CONJUNTO DE INSTRUCCIONES (Microprocesadores 8086/8088)

Se pueden clasificar en los siguientes grupos:

Instrucciones de Transferencia de Datos.

Estas instrucciones mueven datos de una parte a otra del sistema; desde y hacia la memoria principal, de y a los registros de datos, puertos de E/S y registros de segmentación.

Las instrucciones de transferencia de datos son las siguientes:

• MOV transfiere

• XCHG intercambia

• IN entrada

• OUT salida

• XLAT traduce usando una tabla

• LEA carga la dirección efectiva

• LDS carga el segmento de datos

• LES carga el segmento extra

• LAHF carga los indicadores en AH

• SAHF guarda AH en los indicadores

• PUSH FUENTE (sp) fuente

• POP DESTINO destino (sp)

Control de Bucles (instrucciones simples)

Estas posibilitan el grupo de control más elemental de nuestros programas. Un bucle es un bloque de código que se ejecuta varias veces. Hay 4 tipos de bucles básicos:

• Bucles sin fin

• Bucles por conteo

• Bucles hasta

• Bucles mientras

Las instrucciones de control de bucles son las siguientes:

• INC incrementar

• DEC decrementar

• LOOP realizar un bucle

• LOOPZ,LOOPE realizar un bucle si es cero

• LOOPNZ,LOOPNE realizar un bucle si no es cero

• JCXZ salta si CX es cero

Instrucciones de Prueba, Comparación y Saltos.

Este grupo es una continuación del anterior, incluye las siguientes instrucciones:

• TEST verifica

• CMP compara

• JMP salta

• JE, JZ salta si es igual a cero

• JNE, JNZ salta si no igual a cero

• JS salta si signo negativo

• JNS salta si signo no negativo

• JP, JPE salta si paridad par

• JNP, JOP salta si paridad impar

• JO salta si hay capacidad excedida

• JNO salta si no hay capacidad excedida

• JB, JNAE salta si por abajo (no encima o igual)

• JNB, JAE salta si no está por abajo (encima o igual)

• JBE, JNA salta si por abajo o igual (no encima)

• JNBE, JA salta si no por abajo o igual (encima)

• JL, JNGE salta si menor que (no mayor o igual)

• JNL, JGE salta si no menor que (mayor o igual)

• JLE, JNG salta si menor que o igual (no mayor)

• JNLE, JG salta si no menor que o igual (mayor)

Instrucciones de Llamado y Retorno de Subrutinas.

Para que los programas resulten eficientes y legibles tanto en lenguaje ensamblador como en lenguaje de alto nivel, resultan indispensables las subrutinas:

• CALL llamada a subrutina

• RET retorno al programa o subrutina que llamó

Instrucciones Aritméticas.

Estas instrucciones son las que realiza directamente el 8086/8088

a. Grupo de adición:

• ADD suma

• ADC suma con acarreo

• AAA ajuste ASCII para la suma

• DAA ajuste decimal para la suma

b. Grupo de sustracción:

• SUB resta

• SBB resta con acarreo negativo

• AAS ajuste ASCII para la resta

• DAS ajuste decimal para la resta

c. Grupo de multiplicación:

• MUL multiplicación

• IMUL multiplicación entera

• AAM ajuste ASCII para la multiplicación

d. Grupo de división:

• DIV división

• IDIV división entera

• AAD ajuste ASCII para la división

e. Conversiones:

• CBW pasar octeto a palabra

• CWD pasar palabra a doble palabra

• NEG negación

f. Tratamiento de cadenas:

Permiten el movimiento, comparación o búsqueda rápida en bloques de datos:

• MOVC transferir carácter de una cadena

• MOVW transferir palabra de una cadena

• CMPC comparar carácter de una cadena

• CMPW comparar palabra de una cadena

• SCAC buscar carácter de una cadena

• SCAW buscar palabra de una cadena

• LODC cargar carácter de una cadena

• LODW cargar palabra de una cadena

• STOC guardar carácter de una cadena

• STOW guardar palabra de una cadena

• REP repetir

• CLD poner a 0 el indicador de dirección

• STD poner a 1 el indicador de dirección

Instrucciones Lógicas.

Son operaciones bit a bit que trabajan sobre octetos o palabras completas:

• NOT negación

• AND producto lógico

• OR suma lógica

• XOR suma lógica exclusiva

Instrucciones de Desplazamiento, Rotación y Adeudos.

Básicamente permiten multiplicar y dividir por potencias de 2

• SHL, SAL desplazar a la izquierda (desplazamiento aritmético)

• SHR desplazar a la derecha

• SAR desplazamiento aritmético a la derecha

• ROL rotación a la izquierda

• ROR rotación a la derecha

• RCL rotación con acarreo a la izquierda

• RCR rotación con acarreo a la derecha

• CLC borrar acarreo

• STC poner acarreo a 1

Instrucciones de Pila.

Una de las funciones de la pila del sistema es la de salvaguardar (conservar) datos (la otra es la de salvaguardar las direcciones de retorno de las llamadas a subrutinas):

• PUSH introducir

• POP extraer

• PUSHF introducir indicadores

• POPF extraer indicadores

Instrucciones de Control del microprocesador.

Hay varias instrucciones para el control de la CPU, ya sea a ella sola, o en conjunción con otros procesadores:

• NOP no operación

• HLT parada

• WAIT espera

• LOCK bloquea

• ESC escape

Instrucciones de Interrupción.

• STI poner a 1 el indicador de interrupción

• CLI borrar el indicador de interrupción

• INT interrupción

• INTO interrupción por capacidad excedida (desbordamiento)

• IRET retorno de interrupción

Las instrucciones de transferencia condicional del control del programa se pueden clasificar en 3 grupos:

1. Instrucciones usadas para comparar dos enteros sin signo:

a. JA o JNBE. Salta si está arriba o salta si no está abajo o si no es igual (jump if above o jump if not below or equal) El salto se efectúa si la bandera ce CF = 0 o si la bandera de ZF = 0

b. JAE o JNB. Salta si está arriba o es igual o salta si no está abajo (jump if above or equal o jump if not below) El salto se efectúa si CF = 0.

c. JB o JNAE. Salta si está abajo o salta si no está arriba o si no es igual (jump if below or equal o jump if not above or equal) El salto se efectúa si CF=1.

d. JBE o JNA. Salta si está abajo o si es igual o salta si no está arriba (jump if below or equa o jump if not above) El salto se efectúa si CF = 1.

e. JE o JZ. Salta si es igual o salta si es cero (jump equal o jump if zero) El salto se efectúa si ZF = 1 (también se aplica a comparaciones de enteros con signo)

f. JNE o JNZ. Salta si no es igual o salta si no es cero (jump if not equal o jump if not zero) El salto se efectúa si ZF = 0 (también se aplica a comparaciones de enteros con signo)

2. Instrucciones usadas para comparar dos enteros con signo:

a. JG o JNLE. Salta si es más grande o salta si no es menor o igual (jump if greater o jump if not less or equal) El salto se efectúa si ZF = 0 o OF = SF.

b. JGE o JNL. Salta si es más grande o igual o salta si no es menor que (jump if greater or equal o jump if not less) El salto se efectúa si SF = OF.

c. JL o JNGE. Salta si es menor que o salta si no es mayor o igual (jump if less o jump if not greater or equal) El salto se efectúa si SF = OF.

d. JLE o JNG. Salta si es menor o igual o salta si no es más grande (jump if less or equal o jump if not greater) El salto se efectúa si ZF = 1 o SF = OF.

3. Instrucciones usadas según el estado de banderas:

a. JC Salta si hay acarreo (jump if carry) El salto se efectúa si CF = 1.

b. JNC Salta si no hay acarreo (jump if not carry) El salto se efectúa si CF = 0.

c. JNO Salta si no hay desbordamiento (jump if not overflow) El salto se efectúa si OF = 0.

d. JNP o JPO Salta si no hay paridad o salta si la paridad en non. El salto se efectúa si PF= 0.

e. JNS Salta si el signo está apagado (jump if not sign) El salto se efectúa si SF = 0.

f. JO Salta si hay desbordamiento (jump if overflow) El salto se efectúa si OF = 1.

g. JP o JPE Salta si hay paridad o salta si la paridad es par (jump if parity o jump if parity even) El salto se efectúa si PF = 1.

h. JS Salta si el signo está prendido (jump if sign set) El salto se efectúa si SF = 1.

Las comparaciones con signo van de acuerdo con la interpretación que usted le quiera dar a los bytes o palabras de su programa. Por ejemplo, suponga que tiene un byte cuyo valor es 11111111 en binario y que desea compararlo con otro cuyo valor es 00000000. ¿Es 11111111 mayor que 00000000? SÍ y NO, eso depende de la interpretación que usted le quiera dar. Si trabaja con números enteros sin signo SÍ LO SERÁ, pues 255 es mayor que 0. Por el contrario, si tiene signo entonces SERÁ MENOR puesto que -1 es siempre menor que 0.

Lo anterior lleva a seleccionar las instrucciones de comparación y de salto de acuerdo con la interpretación que se les dé a los bytes o palabras; reflexione sobre este punto.

Los saltos condicionales se encuentran limitados al rango de -128 a +127 bytes como máxima distancia, ya sea adelante o hacia atrás. Si desea efectuar un salto a mayores distancias es necesario crear una condición mixta entre saltos condicionales y no condicionales.

Iteraciones.

Con los saltos condicionales y no condicionales se pueden crear estructuras de iteración bastante complejas, aunque existen instrucciones específicas para ello tal como loop.

Esta instrucción es muy útil cuando se va a efectuar cierto bloque de instrucciones un número finito de veces. He aquí un ejemplo:

CUENTA: DW, 100

.

.

.

MOV CX, CUENTA

ITERA:

.

.

LOOP ITERA

El bloque de instrucciones que se encuentra entre la etiqueta ITERA y la instrucción loop será ejecutado hasta que el registro CX sea igual a 0. Cada vez que se ejecuta la instrucción loop, el registro CX es decrementado en 1 hasta llegar a 0.

Esta instrucción tiene la limitante de que debe encontrarse en el rango de +128 a -127 (máximo número de bytes entre ITERA y loop)

Iteraciones condicionales

Existen otras dos variantes de la instrucción loop. Las instrucciones loope y loopz decrementan CX e iteran si CX = 0 y ZF = 1, mientras que loopne y looppnz iteran si CX" 0 y ZF" 0. Un punto importante es que al decrementarse CX las banderas NO RESULTAN AFECTADAS. Por lo tanto, le corresponde a usted afectarlas

dentro del bloque de iteración.

FORMATO DE LAS INSTRUCCIONES

Cada instrucción en lenguaje ensamblador del 8088 está compuesta de 4 campos: etiqueta operación operando comentario.

El campo comentario se utiliza para propósitos de documentación y es opcional. Campo etiqueta: Una etiqueta debe comenzar con un carácter alfabético y puede contener hasta 31 caracteres, incluyendo:

• Letras de la A a la Z

• Números del 0 al 9

• Los símbolos especiales: - $ . @ %

No se puede utilizar un nombre que coincida con una palabra reservada o directiva del ensamblador. Si el nombre incluye un punto, entonces el punto debe ser el primer carácter.

Campo operación: Contiene el nemotécnico de la instrucción, que es de 2 a 6 caracteres.

Campo operando: Contiene la posición o posiciones donde están los datos que van a ser manipulados por la instrucción.

Campo comentario: Se utiliza para documentar el código fuente del ensamblador. Debe separarse del último campo por al menos un espacio e iniciar con ;.

Cuando inicia un comentario en una línea ésta deberá tener en la primera columna el carácter ;.

MODOS DE DIRECCIONAMIENTO Y GENERACIÓN DEL CÓDIGO OBJETO

Generación de la dirección de la instrucción.

Todos los registros internos del 8086/8088 son de 16 bits. El bus de dirección es de 20 bits, por lo que se usa más de un registro interno para generar la dirección de 20 bits.

Los 2 registros usados para la dirección de la instrucción son el IP y el CS. Se combinan en una forma especial para generar la dirección de 20 bits. dirección de 20 bits = 1610 * CS + IP

Por ejemplo: Si los registros CS e IP contienen los valores:

CS = 1000H

IP = 0414 H

La dirección de 20 bits es:

1610 * 1000H + 0414H = 10000H + 0414H = 10414H

Esta es la dirección en memoria desde la cual la nueva instrucción debe buscarse. Al registro IP se le refiere como offset, el registro CS * 1610 apunta a la dirección de nicio o segmento en memoria desde el cual se calcula el offset. La Figura A muestra gráficamente cómo se calcula la dirección de 20 bits.

Cada dirección generada por el 8086/8088 usa uno de los 4 registros de segmento. Este registro de segmento es recorrido 4 bits hacia la izquierda antes de ser sumado al offset.

La instrucción del CPU especifica cuáles registros internos se usan para generar el offset. Vamos a ver los diferentes modos de direccionamiento tomando como ejemplo la instrucción MOV.

Instrucción MOV

Transfiere un byte desde el operando fuente al operando destino. Tiene el siguiente formato:

MOV destino, fuente

Direccionamiento Inmediato

El operando fuente aparece en la instrucción. Un ejemplo, es el que mueve un valor constante a un registro interno.

MOV AX, 568

Direccionamiento a Registro

Indica que el operando a ser usado está contenido en uno de los registros internos de propósito general del CPU. En el caso de los registros AX, BX, CX o DX los registros pueden ser de 8 a 16 bits

Ejemplos:

MOV AX, BX ; AX . BX

MOV AL, BL ; AL . BL

Cuando usamos direccionamiento a registro, el CPU realiza las operaciones internamente, es decir, no se genera dirección de 20 bits para especificar el operando fuente.

Direccionamiento Directo

Especifica en la instrucción la localidad de memoria que contiene al operando. En este tipo de direccionamiento, se forma una dirección de 20 bits.

Ejemplo:

MOV CX, COUNT

El valor de COUNT es una constante. Es usada como el valor offset en el cálculo de la dirección de 20 bits

El 8086/8088 siempre usa un registro de segmento cuando calcula una dirección física. ¿Cuál registro se debe usar para esta instrucción? Respuesta: DS

En la Figura B, se muestra el cálculo de la dirección desde la cual se tomará el dato que se carga en CX.

Este es el segmento por omisión que se usa. Sin embargo, cualquiera de los 4 segmentos puede usarse. Esto se efectúa especificando el registro apropiado en la instrucción.

Por ejemplo, suponga que deseamos usar el registro ES en lugar del DS:

MOV CX, ES: COUNT

Direccionamiento de Registro Indirecto

Con el modo de direccionamiento de registro índice, la dirección offset de 16 bits está contenida en un registro base o registro índice. Esto es, la dirección reside en el registro BX, BP, SI o DI.

Ejemplo:

MOV AX, [SI]

El valor de 16 bits contenido en el registro SI debe ser el offset usado para calcular la dirección de 20 bits.

Otra vez, debe usarse un registro de segmento para generar la dirección final. El valor de 16 bits en SI se combina con el segmento apropiado para generar la dirección.

Direccionamiento de Registro Indirecto con Desplazamiento

Este tipo de direccionamiento incluye a los dos modos de direccionamiento anteriores. La dirección offset de 16 bits se calcula sumando el valor de 16 bits especificado en un registro interno y una constante.

Por ejemplo, si usamos el registro interno DI y el valor constante (desplazamiento), donde COUNT ha sido previamente definido, el nemotécnico para esta construcción es:

MOV AX, COUNT [DI]

Si: COUNT = 0378H

DI = 04FAH

0872H

Entonces, la dirección offset de 16 bits es 0872H

Direccionamiento de Registro Indirecto con un Registro Base y un Registro Índice

Este modo de direccionamiento usa la suma de dos registros internos para obtener la dirección offset de 16 bits a usarse en el cálculo de la dirección de 20 bits.

Ejemplos:

MOV [BP] [DI], AX ; el offset es BP + DI

MOV AX, [BX] [SI] ; el offset es BX + SI

Direccionamiento de Registro Índice Indirecto con un Registro Base, un Registro Índice y un Registro Constante

Este es el modo de direccionamiento más complejo. Es idéntico al modo de direccionamiento anterior, excepto que se suma una constante.

Ejemplo: Suponga que tenemos los siguientes valores en los registros:

DI = 0367H

BX = 7890H

COUNT = 0012H

7C09H

Este modo de direccionamiento indica que el offset especificado por la suma de DI + BX

+ COUNT sea usado para mover el dato en memoria en el registro AX.

MOV AX, COUNT [BX] [DI]

La dirección offset de 16 bits es 7C09H. La dirección completa en 20 bits se calcula de la expresión:

1610*DS + 7C09H

Si el DS contiene 3000H, la dirección completa de 20 bits es:

3000H + 7C09H = 37C09H

Código Objeto del 8086/8088

Como programador, debes escribir los nemotécnicos. El código objeto es generado por la computadora (son los bytes que ejecuta el CPU) Con el conjunto de instrucciones del 8086/8088, cada tipo de modo de direccionamiento puede requerir un número diferente de bytes. En los ejemplos siguientes proporcionaremos el número de bytes requeridos por cada modo de direccionamiento.

Bit W y campo REG

La instrucción MOV AX, 568H

Indica mover inmediatamente al registro interno AX el valor 568H. El registro interno puede ser de 1 byte o de una palabra. Esta instrucción requiere 2 o 3 bytes, como se indica en la Figura C.

El primer byte contiene los bits más significativos (MSB) como 1011. El próximo bit es W. W indica: 1 para word 0 para byte. Esto es, si el registro destino es de 16 bits o de 8 bits.

Los siguientes 3 bits del primer byte, campo REG, determinan cuál registro está involucrado. La Figura D, muestra el código de selección del registro.

REG	REGISTRO DE 16 BITS	REGISTRO DE 8 BITS
000	AX	AL
001	CX	CL
010	DX	DL
011	BX	BL
100	SP	AH
101	BP	CH
110	SI	DH
111	DI	BH

Campo DATA. Si el registro de destino es de 1 byte, el dato debe estar en el segundo byte de la instrucción. Si el destino es de una palabra, el segundo byte de la instrucción son los 8 bits menos significativos (lsb) del dato, el tercer byte de la instrucción son los 8 bits más significativos (MSB) del dato. La siguiente tabla, muestra los nemotécnicos 2 o 3 bytes

Bit D, MOD y R/M

En este ejemplo, moveremos datos desde memoria o moveremos un registro hacia o desde otro registro. Usaremos una instrucción como:

MOV AX, BX

Esta instrucción es de 2 bytes porque no nos referimos a memoria. Los bytes aparecerán

como lo muestra la Figura E:

El primer byte contiene los 2 bits menos significativos como DW. El bit W es para word=1 o para byte=0. La D es para indicar si el dato será almacenado en el operando especificado por los campos MOD y R/M (D = 0) o si va a ser almacenado en el registro especificado por el campo REG (D = 1) La Figura F muestra las asignaciones para MOD y R/M. Note en la descripción de MOD=11, el campo R/M es codificado con un formato de registro. Este formato se mostró en la Figura D.

Para esta instrucción deseamos almacenar el dato en el registro AX. Por lo tanto el bit D=0. Esto significa que el dato debe ser almacenado en la localidad especificada por los campos MOD y R/M. Por lo tanto, MOD = 11. El campo R/M = 000, indicando que el registro AX es el destino para los datos. El campo REG para el segundo byte de datos es 011. indicando que el registro BX es el registro fuente a ser utilizado. El segundo byte de la instrucción es 11 011 000 = D8. Por lo que el código objeto para la instrucción es:

MOV AX, BX es 89

D8

Código Objeto para el uso de Registro Base y Registro Índice

Examinemos un último ejemplo para generar código objeto para el 8086/8088. En éste vamos a calcular el código objeto para la instrucción:

MOV CX, COUNT [BX] [SI]

Esta instrucción es de 4 bytes, como se muestra en la Figura G:

El primer byte de la Figura G, debe tener el bit D=1. Esto es debido a que el destino para el dato debe ser especificado por el campo REG en el segundo byte. El bit W=1. porque es una transferencia de palabra. El primer byte es:

10001011 = 8B

En el segundo byte, ya que estamos usando una constante que requiere 16 bits, el campo MOD = 10. Refiriendo a la Figura F, ésta indica que el desplazamiento debe ser formateado en 2 bytes y deben seguir a este segundo byte. El próximo campo para el segundo byte es el campo de registro (REG) Ya que debemos usar el registro CX, este valor debe ser 001 (esto se obtiene de la Figura D)

Finalmente, el campo R/M. Ya que el campo MOD<> 11, este campo debe especificar cuál registro base y cuál registro de índice están siendo usados para generar la dirección offset de 16 bits. En nuestro caso, usamos el campo [BX+SI+DESPLAZAMIENTO]

Esto corresponde a R/M = 000, ver Figura F

El segundo byte es 1000 1000 = 88

El tercer y cuarto byte corresponden al desplazamiento

En este caso, el valor de COUNT = 0345H. Los últimos 2 bytes son 4503H

Esto da el siguiente código objeto total para la instrucción:

MOV CX, COUNT [BX] [SI] 8BH

88H

45H

03H

Sumario del Código Objeto

Una pregunta que surge al programador ¿Debo conformar los campos D, W, REG, MOD y R/M, en cada instrucción? NO, la computadora lo hace (el lenguaje ensamblador lo genera) Esta sección se presentó para permitirle al programador un mejor entendimiento del trabajo interno del microprocesador 8086/8088

Interrupciones de los Servicios Básicos de Entrada y Salida (BIOS, por sus siglas en inglés)

FUNCIÓN INT 21

• (AH)=1 ENTRADA DESDE EL TECLADO

Esta función espera a que se digite un carácter en el teclado. Muestra el carácter en la pantalla (eco) y retorna el código ASCII en el registro AL. (AL) = carácter leído desde el teclado

Ejemplo:

MOV AH, 1

INT 21h ;AL = dato ASCII leído desde el teclado

• (AH)=2 SALIDA EN EL EXHIBIDOR (display)

Despliega un carácter en la pantalla. Algunos caracteres tienen un significado especial:

• 7 CAMPANA: Suena durante un segundo

• 8 BACKSPACE: Mueve el cursor hacia la izquierda un carácter

• 9 TABULADOR: Mueve el tabulador a su próxima posición (cada 8 caracteres)

• 0Ah LF: Mueve el cursor a la siguiente línea

• 0Dh CR: Mueve el cursor al inicio de la línea corriente

• (DL): Carácter a desplegar en la pantalla

Ejemplo: Desplegar un carácter

MOV DL, 40 ; carácter a desplegar

MOV AH, 2

INT 21h ; aparece en la posición corriente del cursor

; el carácter contenido en DL

Ejemplo: Hacer que suene la campana 2 segundos

MOV DL, 7 ; DL = campana

MOV AH, 02

INT 21h ; 1 segundo

INT 21h ; 1 segundo

• (AH)=8 ENTRADA DESDE EL TECLADO SIN ECO

Lee un carácter desde el teclado, pero no se despliega en la pantalla

(AL) = carácter leído desde el teclado

MOV AH, 08

INT 21h ;AL = carácter

• (AH)=9 DESPLIEGA UNA CADENA DE CARACTERES

Despliega en la pantalla la cadena apuntada por el par de registros DS:DX.

Debemos marcar el fin de la cadena con el carácter “$”

DS:DX apuntan a la cadena que se va a desplegar

• (AH)=0A h LEE UNA CADENA

Lee una cadena de caracteres desde el teclado ¿Dónde queda la información?

• (AH)=25h ACTIVA EL VECTOR DE INTERRUPCIÓN

Activa un vector de interrupción, para que apunte a una nueva rutina

(AL) = número de interrupción

ES:BX dirección del manipulador de interrupciones

• (AH)=35h CONSIGUE VECTOR DE INTERRUPCIÓN

Consigue la dirección de la rutina de servicio para el número de interrupción dado en AL

(AL) = número de interrupción

ES:BX dirección del manipulador de interrupción

• (AH)=4Ch SALIDA AL DOS

Retorna al DOS. Trabaja para ambos archivos *.com y *.Exe. Recuerde que INT

20h trabaja solamente para archivos *.com

(AL) = código de retorno, normalmente activo a 0, pero se puede activar a cualquier otro número y usar los comandos del DOS, IF y ERRORLEVEL, para detectar errores