Wprowadzenie do informatyki Wykład 5 (c) Jerzy Nawrocki Wprowadzenie do informatyki Wykład 5 Język asemblera Jerzy.Nawrocki@put.poznan.pl http://www.cs.put.poznan.pl/~nawrocki/ics/ Copyright, 2001 © Jerzy R. Nawrocki Wprowadzenie do informatyki, Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Plan wykładu Prosty program DEBUG Arytmetyka heksadecymalna Liczby ujemne Koncepcja von Neumanna Rozkazy skoku J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Prosty program Rejestry AX 3 BX CX 7 DX 1 SI 8 DI 2 var ax, bx, cx, dx, si, di: integer; Pascal J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Prosty program Instrukcja p := p + z Pascal ADD p, z ax := ax + bx + 2 add ax, bx add ax, 2 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Struktura najprostszego programu Prosty program Struktura najprostszego programu Czasami najwięcej rzucają cienia właśnie wyjaśnienia. Dlaczego tak? code segment assume cs: code start: instrukcje code ends end start J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Prosty program Przykład programu ax := ax + bx + cx prog segment assume cs: prog start: add ax, bx add ax, cx int 3 prog ends end start Koniec pracy J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Prosty program Kompilacja – pierwszy krok Zapisz program w pliku prog.asm J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Uproszczony schemat kompilacji J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Prosty program Uproszczony schemat kompilacji prog.obj MASM LINK prog.exe prog.asm prog.lst J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Prosty program Kompilacja - MASM Polecenie Błędy Ostrzeżenia J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Kompilacja – Listing kompilacji J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Prosty program Kompilacja – Listing kompilacji Numer wiersza Adres względny Tekst programu Kod przekładu J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Nieistotne ostrzeżenie J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Prosty program Kompilacja - LINK Polecenie Nieistotne ostrzeżenie J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Prosty program Uruchomienie - DEBUG J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Plan wykładu Prosty program DEBUG Arytmetyka heksadecymalna Liczby ujemne Koncepcja von Neumanna Rozkazy skoku J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Najważniejsze komendy J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 DEBUG Najważniejsze komendy R rejestr (Register) G (Go) Q (Quit) J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 DEBUG - przykład sesji - rax AX 0000 : 1 - rbx BX 0000 2 : Wynik - rcx CX 0005 : 3 - g AX=0006 BX=0002 CX=0003 DX=0000 SP=0000 DS=198C ES=198C SS=199C CS=199C IP=0004 199C:0004 CC INT 3 - q Nast. instrukcja J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 DEBUG - przykład sesji MS DOS DEBUG MS DOS J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Częściowe podsumowanie Hura! Ale to proste! Umiemy już: napisać program, skompilować go, uruchomić. J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 DEBUG - inna sesja Dziwne! 6 + 6 + 6 = 18 czy 12? J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Plan wykładu Prosty program DEBUG Arytmetyka heksadecymalna Liczby ujemne Koncepcja von Neumanna Rozkazy skoku J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Cyfry 0 do 9 A 10 B 11 C 12 D 13 E 14 F 15 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna System dziesiętny 12310 1*102 + 2* 101 + 3* 100 = 100 + 20 + 3 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna System szesnastkowy 12316 1*162 + 2* 161 + 3* 160 = 256 + 32 + 3 = 29110 1216 = 1*161 + 2*160 = 16 + 2 = 1810 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Aha! 1216 = 1810 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Dodawanie metodą pośrednią 28F16 + 37F16 + 155010 11 2*256 + 8*16 + 15 65510 3*256 + 7*16 + 15 89510 60E16 6*256 + 0*16 + 14 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Dodawanie metodą bezpośrednią 28F + 37F J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Dodawanie metodą bezpośrednią F16 + F16 = 1510 + 1510= 3010 3010 : 1610 = 1 reszta 1410= 1 reszta E16 28F + 37F J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Dodawanie metodą bezpośrednią F16 + F16 = 1510 + 1510= 3010 3010 : 1610 = 1 reszta 1410= 1 reszta E16 1 28F + 37F E J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Dodawanie metodą bezpośrednią 1 28F + 37F E J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Dodawanie metodą bezpośrednią 1 + 816 + 716 = = 1610 1610 : 1610 = 1 reszta 010= 1 reszta 016 1 28F + 37F E J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Dodawanie metodą bezpośrednią 1 + 816 + 716 = = 1610 1610 : 1610 = 1 reszta 010= 1 reszta 016 11 28F + 37F 0E J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Dodawanie metodą bezpośrednią 11 28F + 37F 0E J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Dodawanie metodą bezpośrednią 1 + 216 + 316 = = 610 610 : 1610 = 0 reszta 610= 0 reszta 616 11 28F + 37F 0E J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Dodawanie metodą bezpośrednią 1 + 216 + 316 = = 610 610 : 1610 = 0 reszta 610= 0 reszta 616 011 28F + 37F 60E J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna Dodawanie metodą bezpośrednią 011 28F + 37F 60E J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna ax:= ax + bx + cx 011 28F + 37F 60E J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna ax:= ax + bx + cx Nie można prościej? J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna ax := bx + cx prog segment assume cs: prog start: mov ax, bx add ax, cx int 3 prog ends end start MOV c, z move c := z Pascal J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna ax:= bx + cx 011 28F + 37F 60E J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna ax := bx - cx prog segment assume cs: prog start: mov ax, bx sub ax, cx int 3 prog ends end start subtract SUB c, z c := c - z Pascal J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Arytmetyka heksadecymalna ax := bx - cx A czy można tak? prog segment assume cs: prog start: sub bx, cx mov ax, bx int 3 prog ends end start J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Plan wykładu Prosty program DEBUG Arytmetyka heksadecymalna Liczby ujemne Koncepcja von Neumanna Rozkazy skoku J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Liczby ujemne Uzupełnienie do 2 b jeśli b  0 2n - |b| jeśli b < 0 kod (b) = n bitów daje przedział: [-2n-1 , 2n-1 - 1] J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Liczby ujemne 4 bity kod(b) 15 b 7 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Liczby ujemne 3 bity 3 3 2 2 1 1 0 0 -1 7 -2 6 -3 5 -4 4 Liczba Kod 23 - |b| J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Liczby ujemne 16 bitów 32767 7FFF ... ... 1 1 0 0 -1 FFFF -32767 8001 -32768 8000 1111 FFFF + 2 0001 -1 + 2 1 = J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Liczby ujemne ax:= bx + cx 1111 FFFF + 2 0001 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Liczby ujemne Zmiana znaku 5  -5 -7  7 0  F 1  E 2  D 3  C 4  B 5  A 6  9 7  8 F - cyfra 1. Zaneguj bity (0 1, 1 0) 2. Dodaj 1 FFFF = -1 0000 0001 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Liczby ujemne Zmiana znaku 0  F 1  E 2  D 3  C 4  B 5  A 6  9 7  8 1. Zaneguj bity (0 1, 1 0) 2. Dodaj 1 F - cyfra 0002 FFFD FFFE = -2 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Liczby ujemne ax := - ax prog segment assume cs: prog start: neg ax int 3 prog ends end start NEG c negation c := -c Pascal J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Liczby ujemne ax := - ax J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Plan wykładu Prosty program DEBUG Arytmetyka heksadecymalna Liczby ujemne Koncepcja von Neumanna Rozkazy skoku J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Koncepcja von Neumanna Specjalizowane kalkulatory (obliczanie toru pocisku) a uniwersalne komputery Jak zrealizować uniwersalność: program jako łącznice kablowe program jako dane przechowywane w pamięci (koncepcja von Neumanna) J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Koncepcja von Neumanna Dwie fazy: 1. Ściąganie rozkazu i jego dekodowanie 2. Wykonanie rozkazu Specjalny rejestr (licznik rozkazów) pokazuje następny rozkaz do wykonania. J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Koncepcja von Neumanna Przykładowe kody rozkazów Kod Rozkaz Przykład 1 MovRegCon(R, C) 1 1 1 R1  1 2 MovRegReg(Rd, Rs) 2 2 1 R2  R1 3 AddRegReg(Rd, Rs) 3 1 2 R1  R1+R2 4 SubRegReg(Rd, Rs) 4 2 1 R2  R2–R1 5 NegReg(R) 5 2 R2  - R2 6 Int(C) 6 3 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Koncepcja von Neumanna ax := bx - cx prog segment assume cs: prog start: mov ax, bx sub ax, cx int 3 prog ends end start 2 0 1 4 0 2 6 3 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Koncepcja von Neumanna ax := bx - cx 10 2 MovRegReg 10 Licznik rozkazów ax ax bx 5 cx 3 1 bx 13 4 SubRegReg ax 2 cx 16 6 Int 3 18 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Koncepcja von Neumanna ax := bx - cx 10 2 MovRegReg ax ax bx cx 1 bx 5 3 13 4 SubRegReg ax 10 2 cx 16 6 Int Licznik rozkazów 3 1. Ściągnięcie rozkazu z pamięci 18 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Koncepcja von Neumanna ax := bx - cx 10 2 MovRegReg ax ax bx cx 1 bx 5 3 13 4 SubRegReg ax 13 2 cx 16 6 Int Licznik rozkazów 3 1a. Ustawienie licznika na następny rozkaz 18 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Koncepcja von Neumanna ax := bx - cx 10 2 MovRegReg ax ax bx cx 1 bx 5 3 13 4 SubRegReg ax 5 13 2 cx 16 6 Int Licznik rozkazów 3 2. Wykonanie rozkazu 18 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Koncepcja von Neumanna ax := bx - cx 10 2 MovRegReg ax ax bx cx 1 bx 5 3 13 4 SubRegReg ax 5 13 2 cx 16 6 Int Licznik rozkazów 3 1. Ściągnięcie rozkazu z pamięci 18 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Koncepcja von Neumanna ax := bx - cx 10 2 MovRegReg ax ax bx cx 1 bx 5 3 13 4 SubRegReg ax 5 16 2 cx 16 6 Int Licznik rozkazów 3 1a. Ustawienie licznika na następny rozkaz 18 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Koncepcja von Neumanna ax := bx - cx 10 2 MovRegReg ax ax bx cx 1 bx 5 3 13 4 SubRegReg ax 5 16 2 cx 16 6 Int 2 Licznik rozkazów 3 18 2. Wykonanie rozkazu J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Plan wykładu Prosty program DEBUG Arytmetyka heksadecymalna Liczby ujemne Koncepcja von Neumanna Rozkazy skoku J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Rozkazy skoku Skoki warunkowe SF ZF . . . PSW if c = z then begin . . . end; Pascal compare CMP c, z JNE e . . . e: jump if not equal J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Rozkazy skoku Skoki warunkowe Pascal if c <> z then ... jump if equal JE e jump if not less JNL e if c < z then ... jump if greater JG e if c <= z then ... jump if not greater JNG e if c > z then ... jump if less JL e if c >= z then ... J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Skoki warunkowe - przykład J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Rozkazy skoku Skoki warunkowe - przykład ax := min {bx, cx} mov ax, bx cmp ax, cx jle ok mov ax, cx ok: int 3 ax:= bx; if ax > cx then ax:= cx J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Rozkazy skoku Skok bezwarunkowy while c = z do begin . . . end; Pascal pocz: CMP c, z JNE kon . . . JMP pocz kon: c = z . . . Tak Nie jump J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Rozkazy skoku Skok bezwarunkowy if c = z then ins1 else ins2 Pascal CMP c, z JNE els ins1 JMP kon els: ins2 kon: c = z ins1 Tak Nie ins2 J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Skok bezwarunkowy - przykład J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Rozkazy skoku Skok bezwarunkowy - przykład ax := nwd {ax, bx} ax  bx ax > bx ax:=ax-bx bx:=bx-ax Tak Nie while ax <> bx do begin if ax > bx then ax:= ax - bx else bx:= bx - ax end; J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

Skok bezwarunkowy - przykład J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Rozkazy skoku Skok bezwarunkowy - przykład ax := nwd {ax, bx} whi: cmp ax, bx je kon jle els sub ax, bx jmp od els: sub bx, ax od: jmp whi kon: int 3 while ax <> bx do begin if ax > bx then ax:= ax - bx else bx:= bx - ax end; J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Podsumowanie Rejestr - rodzaj zmiennej DEBUG - interfejs z użytkownikiem Reprezentacja heksadecymalna Pisanie programów w języku asemblera jest trudniejsze niż w języku wysokiego poziomu Wreszcie! J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Literatura J.Nawrocki, Programowanie komputerów IBM PC w języku asemblera metodą systematyczną, WPP, 1991.  J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5

J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5 Ocena wykładu 1. Wrażenie ogólne? (1 - 6) 2. Zbyt wolno czy zbyt szybko? 3. Czy dowiedziałeś się czegoś ważnego? 4. Co poprawić i jak? J.Nawrocki, Wprowadzenie .., Wykład 5