SOFTWARE BÁSICO.

SOFTWARE BÁSICO

Objetivos da Disciplina
Descrever o relacionamento entre a máquina, sua linguagem de baixo nível e as linguagens de alto nível usadas para programá-la, Programação em linguagem de alto nível para linguagens de baixo nível, Conversão de programa em linguagem de alto nível para linguagens de baixo nível, Conceitos sobre alocação de variáveis estáticas e dinâmicas, Técnicas de endereçamento.

Família INTEL 80X86 (32 bits) Registradores de Dados (32, 16, 8 bits)

Processador INTEL 80X86 Registradores: de propósito geral ou de dados;
de endereços (segmentos, apontadores e índices); sinalizadores de estado e controle (FLAGS); Registradores de propósito geral (de dados): – AX, BX, CX e DX • são todos registradores de 16 ou 32 bits • utilizados nas operações aritméticas e lógicas • podem ser usados como registradores de 16 ou 8 bits:

Processador INTEL 80X86 Registradores de propósito geral (de dados):
AX (acumulador)  utilizado como acumulador em operações aritméticas e lógicas; em instruções de E/S, ajuste decimal, conversão etc

BX (base)  usado como registrador BASE para referenciar posições de memória; BX armazena o endereço BASE de uma tabela ou vetor de dados, a partir do qual outras posições são obtidas adicionando-se um valor de deslocamento (offset). CX (contador)  utilizado em operações iterativas e repetitivas para contar bits, bytes ou palavras, podendo ser incrementado ou decrementado; CL funciona como um contador de 8 bits.

DX (dados)  utilizado em operações de multiplicação para armazenar parte de um produto de 32 bits, ou em operações de divisão, para armazenar o resto; utilizado em operações de E/S para especificar o endereço de uma porta de E/S.

Registro de Endereço

Registradores Apontador de Pilha e de índice:
– SP (stack pointer - apontador de pilha) é utilizado em conjunto com SS, para acessar a área de pilha na memória; aponta para o topo da pilha – atualizado automaticamente. – BP (base pointer - apontador base) é o ponteiro que, em conjunto com SS, permite acesso a dados dentro do segmento de pilha. – SI (source index - índice fonte) usado como registrador índice em alguns modos de endereçamento indireto, em conjunto com DS. – DI (destination index - índice destino) similar ao SI, atuando em conjunto com ES. • Obs: SI e DI facilitam a movimentação de dados armazenados em seqüência entre posições fonte (indicado por SI) e posições destino (indicado por DI).

Registradores Apontador de Pilha e de índice:
Registrador de Sinalizadores (FLAGS): – indica o estado do microprocessador após a execução de cada instrução; – conjunto de bits individuais, cada qual indicando alguma propriedade; – subdividem-se em: FLAGS da estado (status) e FLAGS de controle.

Registrador de Sinalizadores (FLAGS):

Flags de Estados: – CF - Flag de Carry • CF = 1  após instruções de soma que geram "vai um“; após instruções de subtração que geram "empréstimo" ("empresta um"); • CF = 0  caso contrário. – PF - Flag de paridade • PF = 1  caso o byte inferior do resultado de alguma operação aritmética ou lógica apresentar um número par de "1's"; • PF = 0  caso contrário (número impar).

ZF - Flag de Zero • ZF = 1  caso o resultado da última operação aritmética ou lógica seja igual a zero; • ZF = 0  caso contrário. SF - Flag de Sinal: utilizado para indicar se o número resultado é positivo ou negativo em termos da aritmética em Complemento de 2 (se não ocorrer erro de transbordamento - overflow). • SF = 1  número negativo; • SF = 0  número positivo. OF - Flag de Overflow (erro de transbordamento). • OF = 1  qualquer operação que produza overflow; • OF = 0  caso contrário.

Linguagem Assembly

Linguagem Assembly Campo Nome:
– Pode ser um rótulo de instrução, um nome de sub-rotina, um nome de variável, contendo de 1 a 31 caracteres, iniciando por uma letra ou um caractere especial e contendo somente letras, números e os caracteres especiais ? _ : % Exemplos: nomes válidos nomes inválidos - LOOP1: DOIS BITS - .TEST abc &A2.25 - SOMA_TOTAL #33

Linguagem Assembly Campo de Código de Operação:
– Contem o código de operação simbólico (mnemônico) – No caso de diretivas, contem o código de pseudoinstrução Exemplos: instruções diretivas - MOV MODEL - ADD STACK - INC nome PROC - JMP

Linguagem Assembly Campo de operandos:
• Instruções podem conter 0, 1 ou 2 operandos no 8086. Exemplos: NOP ; sem operandos: instrui para fazer nada INC AX ; um operando: soma 1 ao conteúdo de AX ADD $2, AX ; dois operandos: soma 2 ao conteúdo da ; palavra de memória A (variável A) Operandos imediatos (constrantes numéricas) devem começar com $

Linguagem Assembly No caso de instruções de dois operandos:
– o primeiro, operando fonte: não modificado pela instrução; – o segundo, operando destino: registrador ou posição de memória onde o resultado será armazenado, o conteúdo inicial será modificado; – os operandos são separados por uma vírgula. Campo de Comentário: – Um ponto-e-vírgula ( # ) marca o início deste campo;

Linguagem Assembly Formato de dados, variáveis e constantes
– decimal: $61 # é considerado decimal – hexa: 0x12 # é considerado hexadecimal

Linguagem Assembly Algumas instruções básicas do 8086
– mov origem, destino - movl origem, destino • Usada para transferir dados entre: – registrador e registrador – registrador e uma posição de memória – mover um número diretamente para um registrador ou posição de memória movw WORD1 ,%AX ; mov o conteúdo da mem WORD1 para AX movb $2, %AH ; transfere o num 2 para AH movb $0x4, %AH ; idem anterior: 4h para AH movb %BL, %AH ; mov o conteúdo BL para AH movw %CS, %AX ; transfere cópia do conteúdo de CS para AX

add origem, destino addl origem, destino sub origem, destino subl origem, destino and origem, destino andl origem, destino – Usadas para adicionar (ou subtrair) dados entre: • registrador e registrador • registrador e uma posição de memória • adicionar (ou subtrair) um número diretamente a (de) um registrador ou posição de memória

orl origem, destino xorl origem, destino imull origem, destino idivl origem, destino – Usadas para adicionar (ou subtrair) dados entre: • registrador e registrador • registrador e uma posição de memória • adicionar (ou subtrair) um número diretamente a (de) um registrador ou posição de memória

pushl f ; empilha origem popl d ; desempilha destino – Usadas para empilhar ou desempilhar: • pushl f ; (esp = esp – 4; mem[esp] = f) • popl d ; (d = mem[esp]; esp = esp + 4)

Linguagem Assembly ● f ou f1: operando fonte ou origem
● d: operando destino ou resultado ● Operandos imediatos (constantes numéricas) devem começar com $ ● Registradores devem iniciar com %eax ● Na mesma instrução, apenas um dos operandos pode ser do tipo mem ● O endereço de acesso à memória é calculado pela expressão: endereço(mem) = base + (index * scale) + disp ● A instrução cdq é usada para estender o sinal de %eax em %edx antes de executar a idivl

Linguagem Assembly

Linguagem Assembly Segmento de dados
– Contem a definição e declaração das variáveis. – Pode-se também fazer a atribuição de símbolos para constantes. Sintaxe: .DATA (segment data) Exemplo: .DATA WORD1 DW A8h BYTE1 DB 5 MENSAGEM DB ‘Isto e uma mensagem’ LF EQU 0Ah

Linguagem Assembly

Procedimentos e Funções
Uso da pilha: Endereço de retorno Passagem de parâmetros Armazenamento de variáveis locais ● Uso de registradores: %ebp é usado como apontador para parâmetros e variáveis locais na pilha O valor original do %ebp deve ser preservado Deve ser guardado na pilha no início da rotina e recuperado no final da rotina A instrução movl %esp,%ebp faz o %ebp apontar para os parâmetros e variáveis locais na pilha

Sequencia mínima de uma rotina
push %ebp # quarda %ebp original na pilha movl %esp, %ebp # %ebp aponta para parâmetros e # variáveis locais subl $N, %esp # reserva N bytes na pilha para # variáveis locais . . . movl %ebp, %esp # libera espaço reservado na pilha # para variáveis locais popl %ebp # recupera %ebp original da pilha # retorna ● %eax guarda o valor de retorno de uma função.

Pseudo instruções .date
indica um trecho de programa que será armazenado variáveis a: .int b: .int .text indica um trecho de programa que será armazenado no segmento de código .globl label declara o label global, visível por outros módulos

a = a + 10; addl $10,a #include <stdio.h> main() { int x; x = func(); printf("%d\n",x ); } .text .global func func: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $0, %esp movl $10, %eax movl %ebp,%esp popl %ebp ret

Uma instrução pode finalizar com l, w ou b, depende do tamanho do registrador da operação: "long" - 4 byte operands, instrução finaliza com 'l‘ - eax "word" - 2 byte operands, instrução finaliza com 'w' - ax "byte" - 1 byte operands, instrução finaliza com 'b' - ah #include <stdio.h> main() { int x; x = func(); printf("%d\n",x ); } .text .global func func: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $0, %esp movw $5, %ax addw $12, %ax movl %ebp,%esp popl %ebp ret

Uma instrução pode finalizar com l, w ou b, depende do tamanho do registrador da operação: "long" - 4 byte operands, instrução finaliza com 'l‘ - eax "word" - 2 byte operands, instrução finaliza com 'w' - ax "byte" - 1 byte operands, instrução finaliza com 'b' - ah #include <stdio.h> main() { int x; x = func(); printf("%d\n",x ); } .text .global func func: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $0, %esp movw $5, %ax addw $0x12, %ax movl %ebp,%esp popl %ebp ret

Uma instrução pode finalizar com l, w ou b, depende do tamanho do registrador da operação: "long" - 4 byte operands, instrução finaliza com 'l‘ - eax "word" - 2 byte operands, instrução finaliza com 'w' - ax "byte" - 1 byte operands, instrução finaliza com 'b' - ah #include <stdio.h> main() { int x; x = func(); printf("%d\n",x ); } .text .global func func: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $0, %esp movb $17, %al addb $15, %al movl %ebp,%esp popl %ebp ret

Uma instrução pode finalizar com l, w ou b, depende do tamanho do registrador da operação: "long" - 4 byte operands, instrução finaliza com 'l‘ - eax "word" - 2 byte operands, instrução finaliza com 'w' - ax "byte" - 1 byte operands, instrução finaliza com 'b' - ah #include <stdio.h> main() { int x; x = func(); printf("%d\n",x ); } .text .global func func: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $0, %esp movb $2, %al movb $2, %ah movl %ebp,%esp popl %ebp ret

a++ , a-- #include <stdio.h> main() { int x; x = func(); printf("%d\n",x ); } .text .global func func: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $0, %esp movl $12, %eax incl %eax decl %eax movl %ebp,%esp popl %ebp ret

a = a + b; a = a - b .text .globl func func: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $0, %esp movl $5,%eax addl $10,%eax movl %ebp,%esp popl %ebp ret movl $25,%eax subl $10,%eax

a = a & b; a = a * b .text .globl func func: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $0, %esp movl $11,%eax andl $10,%eax movl %ebp,%esp popl %ebp ret movl $5,%eax imull $6,%eax

a = a | b; a = a ^ b .text .globl func func: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $0, %esp movl $11,%eax orl $10,%eax movl %ebp,%esp popl %ebp ret xorl $10,%eax

section .data a: .int section .text .globl func func: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $0, %esp movl $15, a movl a, %eax addl $9, %eax movl %ebp,%esp popl %ebp ret b: .int movl $12, b addl b, %eax

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