Bazat e programimit në gjuhë të ulëta

Rikujtim: Kompjuterët përdorin bazën numerike 2 për paraqitje të numrave - numrat binar.

• BIT - një shifër e vetme (0 ose 1).
• NIBBLE - grupi i 4 bitave.
• BYTE - grupi i 8 bitave.
• WORD - grupi i 2 bajtave.
• DOUBLE WORD - grupi i 4 bajtave.

Kompjuteri ka:

• CPU - njësia procesorike dhe logjike.
• Memorien - varg bajtash ku secili bajt ka adresë unike.
• Busat - mundësojnë komunikimin mes komponenteve.

Brenda CPU gjenden njësi memorike të veçanta që njihen si regjistra dhe përdoren për ruajtje të përkohshme të të dhënave.

Radhitja e vargjeve të bajtave në memorie

• Big-endian - bajtat e rëndësisë së lartë ruhen së pari (në adresa të ulëta).
• Little-endian - bajtat e rëndësisë së ulët ruhen së pari (në adresa të ulëta).

Procesori 8086 është mikroprocesor 16-bitësh i dizajnuar nga Intel ndërmjet viteve 1976-1978.

8086 ka qenë implementimi i parë i arkitekturës së instruksioneve x86, e cila është arkitektura më e përdorur sot.

Procesori ekzekuton urdhëra të definuara në instruction setin (ISA).

Gjuha e ulët ku urdhërat jepen në nivel të ISA njihet si assembly language.

Vegla për emulim të 8086 - emu8086.

Notacioni i numrave në kod:

1. Numrat binar shënohen me prapashtesën b
2. Numrat heksadecimal fillojnë me 0 dhe kanë prapashtesën h
3. Numrat oktal kanë praprashtesën o

Regjistrat e procesorit 8086

Regjistrat mbajnë vlera 16-bitëshe.

Disa regjistra lejojnë qasjen në bajtin e ulët dhe të lartë.

Shembull: Regjistri AX është regjistër 16 bitësh ku AH paraqet 8 bitat e lartë ndërsa AL paraqet 8 bitat e ulët.

Regjistrat e përgjitshëm të 8086

• AX – regjistri akumulator (i ndarë në AH / AL).
• BX – regjistri bazë i adresave (i ndarë në BH / BL).
• CX - regjistri i numërimit ( i ndarë në CH / CL).
• DX – regjistri i të dhënave (i ndarë në DH / DL).
• SI – regjistri i indeksit të burimit.
• DI – regjistri i indeksit të destinacionit.
• BP – treguesi bazë.
• SP – treguesi i stackut.

AX (AH/AL) - regjistri akumulator

Përdoret për veprime aritmetikore dhe logjike. Në 8086 nuk jemi të obliguar t’i ruajmë rezultatet e llogaritjeve në akumulator.

BX (BH/BL) - regjistri bazë

Përdoret për të ruajtur shtesat (offset) e adresave gjatë qasjes në memorie.

CX (CH/CL) - regjistri i numërimit

Përdoret për të numëruar ciklet e unazës, anëtarët e vargut, etj.

DX (DH/DL) - regjistri i të dhënave

Përdoret për rezultatet e shumëzimit dhe pjesëtimit dhe specifikim të porteve në disa operacione hyrëse/dalëse.

SI - source index regjistri

Përdoret si pointer për adresim në të dhëna, shpesh për operacione me stringje.

Llogaritet si shtesa (offset) e adresës që gjendet në DS.

DI - destination index regjistri

Përdoret si pointer për adresim në të dhëna, shpesh për operacione me stringje.

Llogaritet si shtesa (offset) e adresës që gjendet në ES.

BP - base pointer

Përdoret për qasje në variablat lokale në stack.

Llogaritet si shtesa (offset) e adresës që gjendet në SS.

SP - stack pointer

Tregon adresën e elementit në maje të stackut.

Llogaritet si shtesa (offset) e adresës që gjendet në SS.

Segment regjistrat të 8086

Përdorën gjatë llogaritjes së adresave për qasje në memorie.

• CS - code segment, për programin aktual.
• DS - data segment, ku zakonisht ruhen variablat.
• ES - extra segment, që specifikohet nga programuesi.
• SS - stack segment, që tregon segmentin e stackut.

Gjatë adresimit përdorim këto terme:

Vlerat e adresës që gjenden në segment regjistrat CS, DS, SS, ES quhen segment.

Vlerat e adresës që gjendet në regjistrat e përgjithshëm BX, SI, DI, BP quhen offset (shtesë).

Gjatë qasjes në memorie adresa llogaritet duke shumëzuar vlerën e segment regjistrit me 10h (segmenti) dhe duke e mbledhur vlerën rezultuese me vlerën e regjistrit të përgjithshëm (offsetin).

Adresat e fituara njihen si adresa efektive.

Aritmetika me adresa bëhet për qëllim të qasjes në më shumë adresa sesa vetëm 16 bit (madhësia e regjistrave).

Procesorët pasardhës (32-bit dhe 64-bit) nuk kanë nevojë për operacione të tilla pasi që regjistrat kanë hapësirë të mjaftueshme për të paraqitur numër më të madh të adresave ($2^{32}$ dhe $2^{64}$).

Detyrë: Supozohet se në segment regjistër gjendet vlera 0AB45h dhe në regjistër të përgjitshëm gjendet vlera 00023h. Të llogaritet adresa efektive që paraqesin këta regjistra.

Për gjenerim të adresave përdoren kombinimet në tabelën e mëposhtme.

Nga secila kolonë mund të marrim (opsionalisht) nga një element dhe t’i mbledhim së bashku.

Relacionet e përgjithshme regjistër-segment:

• BX me DS
• SI me DS
• DI me ES
• BP me SS

Relacionet speciale:

• IP me CS
• SP me SS.

Regjistrat special të 8086

• IP - instruction pointer, paraqet shtesën (offset) e CS segmentit për ta adresuar instruksionin aktual.
• Flags (F) - paraqet statuset e procesorit pas veprimeve aritmetike/logjike.

Statuset e procesorit

• Carry Flag (CF) - kur kemi unsigned overflow.
• Parity Flag (PF) - kur kemi numër çift bitash në rezultat.
• Auxiliary Flag (AF) - kur kemi unsigned overflow në nibble të ulët.
• Zero Flag (ZF) - kur rezultati është zero.
• Sign Flag (SF) - kur rezultati është negativ.
• Trap Flag (TF) - për debugim.
• Interrupt enable flag (IF) - lejimi i interrupteve të jashtme.
• Direction Flag (DF) - drejtimi i disa operacioneve.
• Overflow Flag (OF) - kur kemi signed overflow.

Carry Flag ndezet nëse kemi bartje nga MSB gjatë mbledhjes.

Overflow Flag ndezet nëse mbledhja e dy numrave pozitiv jep numër negativ ose mbledhja e dy numrave negativ jep numër pozitiv.

Programimi në gjuhë të asamblerit

Sikur në gjuhët tjera programuese, programet shkruhen si listë e urdhërave.

Programi fillon ekzekutimin nga lart-poshtë dhe kur mbaron kthen kontrollën te sistemi operativ.

Programet zakonisht fillohen me direktivën ORG 100h.

ORG (origin) nuk është urdhër por direktivë që i tregon asamblerit të fillojë shkruarjen e kodit të makinës nga një shtesë e caktuar në segmentin aktual.

Kjo për shkak që programet e vjetra .COM kanë nisur ekzekutimin nga offseti 0x100.

Komentet shkruhen duke filluar me pikëpresje. Gjithçka pas ; injorohet nga asambleri.

Urdhëri RET bën kthimin nga nënprogrami, ngjashëm me urdhërin return të gjuhëve të larta.

Programi minimal:

ORG 100h
RET

që është ekuivalent me programin në gjuhën C:

void main() {
  return;
}

Urdhëri MOV është i ngjashëm me operatorin e barazimit = në gjuhë të larta programuese.

MOV DST, SRC merr vlerën nga burimi SRC dhe e ruan në destinacionin DST.

Kjo mund të ilustrohet me pseudokodin:

DST = SRC

Programi në vijim ruan vlerën heksadecimale 0x1234 në regjistrin AX dhe pastaj mbyllet:

ORG 100h
MOV AX, 01234h
RET

Pseudokodi në C:

void main() {
  AX = 0x1234;
  return;
}

Programi që shfaq shkronjën A në ekran:

ORG 100h ; directive required for a COM program.
MOV AX, 0B800h ; set AX to hexadecimal value of B800h.
MOV DS, AX ; copy value of AX to DS.
MOV CL, 'A' ; set CL to ASCII code of 'A', it is 41h.
MOV CH, 01011111b ; set CH to binary value.
MOV BX, 15Eh ; set BX to 15Eh.
MOV [BX], CX ; copy contents of CX to memory at B800:015E
RET ; returns to operating system.