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Arquitectura del micriprocesador

Enviado por jcguz83



Partes: 1, 2

Indice
1. Arquitectura del microprocesador
2. Programación Básica
3. Manipulación de cadenas (Strings)
4. Programación de E/S
5. Macros
6. Programación modular
7. Programación híbrida
8. Conclusión
9. Bibliografía

1. Arquitectura del microprocesador

Introducción
Con la aparición de las computadoras personales (PC) y la reducción en el costo de las mismas, el microprocesador se convirtió en uno de los dispositivos electrónicos más importantes en la historia de la electrónica.
Básicamente, un microprocesador es un circuito electrónico de muy alta escala de integración, capaz de realizar una infinidad de tareas de forma repetitiva a velocidades muy altas. Esto se logra por medio de la lógica dictada por un conjunto de instrucciones que el microprocesador interpreta y ejecuta y que recibe el nombre de programa.
Desde su aparición en 1971 el microprocesador ha sufrido una gran cantidad de cambios, todos ellos hacia el lado de aumentar su capacidad y velocidad de procesamiento.
Para poder utilizar todo el potencial que encierra un microprocesador, es necesario conocer y comprender su lenguaje natural, esto es: el lenguaje ensamblador.

Importancia del lenguaje ensamblador
El lenguaje ensamblador es la forma más básica de programar un microprocesador para que éste sea capaz de realizar las tareas o los cálculos que se le requieran.
El lenguaje ensamblador es conocido como un lenguaje de bajo nivel, esto significa que nos permite controlar el 100 % de las funciones de un microprocesador, así como los periféricos asociados a éste.
A diferencia de los lenguajes de alto nivel, por ejemplo "Pascal", el lenguaje ensamblador no requiere de un compilador, esto es debido a que las instrucciones en lenguaje ensamblador son traducidas directamente a código binario y después son colocadas en memoria para que el microprocesador las tome directamente.
Aprender a programar en lenguaje ensamblador no es fácil, se requiere un cierto nivel de conocimiento de la arquitectura y organización de las computadoras, además del conocimiento de programación en algún otro lenguaje

Ventajas del lenguaje ensamblador:

  • Velocidad de ejecución de los programas
  • Mayor control sobre el hardware de la computadora

Desventajas del lenguaje ensamblador:

  • Repetición constante de grupos de instrucciones
  • No existe una sintaxis estandarizada
  • Dificultad para encontrar errores en los programas (bugs)

Historia de los procesadores
Con la aparición de los circuitos integrados, la posibilidad de reducir el tamaño de algunos dispositivos electrónicos se vio enormemente favorecida. Los fabricantes de controladores integrados, calculadoras y algunos otros dispositivos comenzaron a solicitar sistemas integrados en una sola pastilla, esto dio origen a la aparición de los microprocesadores.

Microprocesadores de 4 bits
En 1971, una compañía que se dedicaba a la fabricación de memorias electrónicas lanzó al mercado el primer microprocesador del mundo. Este microprocesador fue el resultado de un trabajo encargado por una empresa que se dedicaba a la fabricación de calculadoras electrónicas. El 4004 era un microprocesador de 4 bits capaz de direccionar 4096 localidades de memoria de 4 bits de ancho. Este microprocesador contaba con un conjunto de 45 instrucciones y fue ampliamente utilizado en los primeros videojuegos y sistemas de control.

Microprocesadores de 8 bits
Con la aparición de aplicaciones más complejas para el microprocesador y el gran éxito comercial del 4004, Intel decidió lanzar al mercado un nuevo microprocesador, el 8008, éste fue el primer microprocesador de 8 bits. Las características de este microprocesador fueron:

  • Capacidad de direccionamiento de 16 Kb
  • Memoria de 8 bits
  • Conjunto de 48 instrucciones

Este microprocesador tuvo tanto éxito, que en cosa de dos años su capacidad de proceso fue insuficiente para los ingenieros y desarrolladores, por lo cual en 1973 se liberó el 8080. Este microprocesador fue una versión mejorada de su predecesor y las mejoras consistieron en un conjunto más grande de instrucciones, mayor capacidad de direccionamiento y una mayor velocidad de procesamiento.
Finalmente, en 1977, Intel anunció la aparición del 8085. Este era el último microprocesador de 8 bits y básicamente idéntico al 8080. Su principal mejora fue la incorporación del reloj temporizador dentro de la misma pastilla.

Microprocesadores de 16 bits
En 1978, Intel lanzó al mercado el 8086 y un poco más tarde el 8088. Estos dos microprocesadores contaban con registros internos de 16 bits, tenían un bus de datos externo de 16 y 8 bits respectivamente y ambos eran capaces de direccionar 1Mb de memoria por medio de un bus de direcciones de 20 líneas.
Otra característica importante fue que estos dos microprocesadores eran capaces de realizar la multiplicación y la división por hardware, cosa que los anteriores no podían.
Finalmente apareció el 80286. Este era el último microprocesador de 16 bits, el cual era una versión mejorada del 8086. El 286 incorporaba una unidad adicional para el manejo de memoria y era capaz de direccionar 16Mb en lugar de 1Mb del 8086.

Microprocesadores de 32 bits
El 80386 marco el inicio de la aparición de los microprocesadores de 32 bits. Estos microprocesadores tenían grandes ventajas sobre sus predecesores, entre las cuales se pueden destacar: direccionamiento de hasta 4Gb de memoria, velocidades de operación más altas, conjuntos de instrucciones más grandes y además contaban con memoria interna (caché) de 8Kb en las versiones más básicas.
Del 386 surgieron diferentes versiones, las cuales se listan a continuación.

Modelo

Bus de Datos

Coprocesador matemático

80386DX

32

Si

80386SL

16

No

80386SX

16

No

80486SX

32

No

80486DX

32

Si

Terminales del microprocesador
En esta sección se realizará una breve descripción del conjunto de terminales del microprocesador más representativo de la familia 80x86.
El microprocesador 8086 puede trabajar en dos modos diferentes: el modo mínimo y el modo máximo. En el modo máximo el microprocesador puede trabajar en forma conjunta con un microprocesador de datos numérico 8087 y algunos otros circuitos periféricos. En el modo mínimo el microprocesador trabaja de forma más autónoma al no depender de circuitos auxiliares, pero
esto a su vez le resta flexibilidad.
En cualquiera de los dos modos, las terminales del microprocesador se pueden agrupar de la siguiente forma:

  • Alimentación
  • Reloj
  • Control y estado
  • Direcciones
  • Datos

El 8086 cuenta con tres terminales de alimentación: tierra (GND) en las terminales 1 y 20 y Vcc=5V en la terminal 40.
En la terminal 19 se conecta la señal de reloj, la cual debe provenir de un generador de reloj externo al microprocesador.
El 8086 cuenta con 20 líneas de direcciones (al igual que el 8088). Estas líneas son llamadas A0 a A19 y proporcionan un rango de direccionamiento de 1MB.
Para los datos, el 8086 comparte las 16 líneas más bajas de sus líneas de direcciones, las cuales son llamadas AD0 a AD15. Esto se logra gracias a un canal de datos y direcciones multiplexado.
En cuanto a las señales de control y estado tenemos las siguientes:
La terminal MX/MN controla el cambio de modo del microprocesador.
Las señales S0 a S7 son señales de estado, éstas indican diferentes situaciones acerca del estado del microprocesador.
La señal RD en la terminal 32 indica una operación de lectura.
En la terminal 22 se encuentra la señal READY. Esta señal es utilizada por los diferentes dispositivos de E/S para indicarle al microprocesador si se encuentran listos para una transferencia.
La señal RESET en la terminal 21 es utilizada para reinicializar el microprocesador.
La señal NMI en la terminal 17 es una señal de interrupción no enmascarable, lo cual significa que no puede ser manipulada por medio de software.
La señal INTR en la terminal 18 es también una señal de interrupción, la diferencia radica en que esta señal si puede ser controlada por software. Las interrupciones se estudian más adelante.
La terminal TEST se utiliza para sincronizar al 8086 con otros microprocesadores en una configuración en paralelo.
Las terminales RQ/GT y LOCK se utilizan para controlar el trabajo en paralelo de dos o mas microprocesadores.
La señal WR es utilizada por el microprocesador cuando éste requiere realizar alguna operación de escritura con la memoria o los dispositivos de E/S.
Las señales HOLD y HLDA son utilizadas para controlar el acceso al bus del sistema.

Diagrama de componentes internos
Descripción de los componentes
La figura 2 muestra la estructura interna del microprocesador 8086 con base en su modelo de programación. El microprocesador se divide en dos bloques principales: la unidad de interfaz del bus y la unidad de ejecución. Cada una de estas unidades opera de forma asíncrona para maximizar el rendimiento general del microprocesador.

Unidad de ejecución
Este elemento del microprocesador es el que se encarga de ejecutar las instrucciones. La unidad de ejecución comprende el conjunto de registros de propósito general, el registro de banderas y la unidad aritmético-lógica.
Unidad de interfaz de bus
Esta unidad, la cual se conoce como BIU (Bus Interface Unit), procesa todas las operaciones de lectura/escritura relacionadas con la memoria o con dispositivos de entrada/salida, provenientes de la unidad de ejecución. Las instrucciones del programa que se está ejecutando son leídas por anticipado por esta unidad y almacenadas en la cola de instrucciones, para después ser transferidas a la unidad de ejecución.

Unidad aritmético-lógica
Conocida también como ALU, este componente del microprocesador es el que realmente realiza las operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación y división) y lógicas (and, or, xor, etc.) que se obtienen como instrucciones de los programas.

Buses internos (datos y direcciones)
Los buses internos son un conjunto de líneas paralelas (conductores) que interconectan las diferentes partes del microprocesador.
Existen dos tipos principales: el bus de datos y el bus de direcciones. El bus de datos es el encargado de transportar los datos entre las distintas partes del microprocesador; por otro lado, el bus de direcciones se encarga de transportar las direcciones para que los datos puedan ser introducidos o extraídos de la memoria o dispositivos de entrada y salida.

Cola de instrucciones
La cola de instrucciones es una pila de tipo FIFO (primero en entrar, primero en salir) donde las instrucciones son almacenadas antes de que la unidad de ejecución las ejecute.

Registros de propósito general
El microprocesador 8086 cuenta con cuatro registros de propósito general, los cuales pueden ser usados libremente por los programadores. Estos registros reciben los nombres siguientes:
AX (Acumulador) Este registro es el encargado de almacenar el resultado de algunas operaciones aritméticas y lógicas.
BX (Base) Este registro es utilizado para calcular direcciones relativas de datos en la memoria.
CX (Contador) Su función principal es la de almacenar el número de veces que un ciclo de instrucciones debe repetirse.
DX (Datos) Por lo general se utiliza para acceder a las variables almacenadas en la memoria.

Registros apuntadores
El 8086 también cuenta con dos registros apuntadores SP y BP. Estos registros reciben su nombre por que su función principal es la de apuntar a alguna dirección de memoria especifica.
SP (Apuntador de pila) Se encarga de controlar el acceso de los datos a la pila de los programas. Todos los programas en lenguaje ensamblador utilizan una pila para almacenar datos en forma temporal.
BP (Apuntador Base) Su función es la de proporcionar direcciones para la transferencia e intercambio de datos.

Registros índices
Existen dos registros llamados SI y DI que están estrechamente ligados con operaciones de cadenas de datos.
SI (Índice Fuente) Proporciona la dirección inicial para que una cadena sea manipulada.
DI (Índice Destino) Proporciona la dirección de destino donde por lo general una cadena será almacenada después de alguna operación de transferencia.

Registros de segmento
El 8086 cuenta con cuatro registros especiales llamados registros de segmento.
CS (Segmento de código) Contiene la dirección base del lugar donde inicia el programa almacenado en memoria.
DS (Segmento de datos) Contiene la dirección base del lugar del área de memoria donde fueron almacenadas las variables del programa.
ES (Segmento extra) Este registro por lo general contiene la misma dirección que el registro DS.
SS (Segmento de Pila) Contiene la dirección base del lugar donde inicia el área de memoria reservada para la pila.

Registro apuntador de instrucciones
IP (Apuntador de instrucciones) Este registro contiene la dirección de desplazamiento del lugar de memoria donde está la siguiente instrucción que será ejecutada por el microprocesador.

Registro de estado
Conocido también como registro de banderas (Flags), tiene como función principal almacenar el estado individual de las
diferentes condiciones que son manejadas por el microprocesador. Estas condiciones por lo general cambian de estado después de cualquier operación aritmética o lógica:
CF (Acarreo) Esta bandera indica el acarreo o préstamo después de una suma o resta.
OF (Sobreflujo) Esta bandera indica cuando el resultado de una suma o resta de números con signo sobrepasa la capacidad de almacenamiento de los registros.
SF (Signo) Esta bandera indica si el resultado de una operación es positivo o negativo. SF=0 es positivo, SF=1 es negativo.
DF (Dirección) Indica el sentido en el que los datos serán transferidos en operaciones de manipulación de cadenas. DF=1 es de derecha a izquierda y DF=0 es de izquierda a derecha.
ZF (Cero) Indica si el resultado de una operación aritmética o lógica fue cero o diferente de cero. ZF=0 es diferente y ZF=1 es cero.
IF (interrupción) Activa y desactiva la terminal INTR del microprocesador.
PF (paridad) Indica la paridad de un número. Si PF=0 la paridad es impar y si PF=1 la paridad es par.
AF (Acarreo auxiliar) Indica si después de una operación de suma o resta ha ocurrido un acarreo de los bits 3 al 4.
TF (Trampa) Esta bandera controla la ejecución paso por paso de un programa con fines de depuración.

Funcionamiento interno (ejecución de un programa)
Para que un microprocesador ejecute un programa es necesario que éste haya sido ensamblado, enlazado y cargado en memoria.
Una vez que el programa se encuentra en la memoria, el microprocesador ejecuta los siguientes pasos:
1.- Extrae de la memoria la instrucción que va a ejecutar y la coloca en el registro interno de instrucciones.
2.- Cambia el registro apuntador de instrucciones (IP) de modo que señale a la siguiente instrucción del programa.
3.- Determina el tipo de instrucción que acaba de extraer.
4.- Verifica si la instrucción requiere datos de la memoria y, si es así, determina donde están situados.
5.- Extrae los datos, si los hay, y los carga en los registros internos del CPU.
6.- Ejecuta la instrucción.
7.- Almacena los resultados en el lugar apropiado.
8.- Regresa al paso 1 para ejecutar la instrucción siguiente.

Este procedimiento lo lleva a cabo el microprocesador millones de veces por segundo.
Manejo de memoria

Segmentación
El microprocesador 8086, como ya se mencionó, cuenta externamente con 20 líneas de direcciones, con lo cual puede direccionar hasta 1 MB (00000h--FFFFFh) de localidades de memoria. En los días en los que este microprocesador fue diseñado, alcanzar 1MB de direcciones de memoria era algo extraordinario, sólo que existía un problema: internamente todos los registros del microprocesador tienen una longitud de 16 bits, con lo cual sólo se pueden direccionar 64 KB de localidades de memoria. Resulta obvio que con este diseño se desperdicia una gran cantidad de espacio de almacenamiento; la solución a este problema fue la segmentación.
La segmentación consiste en dividir la memoria de la computadora en segmentos. Un segmento es un grupo de localidades con una longitud mínima de 16 bytes y máxima de 64KB.
La mayoría de los programas diseñados en lenguaje ensamblador y en cualquier otro lenguaje definen cuatro segmentos. El segmento de código, el segmento de datos, el segmento extra y el segmento de pila.
A cada uno de estos segmentos se le asigna una dirección inicial y ésta es almacenada en los registros de segmento correspondiente, CS para el código, DS para los datos, ES para el segmento extra y SS para la pila.

Dirección física
Para que el microprocesador pueda acceder a cualquier localidad de memoria dentro del rango de 1MB, debe colocar la dirección de dicha localidad en el formato de 20 bits.
Para lograr esto, el microprocesador realiza una operación conocida como cálculo de dirección real o física. Esta operación toma el contenido de dos registros de 16 bits y obtiene una dirección de 20 bits.
La formula que utiliza el microprocesador es la siguiente:
Dir. Física = Dir. Segmento * 10h + Dir. Desplazamiento
Por ejemplo: si el microprocesador quiere acceder a la variable X almacenada en memoria, necesita conocer su dirección desplazamiento. La dirección segmento para las variables es proporcionada por el registro DS. Para este caso, supongamos que X tiene el desplazamiento 0100h dentro del segmento de datos y que DS tiene la dirección segmento 1000h, la dirección física de la variable X dentro del espacio de 1Mb será:
Dir. Física = 1000h * 10h +0100h
Dir. Física = 10000h + 0100h
Dir. Física = 10100h (dirección en formato de 20 bits).

Dirección efectiva (desplazamiento)
La dirección efectiva (desplazamiento) se refiere a la dirección de una localidad de memoria con respecto a la dirección inicial de un segmento. Las direcciones efectivas sólo pueden tomar valores entre 0000h y FFFFh, esto es porque los segmentos están limitados a un espacio de 64 Kb de memoria.
En el ejemplo anterior, la dirección real de la variable X fue de 10100h, y su dirección efectiva o de desplazamiento fue de 100h con respecto al segmento de datos que comienza en la dirección 10000h.

Direccionamiento de los datos
En la mayoría de las instrucciones en lenguaje ensamblador, se hace referencia a datos que se encuentran almacenados en diferentes medios, por ejemplo: registros, localidades de memoria, variables, etc.
Para que el microprocesador ejecute correctamente las instrucciones y entregue los resultados esperados, es necesario que se indique la fuente o el origen de los datos con los que va a trabajar, a esto se le conoce como direccionamiento de datos.
En los microprocesadores 80x86 existen cuatro formas de indicar el origen de los datos y se llaman modos de direccionamiento.
Para explicar estos cuatro modos, tomaremos como ejemplo la instrucción más utilizada en los programas en ensamblador, la instrucción MOV.
La instrucción MOV permite transferir (copiar) información entre dos operandos; estos operandos pueden ser registros, variables o datos directos colocados por el programador. El formato de la instrucción MOV es el siguiente:
Mov Oper1,Oper2
Esta instrucción copia el contenido de Oper2 en Oper1.
Direccionamiento directo
Este modo se conoce como directo, debido a que en el segundo operando se indica la dirección de desplazamiento donde se encuentran los datos de origen.
Ejemplo:
Mov AX,[1000h] ;Copia en AX lo que se encuentre almacenado en
; DS:1000h
Direccionamiento inmediato
En este modo, los datos son proporcionados directamente como parte de la instrucción.
Ejemplo:
Mov AX,34h ;Copia en AX el número 34h hexadecimal
Mov CX,10 ;Copia en CX el número 10 en decimal

Direccionamiento por registro
En este modo de direccionamiento, el segundo operando es un registro, el cual contiene los datos con los que el microprocesador ejecutará la instrucción.
Ejemplo:
Mov AX,BX ;Copia en AX el contenido del registro BX
Direccionamiento indirecto por registro
Finalmente, en el modo indirecto por registro, el segundo operando es un registro, el cual contiene la dirección desplazamiento correspondiente a los datos para la instrucción.
Ejemplo:
Mov AX,[BX] ; Copia en AX el dato que se encuentre en la localidad de
;memoria DS:[BX]

Los paréntesis cuadrados sirven para indicar al ensamblador que el número no se refiere a un dato, si no que se refiere a la localidad de memoria.
En los siguientes capítulos se muestran varios programas, en los cuales podrá identificar los diferentes modos de direccionamiento de datos.

2. Programación Básica

Para comenzar con la programación en lenguaje ensamblador, es necesario contar con un conjunto de herramientas de programación. Este conjunto de herramientas consta de un editor de texto capaz de producir archivos en código ASCII, un ensamblador y un enlazador.
Para propósitos de este trabajo, se utilizaran los siguientes programas:
El ensamblador PASS32
El editor de texto EDIT proporcionado con todas las versiones de MS-DOS y Windows.
PASS32 es un ensamblador y enlazador capaz de producir código ejecutable de 16 y 32 bits.
Ambos programas se encuentran en el CD-ROM que se incluye como parte de este documento.
La razón por la cual se seleccionaron estos programas, es que pertenecen al software bajo licencia GNU, lo cual permite que sean utilizados por instituciones educativas sin fines de lucro. Esta característica permite que dichos programas sean utilizados sin caer en la práctica de la piratería informática por no comprar licencias.

Formatos de instrucciones
En el lenguaje ensamblador existen tres tipos de instrucciones: instrucciones con dos operandos, instrucciones con un operando e instrucciones con operandos implícitos.
El campo nemónico es ocupado por cualquiera de las instrucciones que forman parte del conjunto de la familia x86.

Ejemplo: Mov (Transferir)
En los dos campos siguientes Reg significa que el operando puede ser un registro, Mem indica que puede ser una dirección de memoria y dato indica que el operando puede ser un dato colocado directamente por el programador. Los campos dos y tres se encuentran entre paréntesis cuadrados para indicar que son opcionales en algunas instrucciones.
Los siguientes son algunos ejemplos de instrucciones de las tres formas:
Instrucción con dos operandos:
Mov AX,BX
En este caso Mov es el nemónico, AX es el operando 1 y BX es el operando 2.
Instrucción con un operando:
INC BX
En este caso INC es el nemónico y BX es el único operando.
Finalmente las instrucciones con operandos implícitos o sin operandos:
PUSHF
Donde PUSHF es el nemónico y único elemento de la instrucción.

Formato de un programa
En esta sección aprenderemos como se constituye el código fuente de un programa en lenguaje ensamblador.
El siguiente listado se utilizará para mostrar las diferentes partes.
.COMMENT
*************************************************************************
PRIMERO.ASM Ejemplo de un programa en lenguaje ensamblador.
Juan Carlos Guzmán C. Ensamblado con Pass32 Versión 2.5.
Abril, 2000.
=========================================================================
*************************************************************************
.MODEL TINY; Modelo de memoria para el programa
.DATA; Declaración de variables
Mensaje db 'Mi primer programa',10,13,'$'
.CODE; Cuerpo del programa
INICIO:; Punto de entrada al programa
mov dx,OFFSET Mensaje ; Dirección de la cadena de texto
mov ah,9 ; Función para imprimir cadenas
int 21h ; Llamada al sistema operativo
mov ah,4ch ; Función para terminar un programa
int 21h ; Llamada al sistema operativo
END INICIO ; Fin del bloque principal del programa
END

Un programa en lenguaje ensamblador se compone de las siguientes partes:

  • Área de comentarios
  • Definición del modelo de memoria
  • Área de datos
  • Cuerpo del programa

El área de comentarios sirve para incluir comentarios acerca del programa que se está elaborando, comienza con la directiva .COMMENT y el comentario es colocado entre dos caracteres ‘*’.
La definición del modelo de memoria es la parte donde se indica que tipo de código se va generar (16 o 32 bits). En este trabajo sólo se escribirán programas ejecutables .COM, por lo que siempre se usa la directiva .MODEL TINY.
El área de datos es el lugar donde deben ser declaradas las constantes y variables del programa. Las variables son declaradas después de la directiva .DATA y las constantes después de .CONST.
En el cuerpo del programa es donde se colocan las instrucciones en lenguaje ensamblador que se encargarán de realizar las tareas deseadas. El cuerpo del programa comienza con la directiva .CODE y termina con la directiva END. Esta parte corresponde al Begin y End de un programa en lenguaje Pascal.
Adicionalmente se debe indicar un punto de entrada al programa. El punto de entrada se indica por medio de una etiqueta antes de la primer instrucción real del programa. En el ejemplo anterior el punto de entrada es INICIO: y el punto final de las instrucciones se indica por medio de la instrucción END INICIO.
Cuando se requiere comentar las instrucciones de un programa, se debe colocar un punto y coma (;) y así el ensamblador interpreta todo lo que sigue como un comentario de una sola línea. Si requiere comentarios de más de una línea puede usar la directiva .COMMENT.

Proceso de ensamble y ligado de un programa
Este proceso es muy sencillo y se describe a continuación:
Si está trabajando en MS-DOS siga estos pasos:
1.- Escriba el programa, tal y como aparece en el listado anterior, usando su editor de texto preferido.
2.- Guárdelo con algún nombre y la extensión .ASM.
3.- En el símbolo del MS-DOS escriba lo siguiente
C:\PASS32\BIN\>PASS32 Nombre.ASM –t <Enter>
4.- Ejecute el programa .COM que se genera.
Para probar el programa abra una ventana de MS-DOS y seleccione el programa haciendo doble clic sobre el icono.

Directivas de ensamble (Seudo instrucciones)
Pass32 cuenta con algunas palabras reservadas que cumplen tareas especiales para facilitar la programación en ensamblador, estas palabras son llamadas seudo instrucciones o directivas de ensamble.
La siguiente es una lista de las directivas de ensamble más utilizadas en Pass32:
DB Reserva un byte en memoria
DW Reserva una palabra (Word) en memoria o 2 bytes
DD Reserva una palabra doble (Double Word)
.EQU Se utiliza para reemplazar símbolos por valores
PROC-ENDP Se utilizan para declarar procedimientos en los programas
.MACRO-ENDM Se utilizan para declarar macros
DUP Sirve para inicializar cadenas de caracteres o arreglos numéricos
.INCLUDE Se utiliza para obtener datos o subrutinas de otros programas
.EXTERN Declara un símbolo como externo, trabaja en conjunto con .INCLUDE .PUBLIC Declara un símbolo como público
Los programas incluidos como ejemplos muestran la forma de utilizar estas directivas.

Instrucciones de transferencia de datos
Los microprocesadores 80x86 cuentan con algunas instrucciones básicas de transferencia de información de acuerdo con los modos de direccionamiento explicados en el capítulo anterior. Las instrucciones más representativas del grupo de transferencia son:
MOV.- Transfiere (copia) contenidos. Su formato es MOV OP1,OP2. Esta instrucción copia el contenido de OP2 en OP1. Ejemplo:
Mov AX,0 ; AX=0
LEA.- Carga un registro con la dirección de desplazamiento de alguna variable en memoria. Su formato es LEA REG,Variable. Ejemplo:
.Data
Mensaje db ‘Hola’,’$’
.Code
------
------
Lea DX,Mensaje ;DS:DX->Mensaje
LDS.- Inicializa el registro DS
LES.- Inicializa el registro ES
Nota:
Las instrucciones LDS y LES modifican directamente el contenido de los registros de segmento DS y ES, por lo cual se recomienda que sólo sean utilizadas por programadores avanzados.
XCHG.- Intercambia contenidos. Su formato es XCHG OP1,OP2. El resultado es que el contenido de OP2 se pasa a OP1 y el de OP1 se pasa a OP2.
Ejemplo:
XCHG AX,BX ; AX->BX, BX->AX
El siguiente programa muestra la forma de usar las instrucciones de transferencia, además de algunas directivas de ensamble.
Inicialmente, el programa define un arreglo de 10 elementos llamado Array1, y lo inicializa con ceros. Después, utilizando la instrucción Mov, copia el número 10 en el registro AX y el 5 en el registro BX. Por medio de la instrucción Lea, el registro DX es cargado con la dirección de memoria donde comienza Array1 y finalmente intercambia el contenido de los registros AX y BX por medio de la instrucción XCHG.
Debido a que el ensamblador es un lenguaje de bajo nivel, es decir que el programador se encuentra en contacto directo con los componentes de la computadora, no existen instrucciones que nos permitan ver el contenido de los registros o los resultados de las operaciones en pantalla, es por esto que la mayoría de los programas no muestran datos en pantalla.
.COMMENT
*
Programa: Trans1.ASM
Autor: Juan Carlos Guzmán C.
Descripción: Este programa ilustra es uso de las operaciones para transferencia de datos.
El programa realmente no hace nada que sea visible al usuario, es solo con fines ilustrativos.
*
.MODEL tiny
.DATA
Array1 db 10 dup (0) ;Arreglo de 10 elementos iniciali-
;zados en cero.
.CODE
inicio: ;Punto de entrada al programa
mov AX,10 ;Copiar el número 10 dentro de AX
mov BX,5 ;Copiar le número 5 dentro de BX
lea DX,Array1 ;DX contiene la dirección efectiva de Array1[0]
xchg AX,BX ;Intercambiar los valores contenidos en AX y BX
mov ax,4C00h ;Terminar programa y salir al DOS
int 21h
END inicio
END

Instrucciones aritméticas
Existen 8 instrucciones aritméticas básicas: ADD (Suma), SUB (Resta), MUL (Multiplicación sin signo), DIV (División sin signo), IMUL (Multiplicación con signo), IDIV (División con signo), INC (Incremento unitario) y DEC (Decremento unitario).
Las instrucciones ADD y SUB permiten realizar sumas y restas sencillas y tienen el siguiente formato:
ADD Destino, Fuente
SUB Destino, Fuente
Ejemplos:
ADD AX,BX ;AX=AX+BX
ADD AX,10 ;AX=AX+10
SUB AX,BX ;AX=AX-BX
SUB AX,10 ;AX=AX-10

En las operaciones de suma y resta el resultado siempre es almacenado en el operando de destino, el cual puede ser un registro o una variable.
Las instrucciones INC y DEC permiten incrementar los contenidos de los registros y de las variables almacenadas en memoria.
Ejemplos:
INC AX ;AX=AX+1
INC VAR1 ;VAR1=VAR1+1
DEC AX ;AX=AX-1
DEC VAR1 ;VAR1=VAR1-1

El siguiente programa muestra la forma de utilizar estas instrucciones básicas:
.COMMENT
*
Programa: Addsub.ASM
Autor: Juan Carlos Guzmán C.
Descripción: Este programa ilustra el uso de las instrucciones ADD, SUB, INC y DEC.
*
.MODEL TINY
.DATA
Var1 DW 10 ;Declaración de una variable de tipo entero
;inicializada con 10.
.CODE
Inicio: ;Punto de entrada al programa
Mov AX,5 ;AX=5
Mov BX,10 ;BX=10
Add AX,BX ;AX=AX+BX
Mov CX,8 ;CX=8
Add CX,Var1 ;CX=CX+Var1
Inc AX ;AX=AX+1
Dec BX ;BX=BX-1
Inc Var1 ;Var1=Var1+1
Dec Var1 ;Var1=Var1-1
Mov AX,4C00h ;Terminar programa y salir al DOS
Int 21h ;
END Inicio
END

Multiplicación
Por otro lado, las operaciones de multiplicación y división son un poco más complejas de utilizar, esto se debe a que debemos tomar en cuenta el tamaño de los operandos para no sobrepasar la capacidad de almacenamiento de los registros del microprocesador.
Existen dos instrucciones para la multiplicación, estas son: MUL e IMUL. MUL permite realizar operaciones de multiplicación entre operandos sin signo e IMUL permite realizar operaciones entre operandos con signo.
La multiplicación se puede efectuar entre bytes (8 bits), palabras (16 bits) o dobles palabras (32 bits). Solamente los microprocesadores 386 y posteriores pueden realizar multiplicaciones entre operandos de 32 bits.
El producto de una multiplicación siempre tiene el doble de ancho. Si se multiplican dos números de 8 bits, el resultado será de 16 bits; si se multiplican dos números de 16 bits, el producto será de 32 bits y, finalmente, si se multiplican cantidades de 32 bits, el resultado será un número de 64 bits.
En la multiplicación de 8 bits, con o sin signo, el multiplicando está siempre en el registro AL. El multiplicador puede ser cualquier registro de 8 bits o cualquier variable. El resultado de la multiplicación se almacena en el registro AX, que es de doble ancho que los operandos involucrados.
Ejemplos válidos de operaciones de multiplicación son los siguientes:
MOV BL,5 ;Cargar datos
MOV AL,10 ;
MUL BL ; AX=AL*BL
MOV AL,10
MUL número1 ; AX=AL*número1
; donde número1 es una variable de tipo byte.

En la multiplicación de 16 bits, el multiplicando debe ser colocado en el registro AX y el resultado siempre aparece en el par de registros DX:AX. El registro DX contiene los 16 bits más significativos de producto, mientras que el registro AX contiene los 16 bits menos significativos del resultado.
Ejemplos:
MOV AX,400 ;Cargar datos
MOV CX,100 ;
MUL CX ; DX:AX=AX*CX
MOV AX,400 ;
MUL numero2 ; DX:AX=AX*numero2
El siguiente programa muestra la forma de utilizar algunas de estas operaciones de multiplicación en sus diferentes formatos. Debido a que el ensamblador no cuenta con funciones para imprimir información numérica en la pantalla, no es posible mostrar los resultados; considere este ejemplo únicamente con fines ilustrativos.
.COMMENT
*
Programa: Mul.ASM
Autor: Juan Carlos Guzmán C.
Descripción: Este programa ilustra el uso de las instrucciones MUL e IMUL.
*
.MODEL TINY
.DATA
NUM1 dw 3
NUM2 db -5
.CODE
INICIO:
;MULTIPLICACIÓN DE 8 BITS CON REGISTROS
MOV BH,4 ;BH=4
MUL BH ;AX=AL*BH
;MULTIPLICACIÓN DE 16 BITS
MOV AX,-3 ;AX=-3
MUL NUM1 ;DX:AX=AX*NUM2
;MULTIPLICACIÓN DE 8 BITS CON VARIABLES
MOV AL,3 ;AL=3
IMUL NUM2 ;AX=AL*NUM2
MOV AX,4c00h
INT 21h
END INICIO
END

División
Las instrucciones para división permiten realizar divisiones de 8, 16 o 32 bits (esta última sólo está disponible en los microprocesadores 386 y posteriores). Los operandos pueden ser números con signo (IDIV) o números sin signo (DIV). El dividendo siempre tiene el doble de ancho que el operando divisor. Esto significa que en una división de 8 bits se divide un número de 16 bits entre uno de 8; en una de 16 bits se divide un número de 32 bits entre uno de 16, etc.
En la división de 8 bits, el dividendo es almacenado en el registro AX y el divisor puede ser cualquier registro de 8 bits o cualquier variable declarada de tipo byte. Después de la división, el cociente es cargado en el registro AL y el residuo en el registro AH.
Ejemplo de división sin signo:
MOV AX,10
MOV BL,5
DIV BL
Ejemplo de división con signo:
MOV AL,-10
MOV BL,2
CBW
IDIV BL

En este último ejemplo, el dividendo es cargado en el registro AL, pero debido a las reglas del microprocesador el dividendo debe ser de 16 bits; para lograr esto, se utiliza una instrucción especial. La instrucción CBW (convertir byte a palabra) permite convertir un número de 8 bits con signo en AL en un número de 16 bits con signo en AX.
En la división de 16 bits se siguen las mismas reglas que en la división de 8 bits, sólo que en ésta, el dividendo se encuentra en los registro DX:AX. Después de la división el cociente es almacenado en el registro AX y el residuo en el registro DX. En el caso de la división con signo, existe una instrucción que permite convertir un número con signo de 16 bits en AX en un número con signo de 32 bits en DX:AX.
El siguiente programa muestra la forma de utilizar algunas de estas operaciones de división en sus diferentes formatos. Debido a que el ensamblador no cuenta con funciones para imprimir información numérica en la pantalla, no es posible mostrar los resultados; considere este ejemplo únicamente con fines ilustrativos.
.COMMENT
*
Programa: Div.ASM
Autor: Juan Carlos Guzmán C.
Descripción: Este programa ilustra el uso de las instrucciones DIV e IDIV.
*
.MODEL TINY
.DATA
NUM1 db 3
NUM2 db -5
.CODE
INICIO: ;INICIO DEL PROGRAMA
MOV AX,100 ;AX=100
MOV BH,10 ;BH=10
DIV BH ;DIVISION DE 8 BITS SIN SIGNO
MOV AX,100 ;AX=100
DIV NUM1 ;DIVISION DE 8 BITS SIN SIGNO CON VARIABLES
MOV AL,-10 ;AX=-10
CBW ;EXTENSIÓN DE SIGNO A 16 BITS
IDIV num2 ;DIVISION DE 8 BITS CON SIGNO
MOV AX,4c00h ;FIN DEL PROGRAMA
INT 21h ;
END INICIO
END

Instrucciones para la manipulación de banderas
El registro de banderas tiene diferentes funciones en cada uno de sus bits, algunos de estos bits (banderas) pueden ser controlados por instrucciones directas de bajo nivel; sin embargo, se debe tener en cuenta que estas banderas están íntimamente ligadas con funciones internas del microprocesador, por ejemplo la línea INTR (interrupción por hardware), acarreos, etc., y que al manipularlas incorrectamente podemos llegar al extremo de bloquear la computadora. Es por esto que se recomienda que sólo programadores experimentados modifiquen dichas banderas.
En esta sección se explicarán algunas de las instrucciones más comunes y sus aplicaciones, pero no se desarrollarán programas por razones de seguridad.

Control de interrupción
La terminal INTR del microprocesador puede ser activada o desactivada directamente por los programas por medio de las instrucciones STI y CLI. STI carga un 1 en IF, con lo cual INTR queda habilitada; por otro lado, CLI carga un cero en IF, con lo cual las interrupciones externas o por hardware quedan deshabilitadas.

Control de la bandera de acarreo
La bandera de acarreo, CF, es la encargada de indicar cuando ha ocurrido un acarreo o préstamo en operaciones de suma o resta, también indica errores en la ejecución de procedimientos. Existen tres instrucciones básicas para su manipulación: STC (activar acarreo), CLC (desactivar acarreo) y CMC (Complementar acarreo).

Control de la bandera de dirección
La bandera de dirección, DF, es utilizada para establecer el sentido en el que las cadenas de datos serán procesadas por los programas. Un cero en DF indica procesamiento de izquierda a derecha, mientras que un uno indica procesamiento de derecha a izquierda.
Para controlar esta bandera, existen dos instrucciones, CLD (limpiar bandera) y STD (establecer bandera). STD coloca un uno y CLD coloca un cero.
Estas instrucciones serán aplicadas más adelante en el capítulo 3, en el cual se desarrollan varios programas para mostrar su uso.

Instrucciones de comparación y prueba
Existen dos instrucciones especiales en el microprocesador 8086: CMP y TEST. CMP (Comparar) compara si dos valores son iguales o diferentes. Su funcionamiento es similar al de la instrucción SUB (restar), sólo que no modifica el operando de destino, solamente modifica las banderas de signo (SF), de cero (ZF) y de acarreo (CF).
Por ejemplo:
CMP AX,1235
Esta instrucción compara si el valor almacenado en el registro AX es igual que el valor 1235 en decimal.
Por otro lado, la instrucción TEST realiza la operación AND de los operandos especificados sin que el resultado se almacene en algún registro, modificando únicamente ciertas banderas. Su aplicación más común es la de probar si algún bit es cero.
Ejemplo:
Test AL,1
Esta instrucción prueba si el bit menos significativo de AL es 1 y
Test AL,128 prueba si el bit más significativo de AL es 1.
Por lo general estas instrucciones van seguidas de alguna de las instrucciones de salto, las cuales se estudian en otra sección.

Instrucciones de salto
En los lenguajes de alto nivel como Pascal y C, los programadores pueden controlar el flujo de los programas por medio de instrucciones condicionales compuestas; por ejemplo, en Pascal el siguiente conjunto de instrucciones permite tomar una decisión sobre el flujo del programa:
IF A=5 then
write("Error...");
else
A:=A+1;

En contraste, el lenguaje ensamblador no proporciona tales mecanismos. Este tipo de decisiones se realizan por medio de una serie de instrucciones que van teniendo un significado consecutivo; es decir, el efecto de la instrucción siguiente depende del resultado anterior.
El lenguaje ensamblador proporciona un conjunto de instrucciones conocidas como instrucciones de salto. Estas instrucciones son utilizadas en conjunto con instrucciones de comparación y prueba para determinar el flujo del programa.
Existen dos tipos de instrucciones de salto: las instrucciones de salto condicional y las de salto incondicional.
Las instrucciones de salto condicional, revisan si ha ocurrido alguna situación para poder transferir el control del programa a otra sección, por ejemplo:
CMP AX,0
JE otro
...........
..........
otro:
..........
..........
End

En este ejemplo, la instrucción JE (Salta si es igual) revisa si la prueba implícita en la instrucción anterior resultó positiva, es decir, si la comparación de AX con 0 fue cierta. En caso de que AX sea igual a 0, JE transfiere el control del programa a las instrucciones que se encuentran después de la etiqueta "otro". En caso contrario ejecuta las instrucciones siguientes a JE.
Por otro lado, las instrucciones de salto incondicional (sólo existe una) permiten cambiar el flujo del programa sin verificar si se cumplió alguna condición.
Ejemplo:
Mov AX,10
Jmp otro
........
........
otro:
........
........

En este ejemplo, inmediatamente después de cargar el registro AX con el valor de 10, se transfiere el control del programa a la instrucción que sigue después de la etiqueta "otro".
La siguiente es una lista de las instrucciones de salto condicional y su descripción:
JA o JNBE: Salta si está arriba o salta si no está por debajo o si no es igual (jump if above or jump if not below or equal). El salto se efectúa si la bandera de CF=0 o si la bandera ZF=0.
JAE o JNB: Salta si está arriba o es igual o salta si no está por debajo (jump if above or equal or jump if not below). El salto se efectúa si CF=0.
JB o JNAE: Salta si está por debajo o salta si no está por arriba o es igual (jump if below or jump if not above or equal). El salto se efectúa si CF=1.
JBE o JNA: Salta si está por debajo o es igual o salta si no está por arriba (jump if below or equal or jump if not above). El salto se efectúa si CF=1 o ZF=1.
JE o JZ: Salta si es igual o salta si es cero (jump if equal or jump if zero). El salto se efectúa si ZF=1.
JNE o JNZ: Salta si no es igual o salta si no es cero (jump if not equal or jump if not zero). El salto se efectúa si ZF=0.
JG o JNLE: Salta si es mayor o salta si no es menor o igual (jump if greater or jump if not less or equal). El salto se efectúa si ZF=0 u OF=SF.
JGE o JNL: Salta si es mayor o igual o salta si no es menor (jump if greater or equal or jump if not less). El salto se efectúa si SF=OF.
JL o JNGE: Salta si es menor o salta si no es mayor o igual (jump if less or jump if not greater or equal). El salto se efectúa si SF<>OF
JLE o JNG: Salta si es menor o igual o salta si no es mayor (jump if less or equal or jump if not greater). El salto se efectúa si ZF=1 o SF<>OF.
JC: Salta si hay acarreo (jump if carry). El salto se efectúa si CF=1.
JNC: Salta si no hay acarreo (jump if no carry). El salto se efectúa si CF=0.
JNO: Salta si no hay desbordamiento (jump if no overflow). El salto se efectúa si OF=0.
JNP o JPO : Salta si no hay paridad o salta si la paridad es non (Jump if no parity or jump if parity odd). El salto se efectúa si PF=0.
JNS: Salta si no hay signo (jump if not sign). El salto se efectúa si SF=0.
JO: Salta si hay sobreflujo (jump if overflow). El salto se efectúa si OF=1.
JP o JPE: Salta si hay paridad o salta si la paridad es par (jump if parity or jump if parity even). El salto se efectúa si PF=1.
JS: Salta si hay signo (jump if sign). El salto se efectúa si SF=1.
El siguiente programa muestra la forma de utilizar instrucciones de saltos condicionales:
.COMMENT
*
Programa: Jumps1.Asm
Autor: Juan Carlos Guzmán C.
Descripción: Este programa ilustra el uso de las instrucciones de salto condicional e incondicional
*
.MODEL TINY
.DATA
cad1 db 'Las cantidades son iguales...',13,10,'$'
cad2 db 'Las cantidades no son iguales...',13,10,'$'
.CODE
INICIO: ;Punto de entrada al programa
Mov ax,10 ;AX=10
Mov bx,10 ;BX=10
Cmp ax,bx ;Es AX=BX?
Je igual ;S¡, entonces saltar a la etiqueta igual
Lea dx,cad2 ;No, entonces imprimir Cad2
Mov ah,09h ;
Int 21h ;
Jmp salir ;saltar a la etiqueta salir
igual:
Lea dx,cad1 ;imprimir el mensaje en cad1
Mov ah,09h ;
Int 21h ;
salir:
Mov ax,4c00h ;Salir
Int 21h ;
END INICIO
END
Este programa ilustra de forma básica la utilización de las instrucciones de salto, tanto condicionales como incondicionales.
Primeramente, el programa inicializa los registros AX y BX con el valor 10 en decimal; después utiliza la instrucción CMP para comparar el contenido de ambos registros; la instrucción JE (Salta si es igual) verifica la bandera de cero ZF, si ZF=1 significa que los contenidos son iguales y por lo tanto efectúa el salto hacia la etiqueta "Igual", en caso de que ZF=0 el programa continúa su flujo normal hasta encontrar la instrucción JMP; en este caso la instrucción JMP se utiliza para evitar llegar a la etiqueta "Igual" en el caso de que los datos sean diferentes.
El formato para utilizar las instrucciones de salto es idéntico al mostrado en este programa, solamente hay que identificar cual es la condición que queremos probar, para de esta forma seleccionar adecuadamente la instrucción de salto.

Instrucciones para ciclos
El lenguaje ensamblador cuenta con una instrucción muy poderosa que permite la programación de ciclos finitos, la instrucción LOOP.
Esta instrucción trabaja en forma conjunta con el registro contador CX. El formato general de esta instrucción es:
Mov CX,No_Veces
Etiqueta:
-------
Loop Etiqueta
La instrucción LOOP ejecuta las instrucciones que se encuentran entre la Etiqueta: y Loop Etiqueta el numero de veces que indique el campo No_Veces.
Por ejemplo, el siguiente grupo de instrucciones incrementa en 1 el registro AX, esto lo repite 10 veces.
Mov CX,10 ;10 veces
Otro:
Inc AX ; AX=AX+1
Loop Otro
La instrucción Loop decrementa el registro CX en cada iteración y se detiene cuando CX es igual a cero.
El siguiente programa da un ejemplo más ilustrativo:
.COMMENT
*
Programa: Loop.ASM
Autor: Juan Carlos Guzmán C.
Descripción: Este programa calcula la sucesión de Fibonacci para los 10 primeros términos de la serie, utilizando para ello un
ciclo controlado por la instrucción Loop.
La sucesión está formada por números, de modo tal que cada número es la suma de los dos anteriores-
Ejemplo:
1,1,2,3,5,8,13,21,34,55....
*
.MODEL tiny
.CODE
Inicio: ;Punto de entrada al programa
Mov AX,0 ;AX=0
Mov BX,1 ;BX=1 Estos son los dos primeros elementos 0+1=1
Mov CX,10 ;Repetir 10 veces
Repite:
Mov DX,AX ;DX=AX
Add DX,BX ;DX=AX+BX
Mov AX,BX ;Avanzar AX
Mov BX,DX ;Avanzar BX
Loop Repite ;siguiente número
Mov AX,4C00h ;Terminar programa y salir al DOS
Int 21h ;
END Inicio
END

Instrucciones lógicas
El microprocesador 8086 cuenta con un grupo de instrucciones lógicas que operan a nivel de bit, estas instrucciones son: AND, OR, XOR y NOT.
A continuación se muestran las tablas de verdad de estas instrucciones:

Las instrucciones que se enlistan antes requieren dos operandos, a excepción de la operación NOT que sólo requiere uno.
En la figura se puede observar que para la operación AND, si los dos operandos son 1, el resultado será 1, en cualquier otra situación será 0.
La operación OR establece el resultado a 1 si cualquiera de los dos operandos es 1, de lo contrario el resultado será 0.
La instrucción XOR coloca en 0 el resultado si los operandos son iguales, de lo contrario establece 1.
Finalmente, la instrucción NOT cambia de estado todos los bits del operando, los unos por ceros y los ceros por unos.
La principal aplicación de estas instrucciones es el enmascaramiento de información. La operación AND nos permite poner a cero cualquier bit de un dato; la operación OR nos permite poner a uno cualquier bit de un dato y la operación XOR permite borrar el contenido de algún registro o localidad de memoria, así como para negar algún bit.
El siguiente programa muestra la forma de utilizar estas instrucciones:
.COMMENT
*
Programa: AndOr.ASM
Autor: Juan Carlos Guzmán C.
Descripción: Este programa ilustra el uso de las instrucciones
AND, OR, XOR y NOT.
*
.MODEL TINY
.DATA
Mascara1 db 11111110b
Mascara2 db 00000001b
Dato1 db 11111111b
Dato2 db 00000000b
.CADE
INICIO:
Mov cx,0000h ;CX=0;
Mov al,dato1 ;al=dato1
And al,mascara1 ;al=al and mascara1
Mov ah,dato2 ;ah=dato2
Or ah,mascara2 ;ah=ah or mascara2
Xor bx,bx ;bx=0
Not cx ;cx=not cx
Mov ax,4c00h
Int 21h
END INICIO
END

El programa del listado 8 declara cuatro variables de tipo byte: Mascara1, Mascara2, Dato1 y Dato2; después inicializa CX=00h, Al=FFh, Ah=00h; al aplicar una operación and de FFh y FEh, el resultado es FEh, en otras palabras, se apagó el bit menos significativo de al; la siguiente operación es un OR entre 00 y 01, lo cual da como resultado que se encienda el bit menos significativo del Ah, el resultado es 01. La siguiente operación es XOR BX,BX, la cual al ser aplicada sobre el mismo operando da como resultado que dicho operando sea borrado. Por ultimo, la operación NOT CX cambia todos los bits de 0 a 1 y viceversa, por lo cual CX=11h.

Instrucciones de rotación y desplazamiento
El microprocesador cuenta con un conjunto de instrucciones que permiten la manipulación de las posiciones individuales de los bits dentro de un registro o localidad de memoria, estas instrucciones se encuentran divididas en dos grupos: instrucciones de rotación e instrucciones de desplazamiento (también conocidas como instrucciones para corrimientos).
Las instrucciones para rotación son cuatro y nos permiten mover de forma cíclica los bits que forman parte de un registro o localidad de memoria, estas instrucciones son ROL, ROR, RCL , RCR.
ROL y ROR funcionan de forma muy semejante; al ejecutar una instrucción ROL, el bit más significativo del dato es desplazado hacia la bandera de acarreo y también hacia la posición del bit memos significativo, por lo cual todos los bits restantes son rotados o movidos hacia la izquierda. La instrucción ROR funciona igual, sólo que ésta trabaja hacia la derecha.
Las instrucciones RCL y RCR permiten la rotación de los bits de una localidad de memoria o registro, considerando también el contenido de la bandera de acarreo. En el caso de RCL, el bit más significativo pasa hacia la bandera de acarreo, el bit que se encontraba en la bandera de acarreo pasa al bit menos significativo y finalmente los bits restantes son rotados hacia la izquierda. La instrucción RCR funciona igual, pero aplica su rotación hacia la derecha.
Para ilustrar el uso de estas instrucciones, tomaremos como ejemplo la instrucción ROL (Rotación a la izquierda).
Las instrucciones de rotación y desplazamiento tienen diferentes formas de utilizarse dependiendo del modelo del microprocesador, los siguientes ejemplos muestran estas formas:
En el microprocesador 8086 existen dos formas, con contador implícito y con contador explícito.
La forma con contador implícito se utiliza para realizar una sola rotación a la vez y tiene el siguiente formato:
ROL AX,1 ;Rotar AX un bit
La forma con contador explícito se utiliza para realizar rotaciones n veces sobre un registro o localidad de memoria:
MOV CL,3 ;Número de rotaciones
ROL AX,CL ; Rotar AX 3 veces
En el microprocesador 80386 y superiores existe una variante de contador implícito, la cual nos permite establecer el contador directamente como un operando, su forma es la siguiente:
ROL AX,3 ; Rotar AX 3 veces, sólo en 80386 y posteriores
En el caso de las instrucciones de desplazamiento, también existen cuatro: SHL, SHR, SAL, SAR.
SHL y SHR se utilizan para desplazar los bits de un registro o localidad de memoria, sin considerar el signo de su contenido.
SAL y SAR se utilizan para desplazar los bits de un registro o localidad de memoria, considerando su contenido como una cantidad con signo.
Las instrucciones SHL y SHR funcionan de forma idéntica, sólo que en sentidos opuestos. La instrucción SHL inserta un 0 en la posición del bit menos significativo y desplaza todos los demás bits una posición hacia la izquierda, colocando el bit más significativo en la bandera de acarreo. La instrucción SHR inserta un 0 en la posición más significativa, desplaza todos los bit una posición hacia la derecha y finalmente coloca el bit menos significativo en la bandera de acarreo.
Algunos ejemplos de su uso son los siguientes:
SHL AX,1 ; Desplaza el contenido de AX una posición a la izquierda
MOV CX,3 ; Número de veces
SHR AX,CL ; Desplaza AX 3 veces hacia la derecha
SHL BX,4 ; Desplaza BX 4 veces hacia la izquierda, sólo en 386 y posteriores
Las dos instrucciones restantes SAL y SAR son muy parecidas a las instrucciones SHL y SHR, sólo que estas dos instrucciones consideran el contenido de los registros como cantidades con signo, por lo cual el bit en la posición más significativa del dato (bit de signo) se conserva sin cambio.
El siguiente ejemplo muestra el uso de las instrucciones de rotación y desplazamiento, revise el código sólo con fines ilustrativos.
COMMENT
*
Programa: Rota.ASM
Autor: Juan Carlos Guzmán C.
Descripción: Este programa ilustra el uso de las instrucciones de rotación y desplazamiento.
*
.MODEL TINY
.DATA
dato1 dw 10 ; variable de tipo entero
.CODE
INICIO: ; Punto de entrada al programa
mov ax,1 ; AX=1
mov bx,10 ; BX=10
shl ax,1 ; ax=ax*2
mov cx,3 ; contador igual a 3
shl ax,cl ; ax=ax*8
shr bx,1 ; bx=bx/2
mov cx,2 ;
shr bx,cl ; bx=bx/4
shl dato1,1 ; dato1=dato1*2
mov ax,1 ; ax=1
rol ax,1 ; rotar ax 1 vez
mov bx,-10 ; bx=-10
sal bx,1 ; bx=bx*2
mov ax,4c00h ; Terminar
int 21h ; Salir al dos
END INICIO
END

Instrucciones para la pila
La pila es un grupo de localidades de memoria que se reservan con la finalidad de proporcionar un espacio para el almacenamiento temporal de información.
La pila de los programas es del tipo LIFO (Last In First Out, Ultimo en entrar, Primero en salir).
Para controlar la pila el microprocesador cuenta con dos instrucciones básicas: Push (Meter) y Pop (sacar).
El formato de estas instrucciones es el siguiente:
Push operando
Pop operando
Cuando se ejecuta la instrucción Push, el contenido del operando se almacena en la ultima posición de la pila.
Por ejemplo, si AX se carga previamente con el valor 5, una instrucción Push AX almacenaría el valor 5 en la ultima posición de la pila.
Por otro lado la instrucción Pop saca el último dato almacenado en la pila y lo coloca en el operando.
Siguiendo el ejemplo anterior, la instrucción Pop BX obtendría el número 5 y lo almacenaría en el registro BX.
El siguiente ejemplo muestra como implementar la instrucción XCHG por medio de las instrucciones Push y Pop. Recuerde que la instrucción XCHG intercambia el contenido de sus dos operandos.
.COMMENT
Programa: PushPop.ASM
Autor: Juan Carlos Guzmán C.
Descripción: Este programa demuestra el uso de las instrucciones para el manejo de la pila, implementando la instrucción XCHG con Push y Pop
*
.MODEL tiny
.CODE
Inicio: ;Punto de entrada al programa
Mov AX,5 ;AX=5
Mov BX,10 ;BX=10
Push AX ;Pila=5
Mov AX,BX ;AX=10
Pop BX ;BX=5
Mov AX,4C00h ;Terminar programa y salir al DOS
Int 21h ;
END Inicio
END

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