos duros colocan las suyas
reemplazando la int 13 del BIOS.
El POST hace pruebas buscando extensiones de ROM revisando los desplazamientos 00 y 01 del
rango de memoria reservado para funciones de BIOS. Si el contenido de estos 2 bytes son 55H y
AAH respectivamente, el POST asume que existe código ejecutable en donde el desplazamiento
02 indica el tamaño de la ROM en bloques de 512 bytes. El programa ejecutable propiamente
empieza en el desplazamiento 03N.
Los últimos 2 bytes del total de bloques de 512 bytes de la memoria deben indicar un
“checksum” del contenido.
En general el formato es el siguiente:
55, AA, 40
Call C000 : 1F4E ↓
RETF
–––––
–––––
–––––
–––––
←40Hx512Byts=8000
–––––
BC, 4F ← Checksum
Estos módulos de ROM pueden reemplazar las rutinas originales del BIOS y en dado caso tomar
los recursos de la maquina para una aplicación especifica.
Rangos para extensiones del BIOS:
- El primer rango va de C000:0000 – C000:7FFF. Esta es una extensión reservada para
extensiones de BIOS dadas por las tarjetas VGA, EGA y SVGA.
- El segundo rango va de C000:8000 – D000:HF. Esta se reserva para extensiones de
BIOS dadas por controladores de disco duro. Generalmente el segmento que va de D000:0000 –
D000:FFFF se usa para paginas de memoria en tarjetas EMS (para rango de memoria extendida)
por lo que si es una tarjeta de éste tipo, este segmento no estará disponible.
- El tercer rango va de E000:0000 – E000:FFFF y se reserva para sistemas con bios de
diferente índole (misceláneos).
Al terminar las inicializaciones del bios el proceso que continúa es el de arranque de sistema, se
lleva a cabo generando la int 19h y conocido como “bootstrap loader” el cual intenta cargar
alguna forma de sistema operativo básico. Este es el punto al que se transfiere el control cuando
se oprime <CTRL><ALT><DEL> hacia algún disco determinado. Si no existe disco o es de
arranque, entonces esta rutina busca otra unidad de deseo conectada a la PC o a una localidad
determinada en el disco duro existente. Si no encontrase se envía el mensaje de “insertes un
disco con sistema y oprimes una tecla”.
A continuación se carga a memoria el código encontrado a inicio del disco.
Esta parte del disco es comúnmente la que “infectan” los virus de computadoras, colocan como
primer instrucción su salto hacia su propio código para ser ejecutado al cargarse esa parte en
memoria. También éste lugar del disco es donde se coloca los programas administradores de
arranque, con ellos es posible decidir que sistema operativo se desea arrancar cuando existen
varios de ellos en el disco duro.
En términos generales la memoria de la computadora queda dividida de la siguiente manera:
00000
00000
Vectores de
Interrupciones
1 KByte
002FF
Tabla de vectores de
interrupción
(768 Bytes)
Área de stack para
BIOS
(256 bytes)
05000
00000
Memoria de Aplicación
(640KB)
0FFFF
A0000
001DF
001E0
VRAM para EGA y VGA
(128 KB)
BFFFF
C0000
C7FFF
C8000
002FF
00300
Área de expansión de ROM
BIOS de video
(32 KB)
003FF
00400
Adaptador ROM
(32 KB)
004FF
00500
C8FFF
D0000
Adaptador de ROM
(64 KB)
Tabla de vectores de
usuario
(288 Bytes)
Área de Stack de
BIOS
(256 Bytes)
Área de Datos de
BIOS
(256 Bytes)
Uso de DOS
(256 Bytes)
DFFFF
E0000
EFFFF
F0000
Tabla de vectores de
interrupción
(480 Bytes)
005FF
00600
Ext. de BIOS, Redes o
Adaptador de ROM
(64 KB)
BIOS
(64 KB)
9FFFF
← FFFF0
Dirección de arranque
Memoria RAM para
usuario
(638 KB)
(Si S.O. DOS es
el residente)
del µP
FFFFF
En el área de datos del BIOS se encuentran las direcciones de los dispositivos. Estos datos se
encuentran en memoria entre las direcciones 0040:0000 – 0040:00FF por lo que teniendo
dirección de base 00400 (0040:0000) cada 2 bytes se tiene:
Corrimiento:
00
- Dirección del COM1
02
- Dirección del COM2
04
- Dirección del COM3
06
- Dirección del COM4
08
- Dirección del LPT1
0A
- Dirección del LPT2
0C
- Dirección del LPT3
0E
- No usado (apuntador a datos de extensión de bios)
10
- Dirección de equipamiento variable- no usada
12
- tamaño de memoria en bloqueo de 1 Kbyte
15
- no usada
17
- bandera1 de teclado
18
- bandera2 de teclado
19
- buffer de la tecla <ALT>
1A
- inicio del buffer de teclado
1C
- final del buffer de teclado
1E
- buffer del teclado
3E
- bandera de recalibracion del floppy
3F
- estado del motor de floppy
40
- contador del apagado del motor de floppy
41
- byte de estado del floppy
42
- bytes de estado del floppy
REGISTROS DEL ΜP
Se dividen en:
- registros de uso general
- registros apuntadores y de índice
- registros de segmentos
Existe un registro de banderas que señala el estado de la unidad aritmética y lógica (ALU).
Registros de propósito general
Para el uso que más convenga al usuario. Se pueden direccionar como de 8 bits (AW, AL, BW,
BL, CN, CL, DN y DL) o como de 16 bits (AX, BX, CX y DX). En los µP 80386 y 80486
además pueden direccionarse como de 32 bits (EAX, EBX, ECX y EDX).
Aunque se emplean por uso general tienen tareas específicas, de esto su nombre.
AX (acumulador): comúnmente conserva el resultado temporal después de una operación
aritmética. También puede contener la dirección de desplazamiento de una localidad
en el sistema de memoria (EAX)
BX (índice de base): comúnmente conserva la dirección base de los datos que hay en
memoria. En el EBX puede direccionar datos de memoria.
Nombres
de 32 bits
EAX
EBX
ECX
EDX
ESP
EBP
EDI
ESI
EIP
EFLAGS
Nombres
de 8 bits
AH
BH
CH
DH
Nombres
de 16 bits
-AX-BX-CX-DXSP
BP
DI
SI
IP
BANDERAS
CS
DS
ES
SS
FS
GS
-
Nombres
de 8 bits
AL
BL
CL
DL
Acumulador
Índice de base
Contador
Datos
Apuntador de pila
Apuntador de base
Índice destino
Índice de fuente
Apuntador de instrucción
Banderas
Código
Datos
Extra
Pila
CX (contador): contiene el valor de conteo de ciertas instrucciones. En el ECX puede
contener la dirección de desplazamiento de los datos de memoria.
DX (datos): comúnmente contiene la parte más significativa de un producto o la de una
división así como el número de puerto E/S.
Registros apuntadores e índices
Se utilizan generalmente para apuntar a la localidad de memoria que contiene los datos del
operando en muchas instrucciones, estas son:
- SP (apuntador de pila): Direcciona datos en memoria funcionando como pila LIFO (ultimo
en entrar, primero en salir) la cual se emplea al usar instrucciones push y pop.
- BP (apuntador de base): Usado comúnmente para direccionar un conjunto de datos en
memoria.
- SI (índice de fuente): Usado para dimensionar datos (de origen) para usarse en
instrucciones de cadenas o arreglos.
- DI (índice de destino): Direcciona datos (de destino) para usarse en instrucciones de
cadenas o arreglos.
- IP (apuntador de instrucciones): Direcciona siempre la siguiente instrucción a ejecutar el
µP. El apuntador puede ser modificado con una instrucción de salto o de llamada de
subrutina.
FLAGS (banderas): Indica la condición del microcontrolador y controla su operación.
Registros de segmentos
Estos generan direcciones en la memoria al combinarse con otros registros del µP
- CS (código): Indica el segmento de memoria que contiene el código del programa.
Define la dirección inicial de la sección de memoria que contiene el código
- DS (datos): Indica el segmento de memoria que contiene los utilizados por el programa.
Se accede a los datos por medio de un desplazamiento o a través del contenido de otros
registros que contienen la dirección de desplazamiento.
- ES (extra o adicional): Lo utilizan algunas instrucciones de cadenas para constituir el
destino de los datos
- SS (pila): Indica el segmento de memoria utilizada para la pila. El punto de entrada de
la pila esta definido por los registros de este segmento, así como por los registros de los
apuntadores de pila.
-
FS y GS: Registros de segmentos complementarios que permiten que los programas
accedan a dos segmentos de memoria adicionales.
Registro de banderas
Es un registro en el que cada bit indica un estado particular del µP, estos son:
- C (acarreo): Indica que hubo acarreo después de una suma o un “préstamo” después de
una resta. Tambien indica condiciones de error, según lo establezcan algunos
programas o procedimientos.
- P (paridad): Es 0 para paridad impar y 1 para la par. La paridad es el conteo de unos en
un numero así por ejemplo un digito 01101 tiene paridad impar y el numero 11011 es
de paridad par.
- A (acarreo auxiliar): Se “enciende” si en una operación de suma o resta existe un
acarreo o un préstamo respectivamente entre las posiciones de los bits 3 y 4 del
resultado. Esta bandera ajusta el valor posteriormente del registro AL
- Z (cero): Indica si el resultado de una operación aritmética o lógica es cero. Si Z=1, el
resultado es cero; si Z=0, el resultado es diferente de cero
- S (signo): Indica el signo aritmético del resultado después de una operación aritmética o
lógica. Si S=1, el bit del signo (el bit del extremo izquierdo de un número) se encuentra
activado o es negativo; si S=0, el bit de signo esta inactivado o es positivo.
- T (trampa): Habilita la función de captura de errores por medio de una característica de
depuración del µP. Si la bandera T esta habilitada (1), el µP interrumpe el flujo de un
programa bajo las condiciones especificadas en los registros de depuración y los de
control. Si T esta en cero lógico, la función de depuración se encuentra deshabilitada.
- I (interrupción): Controla la operación de la terminar de entrada INTR(solicitud de
interrupción). El estado del bit de bandera I es controlado por las instrucciones STI
(activar bandera de interrupción) y CLI (borrar bandera de interrupción)
- D (dirección): Controla la selección de incremento o decremento de los registros DI o
SI en instrucciones de cadenas. Si D=1, los registros disminuyen automáticamente; si
D=0, los registros aumentan automáticamente. La bandera D se activaron la instrucción
STD(activar bandera de dirección) y se desactiva con la instrucción CLD (borrar
bandera de dirección)
- O (sobre flujo): Se actúa si ocurre un sobre flujo al sumar o restar números con signo y
se excede la capacidad de la maquina
El formato del registro es:
0 D I T S Z
A
P
C
15
31
21
14
20
13
19
12
18
11
10
17
9
16
ID VIP VIF AC VM RF
15
8
14
NT
7
6
13
IOP
1
12
IOP
0
5
4
3
8
2
7
1
11
10
9
O
D
I T S Z
6
5
0
4
A
3
2
P
1
0
C
←––––8086/8088/80186/80188–––––––→
←––––––––––––––––––––––80286––––––––––––––––→
←––––––––––––––––––––––––––––––––80386/8986DX––––––––––––→
←––––––––––––––––––––––––––––––––––––––80486SX–––––––––––––––→
←––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––Pentium/Pentium II–––––––––––→
-
IOPL: (nivel de privilegio de E/S) Dependiendo el nivel de privilegio actual, determina
si se ejecuta E/S sin impedimento o si es menor que el nivel actual, y ocurre una
interrupción.
NT (tarea anidada): Señala que tarea actual esta anidada pro software dentro de otra, en
el modo protegido de operación.
RF (reanudar): Se utiliza durante la depuración para controlar la reanudacion de la
ejecución después de la siguiente instrucción.
VM (modo virtual): Selecciona la operación en modo virtual de un sistema que se
encuentra en modo protegido, permitiendo la coexistencia en memoria de múltiples
particiones del DOS
AC (verificación de alineación): Se activa al direccionar una palabra o una doble
palabra en una dirección que no es un número par (para palabras) o múltiplo de 4 (para
palabras dobles)
VIF (bandera de interrupción virtual): Copia del bit de bandera de interrupción
VIP (interrupción virtud pendiente): proporciona información sobre una interrupción en
modo virtual o interrupciones pendientes.
ID (identificación): Señala la aceptación de la instrucción CDPUID (instrucción que
proporciona al sistema información sobre el microprocesador, tal como el num. de
versión y el fabricante)
Modos de direccionamientos
Los modos de direccionamientos de datos incluyen los de:
- registro
- inmediato
- directo
- indirecto por registro
- base mas índice
- relativo por registros
- relativo por base más índice
Los modos de direccionamiento de memoria de programa son:
- relativo al programa
- directo
- indirecto
Modos de direccionamiento de datos
Para explicarlos se usa la instrucción mov usada de la siguiente forma:
mov destino, fuente
- Direccionamiento por registro: Transfiere el dato de un registro a otro registro. Por
ejemplo: mov cx, dx
- Direccionamiento inmediato: Transfiere un dato (constante) a un registro. Por ejemplo:
mov al,22
- Direccionamiento directo: Transfiere un dato entre una localidad de memoria y un
registro. Por ejemplo: mov cx,[ab23]
- Direccionamiento indirecto por registro: Transfiere un dato entre un registro a una
localidad de memoria direccionada por bx. Por ejemplo: mov ax, [bx]
- Direccionamiento base mas índice: Transfiere un dato entre un registro y una localidad
de memoria direccionada por un registro base (BP o BX) + un registro índice (DI o SI). Por
ejemplo: mov [BX + di], cl
- Direccionamiento relativo por registro: Transfiere un dato entre un registro y una
localidad de memoria direccionada por un registro índice o un registro de base + un
desplazamiento. Por ejemplo: mov ax,[bx + 4]
- Direccionamiento relativo base mas índice: Transfiere un dato entre un registro y una
localidad de memoria direccionada por un registro índice o un registro de base + un índice + un
desplazamiento. Por ejemplo: mov ax,[bx + di + 4]
Modos de direccionamiento de memoria de programa.
Se utilizan en las instrucciones jump (salto) y call (llamada), tiene 3 configuraciones distintas:
directa, relativa e indirecta.
- Direccionamiento directo a la memoria del programa. Se utiliza en los µP en los saltas
incondicionales (brincos) y llamadas. Las instrucciones que realizan direccionamiento directo a
la memoria almacenan la dirección junto con el código de operación. Por ejemplo: jmp
F000:FFF0 o call F000:FFF0
Estas instrucciones cargan cs con F000 e ip con FFF0; el brinco (jmp) cuando se realiza entre
segmentos (como el del ejemplo) se dice que es un “brinco lejano” y cuando solo es dentro de su
mismo segmento se dice que es un “brinco cercano” como por ejemplo:
jmp 0100 en el que solo carga ip con 0100.
- Direccionamiento relativo de memoria de programa. El termino “relativo” indica
“relación con el ip”. Por ejemplo: jmp[2] carga en ip = ip + 2 de tal forma que se “brinca” el
numero de bytes indicados desde donde actualmente se encuentra.
Cuando el “brinco es corto” el desplazamiento es de solo un byte (cuyo valor esta entre +127 y –
128); si el “brinco es cerceno” el desplazamiento es de 2 bytes (en tal caso el valor esta entre
+32k y –32k). Los ensambladores calculan en forma automática la distancia del desplazamiento
y seleccionan el tipo de direccionamiento relativo (1 o 2 bytes y hasta 4 bytes en µP 386 y 486).
- Direccionamiento indirecto de memoria de programa. De la familia de µP 8086
permite cierto numero de formas de direccionamiento indirecto de la memoria de programa
usando las instrucciones jmp y call, lo que se realiza usando cualquier registro (AX, BX, CX,
DX, SP, BP, DI, o SI) o relativo a registro ([BP], [BX], [DI], o [SI]) y registro relativo con un
desplazamiento, así por ejemplo:
jmp ax -brinca a localidad direccionada por ax del segmento actual
jmp [bx] -brinca a localidad del segmento actual almacenada en ds:bx
jmp[di + 2] -brinca a localidad (del segmento actual) almacenada en la dirección ds: di +
2
jmp saltos [bx] -brinca a la localidad (en el segmento actual) direccionada por salto + bx
donde saltos dw A0C0
dw F0C1
dw 00C2
dw B0C3
- Direccionamiento de la pila de memoria. La pila de memoria emplea el sistema LIFO
(ultimo en entrar, primero en salir), los datos se colocan en la pila con una instrucción push y se
recuperan con una pop.
La instrucción call usa la pila para guardar la dirección de la que partió y la instrucción ret
recupera de la pila la dirección a la que hay que retornar.
Así por ejemplo si se hace:
mov ax, F000
push ax
mov ax, FFF0
ret
se colocan en cs: ip tales valores.
La pila de memoria se mantiene con el registro sp (apuntador de pila) y el ss (segmento de pila)
formando la dirección ss:sp
Instrucciones para transferir datos (uso de mov)
El mas común es empleando la instrucción mov. Por ejemplo:
mov dl,[di]
: transfiere el contenido de la memoria de datos al registro dl.
mov [1000],dl
:transfiere el contenido del registro dl a la localidad de memoria 1000 del
segmento de datos.
mov word ptr[bx+0100],al : esta instrucción transfiere el contenido del registro al al la
localidad de memoria de tamaño de palabra direccionada por ds:bx0100.
mov byte ptr[bx+0100],dl : igual a la anterior pero ahora es apuntador a memoria de tamaño
de un byte.
Uso de la instrucción push
En µP 8086 y 286 transfiere 2 bytes de datos a la pila y en µP 80380 y 486 transfiere 2 o 4 bytes
según sea el tamaño del registro o la localidad de memoria.
PUSH salva en la pila cualquier registro interno, datos inmediatos o datos de memoria.
pusha ► salva todos los registros internos excepto al de segmento de pila. Los almacena
en el orden ax, cx, dx, bx, sp, bp, si, di.
pushf ► salva registro de bandera.
pop ► (lo contrario de push), transfiere datos de la pila y los carga en los distintos que
pueden ser registros o localidad de memoria.
popf ► recupera el dato en pila y coloca en registro de banderas.
popa ► recupera todos los registros en el orden di, si, bp, sp, bx, dx, cx y ax.
LEA – carga un registro con la dirección de desplazamiento de los datos especificada en el
operando. Por ejemplo lea bx,[di] ► carga el contenido de [di] en ax es muy parecido a mov y es
equivalente en la instrucción en el ejemplo que
mov bx,offset tabla
lea bx,tabla
cargan la dirección de desplazamiento de la localidad “tabla” de la memoria en bx.
LSD – (solo para 386 y 486) carga registros con una dirección de desplazamiento y al registro ds.
Ejemplo: lds bx,[di] ► carga el dato de 32 bits en [di] en bx y ds.
LES, LFS, LGS y LSS se usan como lo anterior pero cada una empleada con su respectivo
segmento.
Transferencia de cadenas de datos.
LODS – carga al o ax con datos almacenadas en la dirección de desplazamiento dada por si en el
segmento de datos.
Ejemplo: LODS Lista ► se hace Al=[si]
LODSB Lista ► se hace al=[si] cargando solo un byte
LODSW Lista ► igual pero carga una palabra en ax
STOS – almacena al o ax en el segmento extra en la localidad direccionada por el registro di.
Ejemplos: STOSB [di] ← al
STOSW [di] ← ax
Si se usa REP hace que se repita la instrucción de cadena decrementandose cx hasta que cx = 0 y
dado que di se autoincrementa o autodecrementa dependiendo de la bandera de dirección D (D =
0 autoincrementa).
MOV – transfiere datos de una localidad a otra en memoria. Es la única transferencia de
memoria a memoria que realiza el µP. Se transfiere un byte o palabra desde la localidad DS[SI] a
la localidad ES:DI. Ejemplos:
mov sb ► transfiere un byte de [DI] ← [SI]
mov sw ► transfiere una palabra de [DI] ← [SI]
XCHG – intercambia el contenido de un registro con el otro o alguna localidad de memoria. Por
ejemplo:
xchg[di],ax ► hace [di] ↔ ax
No funciona con registros de segmentos ni intercambio entre localidades de memoria.
XLAT – carga en el registro al dato en memoria cuya dirección es [Alt+bx] asi xlat hace al ←
[al+bx]
IN – transfiere un dato desde un dispositivo de E/S al registro al o ax del µP. Por ejemplo: in
ax,dx o in al,0B10
OUT – transfiere un dato en al o ax a un dispositivo de E/S. Por ejemplo: out 0B10,ax o out
dx,al.
Para hacer cambios de segmentos al que se refiere una instrucción de movimiento de datos se
añade al principio de una instrucción un prefijo con el segmento al que se hace referencia, asi por
ejemplo:
mov ax,[di] hace ax ← [di] el dato se obtiene del segmento de datos
mov ax,cs:[di] el dato se obtiene del segmento de código
Instrucciones aritméticas y lógicas
ADD – suma binaria. Ejemplos
add al,bl → al = al + bl
add bx,0ABC → bx = bx + 0ABC
add [bx+di],dl → contenido de [bx+di] = contenido de [bx+di]+dl
en la operación de suma se modifica el contenido de las banderas de signo, cero, acarreo auxiliar,
paridad y sobreflujo del registro de banderas.
INC – suma de incremento, se agrega un 1 a un registro o a una localidad de la memoria. Esta
instrucción puede sumar 1 a cualquier registro o localidad de la memoria excepto a registro de
segmento. Por ejemplo:
inc di → di = di + 1
inc ax → ai = ai + 1
ADC – suma binaria con acarreo, igual que add pero además suma el bit de la bandera C de
acarreo a los datos des operando. Por ejemplo:
adc al,ah → al = al + ah + acarreo
adc [bx],dh → [bx] = [bx] + dh + acarreo
SUB – resta binaria. Por ejemplo:
sub cl,bl → cl = cl - bl
sub ax,sp → ax = ax – sp
sub [di]’A6 → [di] = [di] – A6
DEC – resta un 1 a un registro o al contenido de una localidad de memoria. Por ejemplo:
dec bx → bx = bx – 1
dec sp → sp = sp – 1
dec [di] → [di] = [di] – 1
SBB – resta con préstamo, igual que una resta pero ahora al resultado también se le resta la
bandera de acarreo. Por ejemplo:
sbb ah,al → ah = ah - al - acarreo
sbb ax,cx → ax = ax - cx - acarreo
sbb di,[bx] → di = di – [bx] – acarreo
CMP – comparación, es una resta que solo afecta los bits de bandera, se compara el contenido de
un registro o el de una localidad de memoria contra otro valor. No se permiten comparaciones
entre localidad de memoria y con registros de segmento. Por ejemplo:
cmp cl,bl → cl – bl y solo cambian las banderas
cmp [di],ch → [di] – ch y solo cambian las banderas
cmp ax,CA01 → ax-CA0 y solo cambian las banderas
IMUL – multiplicación de enteros con signos; el producto requiere encontrarse en al, el resultado
se encuentre en ax. Por ejemplo:
imul [bx] → ax = al * [bx]
imul dh → ax = al * dh
imul di → dx_ax = ax * di
MUL – multiplicación de enteros sin signo. Por ejemplo:
mul cl → ax = al * cl
mul cx → dx_ax = ax * cx
IDIV – división de enteros con signo, el dividendo se encuentra en ax, en al regresa el cociente y
en ah el residuo. Por ejemplo:
idiv bl →
idiv si →
DIV – división de enteros sin signo. Por ejemplo:
div cl →
div cx →
Instrucciones lógicas básicas
Estas instrucciones proporcionan el control directo de los bits de algún dato. Las operaciones
lógicas afecten el registro de banderas haciendo cero la de acarreo y sobreflujo y las restantes
dependen del resultado de la operación.
AND – Ejecuta multiplicación lógica genera un 1 si la entra es 1 y 0 en el otro caso. Se emplea
para borrar los bits de algún dato. Así por ejemplo:
mov al,37
and al,0F → enmascara los 4 bits mas significados de al por lo que al = 7 por lo que se
usa para convertir números ASCII a BCD
and ax,[di] o and [bx],cl
OR - Suma lógica, genera un 1 de salida si cualquiera de las entradas es 1. La salida es cero solo
si ambas son cero. Por ejemplo:
or ah,bl
or dx,[bx]
or [bx],cl
XOR – Es un or exclusivo. Si ambos entradas son iguales la salida es 0 y si son diferentes la
salida es 1. La instrucción se usa para invertir o complementar un dato. Por ejemplo:
xor ch,cl
xor dx,[si]
xor bx,0FA3h
TEST – Efectúa la operación AND pero no realiza el cambio en a prueba por lo que solo afecta
el registro de banderas. Es muy similar a la instrucción cmp (comparar). La instrucción hace
variar el bit cero del registro de banderas; al igual que ‘cmp’ test se usa antes de las instrucciones
de salto. Por ejemplo:
test al,1 → prueba bit menos significativo
jnz otro → si no fue cero salta a ‘otro’
test al,128 → prueba bit mas significativo
jnz mas → no es uno salta a ‘mas’
(para únicamente los 386 y 486)
{
BT – “Bit test”, prueba un bit del operando destino (especificado) en el operador fuente. Por
ejemplo:
bt ax,2 → prueba bit 4 de ax
BTC – Prueba y complementa el bit del operando destino especificado en el operando fuente. Por
ejemplo:
btc ax,3 → prueba y complementa el bit 3 de ax.
BTR – Prueba y hace 0 el bit del operando destino especificado en el operando fuente. Por
ejemplo:
btr ax,1 → prueba y hace cero el primer bit de ax.
}
NOT – Inversión lógica (complemento a uno), contiene un solo operando el cual se le invierte
todos los bits. Por ejemplo:
not ax → invierte los bits de ax
not [bx] → invierte los bits de dato en [bx]
NEG – Inversión aritmética con signo (complemento a dos), se efectúa el complemento a dos del
operando por lo que el signo del dato se invierte. Por ejemplo:
neg ch → ch se complementa a dos
neg [dl] → [dl] se complementa a dos
Instrucciones de corrimiento
Mueven o colocan números a izquierda o derecha dentro de un registro o localidad de memoria.
SHL – corrimiento a la izquierda. Por ejemplo:
shl ax,2 (1 o cl) → hace corrimiento lógico de ax 2 lugares a la izquierda.
SHR – corrimiento lógico a la derecha. Por ejemplo:
shr bx,3 (1 o cl) → hace corrimiento a la derecha de 3 posiciones.
SAL – corrimiento aritmético a la izquierda, es igual a shl.
SAR – corrimiento aritmético a la derecha por lo que el signo se copia igual (no se pierde).
Complemento a 2
Se emplea para representar números con signo:
Los números enteros son signo. Un registro de 16 bits representa cualquier numero entero entre 0
y 65535 (216-1), si el bit mas significativo se emplea para indicar el signo del numero, entonces
el mayor dato entero que puede representarse es de 15 bits mas uno de signo, o sea, datos entre 32767 y +32767. El µP utiliza aritmética con el complemento a 2, en parte, los números
positivos se representan de manera normal y los negativos por su complemento. Por ejemplo, el
número -79 se representa:
01001111b → 79d
complemento a 1
10110000b → se invierten todos los bits representativos
+
1b → se agrega 1 para complemento a 2
10110001b = – 79d
La representación es útil para realizar operación aritméticas, por ejemplo:
Si se desean restar los números
57d – 23d = 34d
Si representamos el –23d por su complemento a 2. La misma operación puede realizarse
como una suma, esto es:
57d + (76 + 1) = 57d + 77d = 134d
↑ se elimina el digito más significativo el cual
acarreo
es el
Rotaciones:
Estas instrucciones hacen “rotar” los bits del dato en un registro o localidad de memoria.
ROL – Rota a la izquierda los bits en una localidad de memoria o registro. Los bits que salen del
registro se colocan al principio del mismo. Ejemplo:
rol si,1 → rota si en un lugar a la izquierda
rol ax,cl → rota ax a la izquierda el numero de lugares indicados en cl
ROR – Rota a la derecha los bits de una localidad de memoria o registro. Los bits que salen del
registro se colocan al final del mismo. Ejemplo:
ror [bp],cl → rota el dato en [bp] cl veces a la derecha.
ror bx,1 → rota bx de un lugar a la derecha
RCL – Similar a ROL pero el dato rota además a trabes del bit de acarreo del registro de
banderas. Ejemplo:
rcl bl,1 → rota el dato en bl 1 vez a la derecha
rcl ax,cl → rota el dato ax el numero de veces indicado en cl a la izquierda
RCR – Similar a ROR pero el dato rota además a través del bit de acarreo del registro de
banderas. Ejemplo:
rcr ah,cl → rota ah el numero de lugares indicado en cl.
Instrucciones para rastreo de bits (solo en µP 386 y 486)
Estas instrucciones realicen una rotación de los bits de un operando buscando un 1.
BSF – Rastreo hacia delante el cual realiza la operación rol buscando el primer bit que sea a uno,
si se encuentra en 1 la instrucción pone a 1 la bandera de cero del registro de banderas y la
posición de dicho bit se carga en el operador de destino. Por ejemplo:
bsf ax,cx → en cx se pone el numero del bit donde se encuentro el primer 1 de ax.
En caso de no encontrar ningún 1 las instrucciones coloca 0 en el bit de cero del registro de
banderas.
Instrucciones para comparación de cadenas
Permiten probar el registro al, contra un dato en memoria.
SCASW – Igual que el anterior pero ahora es para palabra por lo que usa el registro ax.
SCASD – Igual que los anteriores pero para dobles palabras por lo que se compara el registro
EAX (solo para el µP 386 y 486).
Estas instrucciones pueden usar la bandera de dirección (D) del registro de banderas para
seleccionar incrementos o decrementos automáticos del registro DI así usando un prefijo es
posible repetir una búsqueda a lo largo de un bloque de memoria completo. Por ejemplo:
mov di,0140
mov cx,0100
mov al,55
repne scasb
Se apunta a una localidad de memoria, el contador se pone a 100 y se busca el dato 55 a lo largo
de todo ese bloque de memoria.
El prefijo repne (repite mientras no sea igual) hace que la instrucción scasb se repita mientras cx
no sea cero o hasta que exista la condición de igualdad.
El otro prefijo que puede usarse es repe (repetir mientras sea igual).
CMPSB – compara un byte en memoria direccionado por si se compara con el contenido de
memoria direccionado por di.
CMPSW – Igual al anterior pero para palabras
CMPSD – Igual que los anteriores pero para dobles palabras (solo µP 386 y 486).
Instrucciones de control de flujo
Saltos: Es un grupo de instrucciones para control del programa y que permita saltar secciones de
un programa transfiriendo el control a otra parte de la memoria. Se ejecutan cálculos numéricos y
basados en el resultado de estos los bits del registro de banderas cambian y estos son los
indicadores para ejecutar o no un salto.
JMP – Salto incondicional. No depende de ninguna bandera del registro de banderas para
llevarse a cabo, puede ser de tres tipos:
- corto
- cercano
- lejano
El salto corto ocupa 2 bytes así lo que permite transferir el programa a localidades entre +127 y –
128 bytes desde la localidad donde esta la instrucción.
El salto lejano es una instrucción de 3 bytes así que permite cambiar el flujo hasta de -/+32
Kbytes desde donde se localiza la instrucción.
El salto lejano es una instrucción de 5 bytes permitiendo brincar a cualquier localidad de
memoria dentro de la maquina. En µP 386 y 486 el brinco corto esta entre +/- 2 Gbytes si se
trabaja en el modo protegido y de 4 Gbytes si es lejano.
Salto Corto
Un salto corto se le llama también “salto relativo” porque se da hacia la misma dirección la
misma distancia encuéntrese en donde se encuentre la instrucción ya que la dirección a la que se
salta no esta en el código de operación sino que se almaneca el código y el desplazamiento a
ejecutarse, entonces: [codigo/desplazamiento] como por ejemplo jmp 100 de tal forma que al
registro ip se la suma el desplazamiento.
Salto Cercano
Similar al anterior pero ahora la distancia se encuentra dentro del tamaño del segmento de
código, ocupa un byte para el código y dos bytes para el desplazamiento por lo que el salto es de
una distancia de 16 bits con signo o sea +/-32 Kbytes de distancia e el salto. En los µP 386 y
486 el desplazamiento es de 32 bits con el signo o sea +/- 2 Gbytes.
Una característica importante de ambos tipos de salto es que al ser relativos al punto donde se
origina esto permite que el código colocado en cualquier parte de la memoria y funcionar
apropiadamente, esto se le llama programa relocalizable por lo que un S.O. puede cargarlo en
cualquier parte de la memoria.
Salto Lejano
Estos ocupan un byte de le instrucción y 4 con la dirección hacia donde se desea saltar, esto
implica desplazarse a cualquier parte de la memoria (salto entre-segmentos).
Brincos condicionales
En µP 386 y 486 los brincos condicionales son cortos y en 386 y 486 pueden ser cortos o
cercanos. Las instrucciones de brinco condicional prueban las banderas de signo cero o acarreo
o paridad o sobreflujo y si la condición es verdadera se ejecuta la transferencia. Estas son:
ja
c = 0 y z = 0 salta si esta por arriba de
jae
c=0
salta si esta arriba o no es igual a
jb
c=1
salta si esta por abajo de
jbe
c = 1 o z = 1 salta si esta por abajo o es igual a
jc
c=1
salta si hubo acarreo
je o jz
z=1
salta si fue igual a cero
jg
z = 0 y s = 0 salta si es mayor a
jge
s=0
salta si es mayor o igual a
jl
s≠0
salta si es menor que
jle
z = 1 o s ≠ 0 salta si es menor o igual a
jnc
c=0
salta si hubo acarreo
jne o jnz
z=0
salta si no fue igual a o no fue cero
jno
o=0
salta si no hubo sobreflujo
jns
s=0
salta si no hay signo
jnp/jpo
p=0
salta si no hay paridad o fue impar
jo
o=1
salta si no hubo sobreflujo
jp/jpe
p=1
salta si hay paridad
js
s=1
salta si hay signo
jcxz
cx = 0
salta si cx = 0
jecxz
ecx = 0
salta si ecx = 0
LOOP – Es realmente un decremento de cx y un brinco condicionado, esta instrucción
decrementa cx y si este no es igual a cero brinca a la dirección especificada. En µP 386 y 486 se
usa LOOPW para usar el registro cx y LOOPD si se usa ecx.
LOOPE – Es un loop condicional (similar al “rep”) “repite mientras sea igual”, el ciclo se
mantiene mientras la condición sea igual o cx no sea cero y sale del ciclo si la condición no es
igual o cx es cero, por ejemplo:
mov cx,10
otro :
cmp ah,al
loop otro → salto a ‘otro’ si cx = 0 y se cumple la comparación
LOOPNE – Similar al anterior pero ahora el salto se da si a condición no es igual o cx ≠ 0.
CALL
Transfiere el flujo del programa a un procedimiento (o subrutina), al ejecutarse se salvan en la
pila la dirección para el retorno y se regresan con la instrucción “net”.
Memoria
0000
S. O.
Registros a modificar
para desplazarse entre
la
memoria
del
código, datos y pila
de un programa
cs:ip →
Código
ds:bx →
Datos
ss:sp →
Pila
Programa
es
→
Extra
FFFFF
Call Cercano
Ocupa 3 bytes de longitud. El primer contiene el código de la operación. 2do y 3er el
desplazamiento o sea +/- 32 bytes.
En 386 y 486 el desplazamiento es de 32 bits o sea +/- 2 Gbytes.
Al ejecutar el call cercano se salva en la pila el registro ip y a ip = ip + desplazamiento (igual
que jmp cercano).
Call Lejano
Ocupa 5 bytes uno del código y dos para el desplazamiento por lo que puede saltar 2 pares, el
segmento cs a cualquier lugar de la memoria.
Al ejecutarse se guarda en la pila el ip y luego is.
Call con operandos registro
La instrucción call puede contener un operando registro el cual contiene la dirección del salto,
por ejemplo:
call si
call cs:bx
RET – Instrucción para retornar de una subrutina, obtiene de la pila un numero de 2 bytes y lo
coloca en ip (retorno cercano). En los µP 386 y 486 activos en modo registro protegido extrae 4
bytes de la pila y los coloca en EIP.
RETF – Instrucción para retorna de una subrutina, obtiene de la pila 4 bytes y los coloca en cs e
ip respectivamente.
En los µP 386 y 486 en modo protegido el retorno lejano obtiene de la pila 6 bytes, los primeros
4 se colocan en EIP y los 2 restantes en CS.
RET con operando
Si se usa ret 8 la instrucción suma el número 8 a SP antes del retorno de tal forma que se extraen
no últimos datos metidos a la pila sino anteriores a ellos.
INTERRUPCIONES
Una interrupción es una llamada generada por algún dispositivo físico del sistema (hardware) o
una llamada generada por un programa (software), sea cual sea su origen, el µP detendrá la
operación actual y cambiara el flujo de operaciones a otro lugar de la memoria.
Vector de interrupción
Este es un numero de 4 bytes y se almacenan en los primeros 1024 bytes de la memoria (00000003FF) que direcciona el µP en modo real por lo que no hay 256 vectores diferentes. Cada vector
contiene la dirección de una rutina de servicio (servicio de interrupción).
Cada vector contiene un valor de ip y uno de cs con la que se forma la dirección de memoria
donde se localiza el servicio de interrupción. Los dos primeros bytes se cargan en el ip y los dos
siguientes en cs.
Memoria CMOS en la AT
El CMOS es un tipo de memoria respaldada con batería por lo que no es volátil, se encuentra
ubicada en el mapa de memoria como dispositivo de E/S en las direcciones 070-071 por lo que el
acceso a elle es a través de las instrucciones “in” y “out”.
Intel reserva los primeros 32 vectores de interrupción para emplearse en el mismo µP (para
manejo de errores o excepciones), por ejemplo es posible generar interrupción 0 (la cual es un
servicio en caso de división por cero o por sobreflujo).
Los primeros 5 vectores de interrupción son idénticos en todos los µP desde 8086 hasta 486.
Las interrupciones dedicadas al µP son las siguientes:
- Int 0: división por cero.
- Int 1: modo paso a paso o de rampa; se de eso cada ejecución de una instrucción si esta
activo el bit TF (bandera de trampa) de registro de banderas. Al aceptar esta
interrupción se borra el bit TF para ejecutar ahora un interrupción.
- Int 2: interrupción de hardware no enmascaradle, se genera l colocar ‘1’ en la terminal
NMI del µP.
- Int 3: interrupción de un byte. Ocupa un solo byte y se emplea comúnmente para parar
un punto de ruptura en un programa para depararlo (se genera por la bandera TF).
- Int 4: interrupción de sobreflujo. Interrumpe el programa si existe un sobreflujo (la
bandera OF en alto).
- Int 5: Bound: Instrucción; compara un registro con dos palabras de datos en memoria.
Por ejemplo:
bound ax,[bx];
se genera si ax ≥ [bx] y ax ≤ [bx +1]
- Int 6: código invalido. Se genera si se encuentra una instrucción indefinida.
- Int 7: Coprocesador no disponible. Se genera cuando no se encuentra un coprocesador
después de ejecutar alguna instrucción ESC o WAIT y no se encuentra el coprocesador.
- Int 8: Falta Doble. Ocurre cuando se dan dos interrupciones durante la misma
instrucción.
- Int 9: Sobreflujo del segmento del coprocesador; se genera si la instrucción ESC se
extiende mas allá del desplazamiento FFFF.
- Int 10: Segmento de estado de tarea no valido; se genera si el segmento de estado de
tarea (TSS) es mayor a 002B.
-
-
Int 11: Segmento no presente, se genera si el bit P ≠ 0 en un descriptor (el segmento no
esta presente o no es valido).
Int 12: Desborde del segmento de piles, se genera si el segmento de pila no esta
presente o se ha excedido el limite del mismo.
Int 13: Protección general. Se genera al ocurre violaciones de la protección del µP
activo en modo protegido (µP 8028 a 486), estas violaciones son:
a) Limite excedido de la tabla de descripciones.
b) Reglas de privilegio violadas.
c) Se cargo un tipo no valido para el segmento del descriptor.
d) A escribir en el segmento de código que esta protegido.
e) Leer el segmento de solo ejecutar código.
f) Escribir el segmento de solo leer datos.
g) Limite excedido del segmento.
h) CPL ≠ 0 al ejecutar CTS, ALT, LGDT, LIOT, LLDT, LMSW o LTR.
i) CPL > IOPL al ejecutar CLI, IN, NS, LOCK, OUT, OUTS y STI
Int 14: Falla de acceso a pagina; se genera cuando falla el acceso a una pagina de
memoria en 386 y 486.
Int 16: Error del coprocesador; se genera cuando ocurre un error del coprocesador en
las instrucciones ESC y WAIT (µP 386).
Generando una interrupción
Al ocurrir alguna condición de interrupción ocurre lo siguiente:
1. Se salva el contenido del registro de banderas en la pila.
2. Se desactivan las banderas de interrupción (IF) y de trampa (TF) del registro de
banderas; esto deshabilita la terminal INTR y la característica de trampa.
3. Se salva el contenido del registro cs en la pila.
4. Se salva el contenido del registro ip en la pila.
5. Se recupera el contenido del vector de interrupción colocándolo en ip y cs de tal
forma que la siguiente instrucción que se ejecuta es el código de servicios de la
interrupción. Para terminar el código de servicio de la interrupción debe existir la
instrucción IRET la cual devuelve el estado original de las banderas IF y TF y se
recuperan de la pila los registros cs, ip.
Manejo de la interrupción dependiendo del registro de banderas
La bandera de interrupción (IF) y la de trampa (TF) se borran una vez que se salvan en la pila al
ocurrir una interrupción.
Cuando IF = 1 se permite que de la terminal INTR del µP pueda ocasionar una interrupción.
Cuando TF = 1 se ocasiona una interrupción de trampa de tal forma que al ejecutar una
instrucción se genera la interrupción 1, por esta razón se le llama trampa de paso a paso. Cuando
TF = 0 la ejecución del programa es normal.
Las instrucciones:
STI: carga un ‘1’ en IF por lo que habilita la terminal INTR del µP (activa
interrupciones).
CLI: desactiva interrupciones del hardware (terminal INTR del µP).
Orden de prioridad
Las interrupciones tienen un orden de prioridad, de forma que si ocurren dos de forma
simultánea es atendida la de prioridad más alta. El orden en que se atienden es el siguiente:
1º: Interrupciones (o excepciones) del procesador.
2º: Interrupciones software.
3º: Interrupciones de hardware (o periféricos) no enmascarables.
4º: Interrupciones hardware (o periféricos) enmascarables.
Interrupciones internas o excepciones:
Las genera la propia CPU cuando se produce una situación anormal o cuando llega el caso. Por
desgracia, IBM se saltó olímpicamente la especificación de Intel que reserva las interrupciones
0-31 para el procesador.
o
INT 0: error de división, generada automáticamente cuando el cociente no cabe en
el registro o el divisor es cero. Sólo puede ser generada mediante DIV o IDIV.
Hay una sutil diferencia de comportamiento ante esta interrupción según el tipo de
procesador: el 8088/8086 y los NEC V20 y V30 almacenan en la pila, como
cabría esperar, la dirección de la instrucción que sigue a la que causó la
excepción. Sin embargo, el 286 y superiores almacenan la dirección del DIV o
IDIV que causa la excepción.
o
INT 1: paso a paso, se produce tras cada instrucción cuando el procesador está en
modo traza (utilizada en depuración de programas).
o
INT 2: interrupción no enmascarable, tiene prioridad absoluta y se produce
incluso aunque estén inhibidas las interrupciones (con CLI) para indicar un hecho
muy urgente (fallo en la alimentación o error de paridad en la memoria).
o
INT 3: utilizada para poner puntos de ruptura en la depuración de programas,
debido a que es una instrucción de un solo byte muy cómoda de utilizar.
o
INT 4: desbordamiento, se dispara cuando se ejecuta un INTO y había
desbordamiento.
o
INT 5: rango excedido en la instrucción BOUND (sólo 286 y superiores). Ha sido
incorrectamente empleada por IBM para volcar la pantalla por impresora.
o
INT 6: código de operación inválido (sólo a partir del 286). Se produce al ejecutar
una instrucción indefinida, en la pila se almacena el CS:IP de la instrucción ilegal.
o
INT 7: dispositivo no disponible (sólo a partir del 286).
Interrupciones hardware:
Son las generadas por la circuitería del ordenador en respuesta a algún evento. Las más
importantes son:
o
INT 8: Se produce con una frecuencia periódica determinada por el canal 0 del
chip temporizador 8253/8254 (en la práctica, unas 18,2 veces por segundo). Como
desde esta interrupción se invoca a su vez a INT 1Ch -porque así lo dispuso IBM, es posible ligar un proceso a INT 1Ch para que se ejecute periódicamente.
o
INT 9: generada al pulsar o soltar una tecla.
o
INT 0Ah, 0Bh, 0Ch, 0Dh, 0Eh, 0Fh: Puertos serie, impresora y controladores de
disquete.
o
INT 70h, 71h, 72h, 73h, 74h, 75h, 76h, 77h: Generadas en los AT y máquinas
superiores por el segundo chip controlador de interrupciones.
Interrupciones de periféricos
El µP posee 2 terminales de entrada para interrupciones de periféricos:
- interrupción no enmascaradle NMI y
- Solicitud de interrupción INTR
Cuando se activa la terminal NMI ocurre la interrupción 2
La terminal INTR se debe decodificar externamente para seleccionar un vector. Es posible
escoger cualquier vector de interrupción para la terminal INTR el cual generalmente se
establezca como interrupción entre ZON y FFN.
- INTA: Es una terminal del µP pero es de salida y se utiliza como respuesta a la entrada
INTR.
Instrucciones para el control de µP
Son instrucciones que comúnmente se emplean en el control de hardware.
- Control de bit de la bandera de acarreo (CF) mediante las instrucciones STC (activa
acarreo) y CLC (desactiva acarreo) y CMC (complemento del acarreo).
- WAIT: Esta instrucción monitorea la terminal BUSY de los µP 286 y 386 y la terminal
TEST de los µP 8086 y 8088.
Al ejecutar la instrucción WAIT y la terminal BUSY = 0 no ocurre nada y se ejecuta
la siguiente instrucción normalmente pero si BUSY = 1 el µP espera hasta que la
terminal BUSY regresa a 0. BUSY es una terminal de entrada al µP y comúnmente se
conecta a la terminal BUSY del coprocesador numérico 8087-80387.
TABLA DE INTERRUPCIONES DEL SISTEMA
INT 00:
División por cero
INT 01:
Ejecución paso a paso
INT 02:
No Enmascarable (NMI)
INT 03:
Puntos de ruptura
INT 04:
Desbordamiento (INTO)
INT 05:
Volcar pantalla por impresora (BIOS)
INT 06:
Código de operación incorrecto
INT 07:
Reservada
INT 08:
IRQ 0: Contador de hora del sistema (BIOS)
INT 09:
IRQ 1: Interrupción de teclado (BIOS)
INT 0A:
IRQ 2: canal E/S, segundo 8259 del AT
INT 0B:
IRQ 3: COM2
INT 0C:
IRQ 4: COM1
INT 0D:
IRQ 5: disco duro XT, LPT2 en AT, retrazo vertical PCjr
INT 0E:
IRQ 6: Controlador del disquete
INT 0F:
IRQ 7: LPT1
INT 10:
Servicios de vídeo (BIOS)
INT 11:
Listado del equipo (BIOS)
INT 12:
Tamaño de memoria (BIOS)
INT 13:
Servicios de disco (BIOS)
INT 14:
Comunicaciones en serie (BIOS)
INT 15:
Servicios del sistema (BIOS)
INT 16:
Servicios de teclado (BIOS)
INT 17:
Servicios de impresora (BIOS)
INT 18:
IBM Basic (ROM del BASIC)
INT 19:
Arranque del sistema (BIOS)
INT 1A:
Fecha/hora del sistema
INT 1B:
Acción de CTRL-BREAK (BIOS)
INT 1C:
Proceso periódico del usuario (Usuario)
INT 1D:
Parámetros de vídeo (BIOS)
INT 1E:
Parámetros del disquete (BIOS)
INT 1F:
Tabla de caracteres gráficos (BIOS)
INT 20:
Fin de programa (DOS)
INT 21:
Servicio del sistema operativo (DOS)
INT 22:
Dirección de terminación (DOS)
INT 23:
DOS CTRL-BREAK (DOS)
INT 24:
Manipulador de errores críticos (DOS)
INT 25:
Lectura absoluta de disco (DOS)
INT 26:
Escritura absoluta en disco (DOS)
INT 27:
Terminar permaneciendo residente (DOS)
INT 28:
DOS Idle (programas residentes que usan funciones DOS)
INT 29:
DOS TTY (impresión en pantalla)
INT 2A:
Red local MS net
INT 2B-2D: Uso interno del DOS
INT 2E:
Procesos Batch (DOS)
INT 2F:
Multiplex (DOS)
INT 30:
Compatibilidad CP/M-80 (xx:YYyy en JMP XXxx:YYyy)
INT 31:
Compatibilidad CP/M-80 (XX en JMP XXxx:YYyy)
INT 32:
Reservada
INT 33:
Controlador del ratón
INT 34-3F: Reservadas
INT 40:
Interrupción de disquete (BIOS)
INT 41:
Parámetros del disco duro 1 (BIOS)
INT 42:
Apunta a la INT 10h original del BIOS si existe VGA
INT 43:
Caracteres gráficos EGA (BIOS)
INT 44-45: Reservadas
INT 46:
Parámetros del disco duro 2 (BIOS)
INT 47-49: Reservadas
INT 4A:
Alarma del usuario
INT 4B-5F: Reservadas
INT 60-66: Para uso de los programas
INT 67:
Interrupción de EMS (controlador EMS)
INT 68-6F: Reservadas
INT 70:
IRQ 8: Reloj de tiempo real AT (2º chip 8259-AT)
INT 71:
IRQ 9: IRQ 2 redireccionada (2º chip 8259-AT)
INT 72:
IRQ 10: reservada (2º chip 8259-AT)
INT 73:
IRQ 11: reservada (2º chip 8259-AT)
INT 74:
IRQ 12: interrupción de ratón IBM (2º chip 8259-AT)
INT 75:
IRQ 13: error de coprocesador matemático (2º chip 8259-AT)
INT 76:
IRQ 14: controlador disco fijo (2º chip 8259-AT)
INT 77:
IRQ 15: reservada (2º chip 8259-AT)
INT 78-7F: Reservadas
INT 80-85: Reservadas para el Basic
INT 86-F0: Usadas por el Basic
INT F1-FF: Para uso de los programas
Plan de memoria de IBM
FFFFFFFF
3.98 Gb Memoria extendía (386)
Memoria extendida
FFFFFF
14.9 Mb Memoria extendida (286/386)
110000
Memoria alta
(64 Kb)
100000
64 Kb HMA (286/386) para el nuvleo del DOS (AT)
- zona mas alta accesible por el DOS 64 Kb ROM BIOS (y/o memoria superior 386)
F0000
64 Kb EMS (PC/XT/AT) (o memoria superior 386)
E0000
Memoria Superior
(máximo 384 Kb)
64 Kb EMS (PC/XT/AT) (o memoria superior 386)
D0000
64 Kb extensiones de ROM (y/o memoria superior 386
C0000
128 Kb Memoria máxima de video direccionable
A0000
Memoria Convencional
(640 Kb)
638.5 Kb RAM de usuario (y núcleo del DOS PC/XT)
00600
Área de datos del DOS y del BASIS
00500
Variables de la BIOS y de las extensiones de ROM
00400
00000
Vectores de interrupción