›
›

Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 4: Bộ vi xử lý Intel 8088

4.1. Cấu trúc bên trong của 8088
4.2. Mô hình lập trình của 8088
4.3. Các thanh ghi đoạn và phân đoạn bộ nhớ
4.4. Đoạn lệnh và thanh ghi con trỏ lệnh
4.5. Stack và các thanh ghi BP, SP
4.6. Các đoạn dữ liệu và các thanh ghi SI, DI, BX
4.7. Các thanh ghi AX, BX, CX, DX
4.8. Thanh ghi cờ
4.9. Tập lệnh và các chế độ địa chỉ 
pdf 62 trang thiennv 08/11/2022 4240
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 4: Bộ vi xử lý Intel 8088", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_cau_truc_may_tinh_chuong_4_bo_vi_xu_ly_intel_8088.pdf

Nội dung text: Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 4: Bộ vi xử lý Intel 8088

  1. Tập thanh ghi (tiếp) 11
  2. Không gian nhớ . 8088 có bus địa chỉ 20 bit KGĐCBN = 220 Byte = 1MB. . 8088 có khả năng truy nhập bộ nhớ theo:  Từng byte  Từng word: truy nhập theo 2 byte có địa chỉ liên tiếp . 8088 lưu trữ thông tin trong bộ nhớ chính theo kiểu đầu nhỏ (Little-endian) 00000h 00001h FFFFFh 12
  3. Không gian vào-ra . 8088 có khả năng quản lý không gian vào-ra 64 KB = 216 Byte, do đó sẽ phải phát ra 16 bit địa chỉ để tìm cổng vào-ra tương ứng trên các chân địa chỉ từ A0 đến A15. . Trong trường hợp phát ra 8 bit địa chỉ từ A0 đến A7 để xác định một cổng vào-ra thì sẽ quản lý được 256 cổng vào-ra. 13
  4. Các kiểu dữ liệu . Kiểu dữ liệu số nguyên, gồm 2 loại:  Không dấu: . 8 bit (1 byte), biểu diễn các số từ 0 đến 255 . 16 bit (2 byte), biểu diễn các số từ 0 đến 65535  Có dấu: . 8 bit (1 byte), biểu diễn các số từ -128 đến 127 . 16 bit (2 byte), biểu diễn các số từ -32768 đến 32767 . Kiểu dữ liệu số BCD, gồm 2 dạng: dạng nén và dạng không nén. . Mã ASCII: tổ chức theo từng byte, theo mã 8 bit. 14
  5. Nội dung chương 4 4.1. Cấu trúc bên trong của 8088 4.2. Mô hình lập trình của 8088 4.3. Các thanh ghi đoạn và phân đoạn bộ nhớ 4.4. Đoạn lệnh và thanh ghi con trỏ lệnh 4.5. Stack và các thanh ghi BP, SP 4.6. Các đoạn dữ liệu và các thanh ghi SI, DI, BX 4.7. Các thanh ghi AX, BX, CX, DX 4.8. Thanh ghi cờ 4.9. Tập lệnh và các chế độ địa chỉ 15
  6. 4.3. Các th.ghi đoạn và phân đoạn BN . 8088 có 4 thanh ghi đoạn 16 bit, do đó tại một thời điểm, 8088 chỉ làm việc được với 4 đoạn nhớ:  CS (Code Segment): quản lý đoạn lệnh  SS (Stack Segment): quản lý đoạn ngăn xếp  DS (Data Segment): quản lý đoạn dữ liệu  ES (Extra Data Segment): quản lý đoạn dữ liệu phụ . 8088 phát ra một địa chỉ của ngăn nhớ = 20 bit, do đó không gian nhớ của nó là 1 MB (=220 Byte) . Các thanh ghi bên trong 8088 đều có độ dài là 16 bit. 16
  7. Các thanh ghi đoạn 17
  8. Phân đoạn bộ nhớ . Intel chia không gian nhớ của 8088 thành các đoạn nhớ (segment) có dung lượng 64 KB =216 Byte . Địa chỉ đầu của mỗi đoạn nhớ chia hết cho 16, do đó địa chỉ đầu của một đoạn nào đó sẽ có dạng: xxxx0h (x là chữ số Hexa bất kỳ). . Để quản lý địa chỉ đầu của một đoạn nhớ chỉ cần lưu trữ 4 số Hexa (16 bit cao), đây gọi là địa chỉ đoạn.  VD: nếu địa chỉ đoạn là 1234h thì địa chỉ vật lý của đầu đoạn nhớ đó là 12340h 18
  9. Phân đoạn bộ nhớ (tiếp) . Giả sử có một đoạn nhớ xác định (dung lượng tối đa = 64 KB), để xác định 1 byte nhớ cụ thể trong đoạn đó, cần biết khoảng cách (offset – độ lệch) giữa byte nhớ đó so với ngăn nhớ đầu đoạn. . Địa chỉ logic có dạng: Địa chỉ đoạn (16 bit): offset (16 bit) . Địa chỉ vật lý (20 bit) = địa chỉ đoạn * 10h + offset . Ví dụ: Có địa chỉ logic 1234h:0076h địa chỉ vật lý = 1234h * 10h + 0076h = 123B6h . Người lập trình chỉ lập trình với địa chỉ logic, còn việc chuyển sang địa chỉ vật lý là do bộ vi xử lý thực hiện. 19
  10. Phân đoạn bộ nhớ (tiếp) . Địa chỉ đoạn: xxxxh Địa chỉ vật lý đầu đoạn: xxxx0h Địa chỉ vật lý cuối đoạn: xxxx0h + FFFFh . Địa chỉ đoạn do các thanh ghi đoạn quản lý. . Địa chỉ offset do các thanh ghi IP, BX, BP, SP, SI, DI quản lý. . Với một địa chỉ vật lý, có thể tìm ra nhiều địa chỉ logic khác nhau. . Ví dụ: 00070h = 0000h:0070h = 0001h:0060h = 0002h:0050h 20
  11. Nội dung chương 4 4.1. Cấu trúc bên trong của 8088 4.2. Mô hình lập trình của 8088 4.3. Các thanh ghi đoạn và phân đoạn bộ nhớ 4.4. Đoạn lệnh và thanh ghi con trỏ lệnh 4.5. Stack và các thanh ghi BP, SP 4.6. Các đoạn dữ liệu và các thanh ghi SI, DI, BX 4.7. Các thanh ghi AX, BX, CX, DX 4.8. Thanh ghi cờ 4.9. Tập lệnh và các chế độ địa chỉ 21
  12. 4.4. Đoạn lệnh và thanh ghi con trỏ lệnh . Thanh ghi CS sẽ xác định đoạn lệnh. . Đoạn lệnh dùng để chứa lệnh của chương trình. Bộ vi xử lý sẽ nhận lần lượt từng lệnh ở đây để giải mã và thực hiện. . Thanh ghi IP (con trỏ lệnh) chứa địa chỉ offset của lệnh tiếp theo sẽ được nhận vào. CS:IP chứa địa chỉ logic của lệnh tiếp theo sẽ được nhận vào. 22
  13. Nội dung chương 4 4.1. Cấu trúc bên trong của 8088 4.2. Mô hình lập trình của 8088 4.3. Các thanh ghi đoạn và phân đoạn bộ nhớ 4.4. Đoạn lệnh và thanh ghi con trỏ lệnh 4.5. Stack và các thanh ghi BP, SP 4.6. Các đoạn dữ liệu và các thanh ghi SI, DI, BX 4.7. Các thanh ghi AX, BX, CX, DX 4.8. Thanh ghi cờ 4.9. Tập lệnh và các chế độ địa chỉ 23
  14. 4.5. Stack và các thanh ghi SP, BP . Stack (ngăn xếp): vùng nhớ tổ chức theo cơ chế LIFO, dùng để cất giữ thông tin và có thể khôi phục lại. . Chiều từ đáy lên đỉnh của ngăn xếp ngược với chiều tăng của địa chỉ. . Đoạn Stack được quản lý nhờ thanh ghi SS. . Thông tin được trao đổi với Stack theo word (16 bit). . SP chứa địa chỉ offset của ngăn nhớ đỉnh Stack  Nếu cất thêm một thông tin vào Stack thì nội dung của SP giảm đi 2  Nếu lấy ra một thông tin của Stack thì nội dung của SP tăng lên 2  Nếu Stack rỗng thì SP trở vào đáy Stack  SS:SP chứa địa chỉ logic của ngăn nhớ đỉnh Stack . BP là thanh ghi chứa địa chỉ offset của một ngăn nhớ nào đó trong Stack địa chỉ logic của ngăn nhớ đó là SS:BP 24
  15. Nội dung chương 4 4.1. Cấu trúc bên trong của 8088 4.2. Mô hình lập trình của 8088 4.3. Các thanh ghi đoạn và phân đoạn bộ nhớ 4.4. Đoạn lệnh và thanh ghi con trỏ lệnh 4.5. Stack và các thanh ghi BP, SP 4.6. Các đoạn dữ liệu và các thanh ghi SI, DI, BX 4.7. Các thanh ghi AX, BX, CX, DX 4.8. Thanh ghi cờ 4.9. Tập lệnh và các chế độ địa chỉ 25
  16. 4.6. Các đoạn dl và các th.ghi SI, DI, BX . DS: quản lý một đoạn dữ liệu 64 KB . ES: quản lý một đoạn dữ liệu phụ 64 KB . Offset sẽ được xác định bởi nội dung của các thanh ghi SI, DI, BX. . Sự khác nhau giữa chương trình kiểu EXE và COM:  Trong chương trình EXE: CS, DS và SS quản lý 3 đoạn nhớ khác nhau. Nghĩa là : CS SS DS.  Trong chương trình COM: CS, DS và SS có thể quản lý chung một đoạn nhớ (không lớn hơn 64 KB). Nghĩa là CS = DS = SS. 26
  17. Nội dung chương 4 4.1. Cấu trúc bên trong của 8088 4.2. Mô hình lập trình của 8088 4.3. Các thanh ghi đoạn và phân đoạn bộ nhớ 4.4. Đoạn lệnh và thanh ghi con trỏ lệnh 4.5. Stack và các thanh ghi BP, SP 4.6. Các đoạn dữ liệu và các thanh ghi SI, DI, BX 4.7. Các thanh ghi AX, BX, CX, DX 4.8. Thanh ghi cờ 4.9. Tập lệnh và các chế độ địa chỉ 27
  18. 4.7. Các thanh ghi AX, BX, CX, DX . AX, BX, CX, DX là các thanh ghi 16 bit . AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL là các thanh ghi 8 bit . Chức năng chung: chứa dữ liệu tạm thời . Chức năng riêng:  AX: . Dùng cho lệnh nhân chia theo word . Dùng cho vào ra theo word  AL: . Dùng cho lệnh nhân chia theo byte . Dùng cho vào ra theo byte . Dùng cho các lệnh số học với số BCD  AH: . Dùng cho các lệnh nhân chia theo byte  BX: . Dùng để chứa địa chỉ cơ sở  CX: . Dùng để chứa số lần lặp của lệnh LOOP và các lệnh xử lý xâu ký tự  CL: . Dùng để chứa số lần dịch của lệnh dịch, lệnh quay  DX: . Dùng cho lệnh nhân chia theo word . Dùng chứa địa chỉ cổng vào ra 28
  19. Nội dung chương 4 4.1. Cấu trúc bên trong của 8088 4.2. Mô hình lập trình của 8088 4.3. Các thanh ghi đoạn và phân đoạn bộ nhớ 4.4. Đoạn lệnh và thanh ghi con trỏ lệnh 4.5. Stack và các thanh ghi BP, SP 4.6. Các đoạn dữ liệu và các thanh ghi SI, DI, BX 4.7. Các thanh ghi AX, BX, CX, DX 4.8. Thanh ghi cờ 4.9. Tập lệnh và các chế độ địa chỉ 29
  20. 4.8. Thanh ghi cờ OF DF IF TF SF ZF AF PF CF . Bao gồm:  Các cờ phép toán: biểu thị trạng thái của kết quả phép toán.  Các cờ điều khiển: đặt chế độ làm việc cho bộ vi xử lý. 30
  21. Các cờ phép toán . Cờ ZF (Zero - cờ không/cờ rỗng): Được thiết lập (= 1) nếu kết quả phép toán bằng 0 và ngược lại sẽ bị xóa (=0) nếu kết quả phép toán khác 0. . Cờ SF (Sign - cờ dấu): Được thiết lập nếu kết quả phép toán nhỏ hơn 0 và bị xoá nếu kết quả phép toán lớn hơn hoặc bằng 0. . Cờ CF (Carry - cờ nhớ): Nếu phép cộng có nhớ ra khỏi bit cao nhất hay phép toán trừ có mượn ra khỏi bit cao nhất thì CF được thiết lập (báo tràn với số nguyên không dấu). . Cờ OF (Overflow - cờ tràn): Nếu phép toán xảy ra overflow thì OF được thiết lập (báo tràn với số nguyên có dấu). . Cờ PF (Parity - cờ kiểm tra chẵn lẻ): Nếu tổng số bit 1 của kết quả là chẵn thì cờ PF được thiết lập. . Cờ AF (Auxiliary - cờ nhớ phụ): Nếu phép cộng có nhớ từ bit 3 sang bit 4 hoặc phép trừ có mượn từ bit 4 sang bit 3 thì cờ AF được thiết lập. 31
  22. Các cờ điều khiển . Cờ TF (Trap - cờ bẫy):  Nếu TF = 1 thì bộ vi xử lý hoạt động theo chế độ thực hiện từng lệnh (chế độ gỡ rối chương trình). . Cờ IF (Interrupt - cờ ngắt):  Nếu IF = 1 thì bộ vi xử lý cho phép ngắt với yêu cầu ngắt đưa đến chân tín hiệu INTR (Interrupt Request) của bộ vi xử lý.  Nếu IF = 0 thì cấm ngắt. . Cờ DF (Director - cờ hướng): chỉ hướng xử lý xâu ký tự.  Nếu DF = 0, xử lý từ trái sang phải.  Nếu DF = 1, xử lý từ phải sang trái. 32
  23. Nội dung chương 4 4.1. Cấu trúc bên trong của 8088 4.2. Mô hình lập trình của 8088 4.3. Các thanh ghi đoạn và phân đoạn bộ nhớ 4.4. Đoạn lệnh và thanh ghi con trỏ lệnh 4.5. Stack và các thanh ghi BP, SP 4.6. Các đoạn dữ liệu và các thanh ghi SI, DI, BX 4.7. Các thanh ghi AX, BX, CX, DX 4.8. Thanh ghi cờ 4.9. Tập lệnh và các chế độ địa chỉ 33
  24. 4.9. Tập lệnh và các chế độ địa chỉ . Tập lệnh: Tập lệnh của 8088 có khoảng 120 lệnh, chia thành các nhóm như sau:  Các lệnh chuyển dữ liệu (copy)  Các lệnh số học  Các lệnh logic, dịch, quay  Các lệnh xử lý xâu ký tự (string)  Các lệnh điều khiển hệ thống  Các lệnh chuyển điều khiển (rẽ nhánh)  Các lệnh xử lý đặc biệt  Các lệnh vào-ra trực tiếp 34
  25. Các lệnh chuyển dữ liệu 35
  26. Các lệnh chuyển dữ liệu (tiếp) 36
  27. Các lệnh số học 37
  28. Các lệnh số học (tiếp) 38
  29. Các lệnh số học (tiếp) 39
  30. Các lệnh logic 40
  31. Các lệnh logic (tiếp) 41
  32. Các lệnh xử lý chuỗi 42
  33. Các lệnh chuyển điều khiển 43
  34. Các lệnh chuyển điều khiển (tiếp) 44
  35. Các lệnh chuyển điều khiển (tiếp) 45
  36. Các lệnh chuyển điều khiển (tiếp) 46
  37. Các lệnh điều khiển hệ thống 47
  38. Chú thích 48
  39. Tập lệnh và các chế độ địa chỉ (tiếp) . Các chế độ địa chỉ (Addressing modes):  Chế độ địa chỉ là cách xác định toán hạng của lệnh  Toán hạng gồm: toán hạng nguồn và toán hạng đích . Họ Intel x86: nếu trong lệnh có 2 toán hạng thì toán hạng đích được viết ở bên trái.  Toán hạng có thể là: . Hằng số (được cho ngay trong lệnh) . Nội dung của thanh ghi (trong lệnh cần cho biết tên thanh ghi) . Nội dung của ngăn nhớ . Nội dung của cổng vào-ra 49
  40. Các chế độ địa chỉ . Chế độ địa chỉ tức thì:  Toán hạng là một giá trị hằng số nằm ngay trong lệnh.  Ví dụ: MOV CX, 5 ; nạp giá trị 5 vào thanh ghi CX MOV 5, CX ; chú ý: không tồn tại lệnh này !!! . Chế độ địa chỉ thanh ghi:  Toán hạng là nội dung của 1 thanh ghi mà tên thanh ghi được cho biết ở trong lệnh.  Ví dụ: MOV AX, BX ; chuyển nội dung của BX vào AX 50
  41. Các chế độ địa chỉ (tiếp) . Chế độ địa chỉ trực tiếp:  Toán hạng là nội dung của ngăn nhớ mà địa chỉ của ngăn nhớ đó được cho ở trong lệnh.  Ví dụ: MOV AX, [1234h] ; khác với MOV AX, ES:[1234h] . 1234h là địa chỉ offset của ngăn nhớ . Nếu không chỉ định địa chỉ đoạn thì ngầm định thanh ghi đoạn tương ứng là DS . Lệnh này chuyển 1 word nằm trong bộ nhớ bắt đầu từ địa chỉ DS:1234h vào thanh ghi AX 51
  42. Minh họa chế độ địa chỉ trực tiếp 0000h MOV AX, [1234h] AX 1234h DS 1235h (Đoạn dữ liệu) AH AL FFFFh 52
  43. Các chế độ địa chỉ (tiếp) . Chế độ địa chỉ gián tiếp qua thanh ghi:  Toán hạng là nội dung của ngăn nhớ có địa chỉ offset nằm trong 1 trong các thanh ghi sau: BX, SI, DI.  Chú ý: nếu không chỉ định địa chỉ đoạn thì ngầm định thanh ghi đoạn tương ứng là DS.  Ví dụ: MOV AL, [SI] ; tương đương MOV AL, DS:[SI] Lệnh này chuyển 1 byte nhớ ở địa chỉ DS:SI vào thanh ghi AL 53
  44. Minh họa 0000h MOV AL, [SI] SI DS (Đoạn dữ liệu) AL FFFFh 54
  45. Các chế độ địa chỉ (tiếp) . Chế độ địa chỉ cơ sở:  Toán hạng là nội dung của ngăn nhớ có địa chỉ offset bằng tổng nội dung của một thanh ghi cơ sở (BX hoặc BP) + hằng số.  Nếu không chỉ định thanh ghi đoạn thì ngầm định thanh ghi đoạn đó là: . DS nếu thanh ghi cơ sở là BX . SS nếu thanh ghi cơ sở là BP  Ví dụ: MOV AL, [BX+3] ; tương đương MOV AL, [BX]+3 ; tương đương MOV AL, 3[BX] 55
  46. Minh họa MOV AL, [BX+3] 0000h BX 3 DS (Đoạn dữ liệu) AL FFFFh 56
  47. Các chế độ địa chỉ (tiếp) . Chế độ địa chỉ chỉ số:  Toán hạng là nội dung của ngăn nhớ có địa chỉ offset bằng tổng nội dung của một thanh ghi chỉ số (SI hoặc DI) + hằng số.  Nếu không chỉ định thanh ghi đoạn thì ngầm định thanh ghi đoạn đó là DS.  Ví dụ: MOV AX, [SI+3] ; tương đương MOV AX, [SI]+3 ; tương đương MOV AX, 3+[SI] ; tương đương MOV AX, 3[SI] 57
  48. Minh họa MOV AX, [SI+3] 0000h SI 3 DS AX (Đoạn dữ liệu) AH AL FFFFh 58
  49. Các chế độ địa chỉ (tiếp) . Chế độ địa chỉ chỉ số cơ sở:  Toán hạng là ngăn nhớ có địa chỉ offset bằng tổng của nội dung một thanh ghi cơ sở (BX, BP) với một thanh ghi chỉ số (SI, DI) và một hằng số.  Ví dụ: MOV AL, [BX][SI]+4 ; MOV AL, [BX+SI+4] 59
  50. Tổng kết chế độ địa chỉ Chế độ địa chỉ Toán hạng Thanh ghi đoạn ngầm định Thanh ghi Reg - Tức thì Data - Trực tiếp [Offset] DS Gián tiếp [DX] [SI] [DI] [BX] DS [BX] + disp DS Tương đối cơ sở [BP] + disp SS Tương đối chỉ số [SI hoặc DI] + disp DS Tương đối chỉ số [BX][SI hoặc DI] + disp DS cơ sở [BP][SI hoặc DI] + disp SS 60
  51. Các cặp thanh ghi đoạn:lệch ngầm định Thanh ghi đoạn CS DS ES SS Thanh ghi lệch IP BX, SI, DI DI SP, BP Ghi chú: các cặp DS:SI và ES:DI dùng với các lệnh thao tác chuỗi 61
  52. HẾT CHƯƠNG 4 62