Linguaggio Assemblativo della famiglia 80x86

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1 Linguaggio Assemblativo della famiglia 80x86 Dr. Luciano Capitanio BOZZA PRELIMINARE Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 1 Linguaggio Assemblativo della famiglia 80x86 Obiettivo Verranno forniti gli elementi necessari per la programmazione nel linguaggio assemblativo della famiglio di CPU 80x86. Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 2 1

2 Linguaggio Assemblativo Della Famiglia 80x86 Contenuti Risorse Convenzioni Architettura Dati primitivi e operazioni Metodi di indirizzamento Strutture di controllo Sottoprogrammi Interrupts Chiamate al sistema operativo Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 3 Risorse 1 di comp.lang.asm.x86 Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 4 2

3 Risorse 2 di Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 5 Architettura registri di segmento da 16 bit SS CS DS ES FS GS Compatibilità verso il basso: Le aree a colore pieno sono ereditate dall architettura a 16 bit (8086) 8 registri general purpose EFLAGS EIP EAX EBX ECX EDX EBP ESP EDI ESI 4 Giga byte 4 G - 1 Spazio di indirizzamento in memoria 0F FFFF 16 bit 16 bit Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 6 3

4 Dati Primitivi E Operazioni Dati primitivi Interi senza segno Interi con segno Caratteri Stringhe e vettori multidimensionali Reali floating point Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 7 Dati Primitivi E Operazioni Interi senza segno size Range byte word longword Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 8 4

5 Dati Primitivi E Operazioni Interi con segno size Range byte word longword ,768 32,767-2,147,483,648 2,147,483,647 Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 9 Dati Primitivi E Operazioni Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 10 5

6 Call & ret L istruzione Call <routine_address> salva nello stack l indirizzo dell istruzione ad essa successiva <call_next>e salta all indirizzo <routine_address> L istruzione ret esegue un pop dell indirizzo salvato dalla call <call_next> e riprende l esecuzione del programma chiamante dall indirizzo pop-ato. Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 11 Call & ret I parametri di una funzione possono essere passati attraverso lo stack: Msg1 db Dammi un intero,0.. Push msg1 Call get_int Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 12 6

7 Call & ret La convenzione generalmente usata sui PC impone che i sottoprogrammi possano essere chiamati con sicurezza in qualunque parte del programma chiamante. Questa convenzione impone le regole che vedremo nelle pagine seguenti Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 13 Call & ret 1) I parametri non sono mai pop-ati dall stack. Perché? In caso contrario si il return address verrebbe distrutto: Stack dopo la call: ESP +4 : parameter ESP : Return Address Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 14 7

8 Call & ret 2)Lo scheletro di una routine è: Subprogram label: push ebp mov ebp,esp ; subprogram code pop ebp ret Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 15 Call & ret 3)Quando un sottoprogramma termina qualcuno deve pulire lo stack. Convenzione C: il programma chiamante pulisce lo stack Push dword 1 Call fun Add esp, 4 ; oppure pop ecx più veloce Convenzione Pascal: il sottoprogramma deve pulire lo stack Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 16 8

9 Strutture di controllo Control structures decide what to do based on comparisons of data. In assembly, the result of a comparison is stored in the FLAGS register to be used later. The 80x86 provides the CMP instruction to perform comparisons. Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 17 Strutture di controllo The FLAGS register is set based on the difference of the two operands of the CMP instruction. The operands are subtracted and the FLAGS are set based on the result, but the result is not stored anywhere. If you need the result use the SUB instead of the CMP instruction. Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 18 9

10 Strutture di controllo For unsigned integers, there are two flags that are important: the zero (ZF) and carry (CF) ags. cmp vleft, vright The difference of vleft - vright is computed and the flags are set according. If the difference of the of CMP is zero, vleft = vright, then ZF is set (i.e., 1) and the CF is unset (i.e., 0). If vleft > vright, then ZF is unset and CF is unset (no borrow). If vleft < vright, then ZF is unset and CF is set (borrow). Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 19 Strutture di controllo For signed integers, there are three ags that are important: ZF(zero), OF(overflow/underflow) and SF(sign). Cmp vleft, vright If vleft=vright ZF=1 If vleft>vright ZF=0 & SF=OF (?) If vleft>vright ZF=0 & SF<>OF (?) If there is no overflow, then the difference will have the correct value and must be non-negative. Thus SF=OF =0. Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 20 10

11 Strutture di controllo JZ branches only if ZF is set JNZbranches only if ZF is unset JO branches only if OF is set JNO branches only if OF is unset JS branches only if SF is set JNS branches only if SF is unset JC branches only if CF is set JNC branches only if CF is unset JP branches only if PF is set JNP branches only if PF is unset Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 21 Strutture di controllo Variations of the jump instruction: JMP SHORT 4 :This jump is very limited in range. It can only move up or down 128 bytes in memory. (displacement 1 byte long). JMP NEAR LABEL: This jump is the default type for both unconditional and conditional branches, it can be used to jump to any location in a segment.(displacement 2 o 4 byte long) IMP FAR LABEL: This jump allows control to move to another code segment. Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 22 11

12 Strutture di controllo if ( EAX == 0 ) EBX = 1; else EBX = 2; 1 cmp eax, 0 ; set flags (ZF set if eax - 0 = 0) 2 jz thenblock ; if ZF is set branch to thenblock 3 mov ebx, 2 ; ELSE part of IF 4 jmp next ; jump over THEN part of IF 5 thenblock: 6 mov ebx, 1 ; THEN part of IF 7 next: Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 23 Strutture di controllo if ( EAX >= 5 ) EBX = 1; else EBX = 2; 1 cmp eax, 5 2 js signon ; goto signon if SF = 1 3 jo elseblock ; goto elseblock if OF = 1 and SF = 0 4 jmp thenblock ; goto thenblock if SF = 0 and OF = 0 5 signon: 6 jo thenblock ; goto thenblock if SF = 1 and OF = 1 7 elseblock: 8 mov ebx, 2 9 jmp next 10 thenblock: 11 mov ebx, 1 12 next : Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 24 12

13 Strutture di controllo Signed JE branches if vleft = vright JNEbranches if vleft <> vright JL, JNGE branches if vleft < vright JLE, JNG branches if vleft<=vright JG, JNLE branches if vleft >vrightt JGE, JNLbranches if vleft>=vright Unsigned JE branches if vleft = vright JNEbranches if vleft <> vright JB, JNAE branches if vleft < vright JBE, JNA branches if vleft<=vright JA, JNBE branches if vleft > vright JAE, JNA branches if vleft>=vright Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 25 Strutture di controllo if ( EAX >= 5 ) EBX = 1; else EBX = 2; 1 cmp eax, 5 2 jge thenblock 3 mov ebx, 2 4 jmp next 5 thenblock: 6 mov ebx, 1 7 next: Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 26 13

14 Strutture di controllo if ( condition ) then block ; else else block ; 1 2 ; code to set FLAGS jxx else_block ; select xx so that branches if condition false 3 ; code for then block 4 jmp endif 5 else_block: 6 ; code for else block 7 endif: Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 27 Strutture di controllo if ( condition ) then block ; 1 ; code to set FLAGS 2 jxx endif ; select xx so that branches if condition false 3 ; code for then block 4 endif: Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 28 14

15 Strutture di controllo The while loop is a top tested loop: while( condition ){ body of loop; } 1 while: 2 ; code to set FLAGS based on condition 3 jxx endwhile ; select xx so that branches if false 4 ; body of loop 5 jmp while 6 endwhile:: Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 29 Strutture di controllo The do while loop is a bottom tested loop: do { body of loop; } while( condition ); 1 do: 2 ; body of loop 3 ; code to set FLAGS based on condition 4 jxx do ; select xx so that branches if true Assembler 80x86 Dr. Luciano Capitanio 30 15