Kacper's Wiki

Procesor Intel 8086 jest mikroprocesorem 16-bitowym, który zadebiutował w 1978 roku. Był to jeden z pierwszych procesorów, które wprowadziły architekturę x86, która zyskała później popularność i stanowi podstawę wielu współczesnych procesorów. 8086 jest przykładem procesora CISC (Complex Instruction Set Computer), który posiada bogaty zestaw rozkazów, umożliwiający realizację skomplikowanych operacji w jednym cyklu.

Procesor 8086 posiada szereg cech, które zdefiniowały jego architekturę:

* Rejestry : Procesor posiada 14 głównych rejestrów, w tym rejestry ogólnego przeznaczenia (AX, BX, CX, DX, SI, DI, BP, SP), rejestry segmentowe (CS, DS, SS, ES) oraz rejestr wskaźnika instrukcji (IP). * Adresowanie pamięci : Procesor używa segmentowego adresowania pamięci, co oznacza, że cała pamięć 8086 jest podzielona na segmenty (do 1 MB pamięci). Adresy pamięci są tworzone przez 16-bitowy rejestr segmentu oraz 16-bitowy rejestr offsetu. * Cykl pracy : 8086 działa na zasadzie cykli zegara, w których wykonuje operacje odczytu, zapisu i wykonywania instrukcji.

Procesor 8086 wykonuje instrukcje w różnych trybach:

* Tryb real-mode : Jest to tryb, w którym procesor wykonuje operacje bez wirtualizacji pamięci i bez ochrony pamięci. * Tryb ochrony: Tryb ten jest bardziej zaawansowany i pozwala na zarządzanie pamięcią w sposób bezpieczniejszy (chociaż procesor 8086 nie obsługiwał go bezpośrednio, ale w późniejszych wersjach, jak 80286, ten tryb został wprowadzony).

Poniżej przedstawiam kilka przykładów programów w języku assemblera dla procesora 8086. Przykłady te ilustrują podstawowe operacje wykonywane przez procesor, jak manipulacja rejestrami, wejście/wyjście na porty oraz podstawowe skoki warunkowe.

JMP main		;
 
	DB 90		;
	DB D8		;
	DB 24		;
	DB 48		;
 
main:
	MOV DL,02	; ustawienie DL na pierwszym adresie danych w RAM
			; Turn off all the traffic lights.
	MOV AL,0	; Copy 00000000 into the AL register.
	OUT 01		; Send AL to Port One (The traffic lights).
 
start:
	MOV AL,[DL]	; pobranie wartości spod adresu DL
	OUT 01		;		
	INC DL		;
	CMP DL,5	;
	JZ end		;
	JMP start	; Jump back to the start.
end:
	END		; Program ends.

* Program wczytuje dane z pamięci i wysyła je na port (symulując sterowanie sygnalizacją świetlną). * Wartości są przechowywane w pamięci, a procesor przesyła je na odpowiedni port za pomocą instrukcji `OUT`. * Program zatrzymuje się, gdy liczba wysłanych danych osiągnie 5.

Start:
	MOV	AL,B6	; 1111 1010
	OUT	02	; Send the data in AL to Port 02
 
	MOV	AL,0B	; 0000 0000
	OUT	02	; Send the data in AL to Port 02
 
	JMP	Start
 
	END

* Program ustawia wartość `B6` w rejestrze AL, a następnie wysyła ją na port 02. * Następnie ustawia wartość `0B` w rejestrze AL i ponownie wysyła ją na port 02. * Program powtarza te operacje w nieskończoność.

start:
 
	IN	03	; Input from Port 03
	AND	AL,1	; Mask off left seven bits
	JZ	Cold	; If the result is zero, turn the heater on
	JMP	Hot	;
 
Cold:
	MOV	AL,80	; Code to turn the heater on
	OUT	03	; Send code to the heater
	JMP start	;
Hot:
	MOV	AL,0	; Code to turn the heater off
	OUT	03	; Send code to the heater
	JMP start	;
 
	JMP start	;
 
END

* Program odczytuje dane z portu 03 i sprawdza, czy najmłodszy bit jest ustawiony na 0 (co może oznaczać, że temperatura jest zbyt niska). * W zależności od wyniku, program włącza lub wyłącza grzałkę, wysyłając odpowiedni kod na port 03.

JMP Start
 
	DB	1		;
	DB 	"I AM KACPER" 	; 
	DB 	0		;
 
 
Start:
 
	MOV 	BL,02 		; 02 adres początku danych
	MOV 	CL,C0 		; C0 adres początku danych wyświetlacza
 
Rep1:
 
	MOV 	AL,[BL]		; z komórki w pamięci o adresie BL pobieram wartość do rejestru AL
	MOV 	DL,[BL]		; z komórki w pamięci o adresie DL pobieram wartość do rejestru AL
	PUSH 	AL		;
	MOV 	[CL],DL		; z rejestru DL zapisuje wartość w pamięci o adresie CL
	CMP 	AL,0 		; czy ostatni element ? 5 to ostatni adres komórki w której są dane 
	JZ 	continue 	; jesli tak, to skocz do start, zaczynamy od poczatku
	INC 	BL 		; jesli nie, to wez kolejny element
	INC 	CL		; zwiększam adres danych wyświetlacza
	JMP 	Rep1 		; skok na poczatek
 
continue:
 
	MOV 	CL,D0 		; C0 adres początku danych wyświetlacza
 
Rep2:
 
	POP 	AL		;
	MOV 	[CL],AL		; z rejestru DL zapisuje wartość w pamięci o adresie CL
	CMP 	AL,1 		; czy ostatni element ? 5 to ostatni adres komórki w której są dane 
	JZ 	end 		; jesli tak, to skocz do start, zaczynamy od poczatku
	INC 	BL 		; jesli nie, to wez kolejny element
	INC 	CL		; zwiększam adres danych wyświetlacza
	JMP 	Rep2 		; skok na poczatek
 
end:
	end

* Program wyświetla napis „I AM KACPER” na ekranie. * Przesuwa dane z jednej komórki pamięci do drugiej, wykorzystując rejestry i instrukcje manipulacji pamięcią.

Do wykonywania powyższych programów użyty został symulator SMZ32V50. Jest to narzędzie, które umożliwia emulację działania procesora 8086, pozwalając na testowanie i debugowanie programów w assemblerze. Symulator ten może emulować działanie portów wejścia/wyjścia oraz pamięci, co czyni go idealnym narzędziem do nauki i testowania kodu dla tego typu procesorów.

Procesor 8086 był pionierem w wielu aspektach architektury komputerowej. Dzięki jego prostocie i elastyczności, programowanie w assemblerze tego procesora wciąż stanowi cenne źródło nauki dla tych, którzy chcą zrozumieć podstawy działania komputerów. Przykłady powyższych programów pokazują, jak wykorzystywać instrukcje procesora do realizacji różnych operacji, takich jak manipulacja rejestrami, interakcje z portami wejścia/wyjścia oraz proste struktury sterujące.