Microprocesadores C0112.                          EMULADOR EMU8086GENERALIDADES.El Emulador EMU8086 es el primer programa ...
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Microprocesadores C0112.En el menú “Help” puede encontrar tutoriales sobre el emu8086, sobre lenguajeensamblador y un set ...
4 Microprocesadores C0112.  ¿Qué hace el programa?  Note que el código fuente esta dividido en tres bloques: El encabezado...
Microprocesadores C0112.                              PROGRAMA EN LENGUAJE ENSAMBLADORinclude IO_BAS.INC ;Indica al compil...
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Microprocesadores C0112.Bajo la barra de herramientas hay cinco botones que le permiten:    Load, carga un archivo ejecut...
10 Microprocesadores C0112.           Figura 8. Comparación entre las ventanas de edición y código fuente.   Otra de las v...
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92735903 tutorial emu8086c0112

  1. 1. Microprocesadores C0112. EMULADOR EMU8086GENERALIDADES.El Emulador EMU8086 es el primer programa que se utiliza en el curso deMicroprocesadores que imparte la Universidad Don Bosco; se ha elegido este emuladorporque posee una interfaz de usuario muy amigable que permite familiarizarse con losfundamentos de la programación en lenguaje ensamblador de forma muy intuitiva, aparte de eso brinda una serie de recursos para ejecutar y depurar los programas.También tiene algunas desventajas como el hecho de no soportar algunas de lasinterrupciones más interesantes que posee el sistema operativo y tampoco puedeacceder a los puertos físicos (reales), sino que los emula usando otros programas queya están incluidos en su respectiva carpeta.Si ejecuta la versión 4.05 del EMU8086 observaría primero la pantalla de bienvenida(welcome), similar a la que se muestra en la figura 1. Figura 1. Pantalla de bienvenida del emulador EMU8086. Se presentan cuatro diferentes opciones para elegir: • New: Le permite escribir un nuevo código en lenguaje ensamblador (al que llamaremos “Código Fuente” y tendrá extensión .ASM) • Code examples: Le permite acceder a una serie de programas ejemplos que pueden ayudarle a comprender funciones más complejas.
  2. 2. 2 Microprocesadores C0112. • Quick start tutor: activa un conjunto de documentos de ayuda, se recomienda revisarlos frecuentemente en caso de dudas. • Recent file: Le muestra los últimos archivos que se trabajaron en la máquina. Si se desea escribir un nuevo código fuente se debe seleccionar la opción New. Se puede elegir una de cuatro posibles opciones para un nuevo código fuente como las que se observan en la caja de dialogo “choose code template”, como se muestra en la figura 2. Esta selección esté relacionada con el tipo de archivo final (archivo ejecutable) que se desea generar. Figura 2. Caja de dialogo para seleccionar el tipo plantilla (template). En esta caja de dialogo se presentan seis opciones, cuatro de ellas le permiten usar plantillas predefinidas con algunos de los tipo de archivo que se pueden crear en lenguaje ensamblador: COM template, EXE template, BIN template y BOOT template (cada uno le permite diferentes características que se abordaran a su debido tiempo en el curso). Las otras dos que le permiten usar un espacio vacío “empty workspace” (sin una plantilla) o activar el emulador mismo. Para el caso del curso de Microprocesadores se seleccionará la opción del espacio vacío. Para escribir los códigos fuentes se cuenta con la facilidad de tener un Entorno de Desarrollo Integrado (Integrated Development Environme IDE), como se muestra en la figura 3. Es importante hacer notar que en este ambiente es posible escribir códigos en lenguaje de máquina y también usando los nemotécnicos y la sintaxis del lenguaje ensamblador, éste último es el que se usará cotidianamente en el laboratorio. Si se observa detenidamente la figura 3 Podrá verse una barra de menú de Windows con sus opciones clásicas file, edit, etc. pero también se notan unas opciones poco usuales como assembler, emulator, etc. propias de este programa. También se verá una serie de botones que le permitirán crear un nuevo archivo (new), abrir un archivo que ya existe (open), abrir un ejemplo (examples), compilar un archivo fuente (compile), emular un archivo ejecutable (emulate), etc.
  3. 3. Microprocesadores C0112.En el menú “Help” puede encontrar tutoriales sobre el emu8086, sobre lenguajeensamblador y un set de instrucciones e interrupciones para el 8086 Figura 3. Ventana de edición o Entorno de Desarrollo Integrado IDE del EMU8086.LENGUAJES DE ALTO NIVEL Y EL LENGUAJE ENSAMBLADOR.El lenguaje ensamblador, que es el que se estudiará en el curso de Microprocesadoreses del tipo estructurado (no está orientado a objetos) y su estructura tiene algunassimilitudes con otros lenguajes, para poner de manifiesto lo anterior se ha preparadoun ejemplo ilustrativo a ese respecto.Primero estudie la tabla 1, donde se muestra el flujo-grama (desarrollado en FreeDFD)y el código fuente (escrito en C) de un programa muy conocido. FLUJO-GRAMA CODIGO FUENTE #include <iostream.h> #include <conio.h> main() { char frase[12] = {"nnHOLA MUNDO"}; char pak[41] = {"nPresione cualquier tecla para continuar"}; cout<< frase; cout<< pak; getch(); return 0; } Tabla 1. Programa en lenguaje C.
  4. 4. 4 Microprocesadores C0112. ¿Qué hace el programa? Note que el código fuente esta dividido en tres bloques: El encabezado que contiene las directivas de preproceso que son necesarias para emplear las funciones de biblioteca (#include). Las declaraciones donde se especifican las variables y prototipos de funciones. Por último el cuerpo del programa donde se escriben concretamente las funciones que ejecutará el programa. A continuación, en la Figura 4 se muestra un flujo-grama un poco diferente porque está orientado al lenguaje ensamblador. Note que se están usando tanto el símbolo de “Proceso” como el de “Proceso predefinido” (Función) para diferenciar las instrucciones de las funciones. En el texto de los proceso se menciona el término “Registro” que se usa en el mismo sentido con el que se usa en Sistemas Digitales como una pequeña memoria de baja capacidad. Estos registros se encuentran dentro del microprocesador y se utilizan para almacenar datos o instrucciones que posteriormente serán procesados. INICIO 1 ALMACENA EN EL REGISTRO ACUMULADOR (AX) LA VUELVE A EJECUTAR “Imprimir_Cadena” PARA IMPRIMIR DIRECCION DE MEMORIA A PARTIR DE LA CUAL SE HAN OTRA CADENA DE TEXTO, EN ESTE CASO LLAMADA “pak” ALMACENADO LOS DATOS CON LOS QUE TRABAJARA EL PROGRAMA EJECUTAR LA MACRO-INSTRUCCIÓN LLAMADA “Presione_Tecla_Fin” QUE ESPERA A QUE EL USUARIO DEL TRANSFIERE (COPIA) EL CONTENIDO DEL REGISTRO PROGRAMA PRESIONE CUALQUIER TECLA PARA SEGUIR ACUMULADOR (EN ESTE CASO LA DIRECCION DE ADELANTE CON LA EJECUCION DEL CODIGO. MEMORIAL DESDE DONDE SE ALMACENAN LOS DATOS CON LOS QUE TRABAJARA EL PROGRAMA) AL REGISTRO SEGMENTO DE DATOS (DS). ALMACENA EN EL REGISTRO ACUMULADOR EL VALOR 4C00h (NUMERO HEXADECIMAL) QUE SERA USADO POR LA SIGUIE LINEA. EJECUTA LA MACRO-INSTRUCCIÓN LLAMADA “Imprimir _Cadena” LA CUAL IMPRIME UNA CADENA DE TEXTO ESTA CADENA SE ESPECIFICA AL , PASARLE UN PARAMETRO A LA MACRO-INSTRUCCIÓN, USANDO EL NOMBRE DE LA CADENA QUE SE DESEA ESCRIBIR DESPUES DEL LLAMADO A LA MACRO-INSTRUCCIÓN (en este caso llamada “frase”). EJECUTA INTERRUPCION 21h. ESTE ES UN PROGRAMA QUE FORMA PARTE DE LAS RUTINAS DEL SISTEMA OPERATIVO TIENE MUCHAS , OPCIONES PARA ELEGIR, LA CUAL SE DECIDE EN BASE AL CONTENIDO DEL REGISTRO ACUMULADOR 1 FIN Figura 4. Diagrama de Flujo del ejemplo. En la tabla 2 aparece el código fuente escrito en lenguaje ensamblador. Por favor lea el código fuente y luego, apoyándose en el flujo-grama y los abundantes comentarios, compare la estructura del código en ensamblador con el de lenguaje C, estableciendo similitudes y diferencias.
  5. 5. Microprocesadores C0112. PROGRAMA EN LENGUAJE ENSAMBLADORinclude IO_BAS.INC ;Indica al compilador que incluya la librería respectiva. ;El archivo IO_bas.INC debe estar almacenado en ;la carpeta inc del emulador.model small ;Indica al compilador el modelo de memoria que se usara ;en este caso se usa un modelo pequeno;=====================================================;ZONA PARA DECLARAR LAS VARIABLE Y CONSTANTES DEL PROGRAMA;;SE LE CONOCE COMO SEGMENTO DE DATOS;;Inicia con la directiva simplificada .data;=====================================================.datafrase db HOLA MUNDO,0Ah,0Dh,$ ;Declara cadena que se va a imprimirpak db Presione cualquier tecla para terminar el programa$;===========================================================;ZONA PARA ESCRIBIR LAS INSTRUCCIONES, MACRO-INSTRUCCIONES;Y PROCDIMIENTOS QUE SE EJECUTARAN.;;SE LE CONOCE COMO SEGMENTO DE CODIGO;;Inicia con la directiva simplificada .code;==========================================================.codeINICIO: mov ax, @DATA ;Bloque de instrucciones que ubica la zona de ;memoria donde estan almacenados los datos ;con los que el programa va a trabajar. ;Se utiliza la instruccion MOV (mover) para ;trasladar al registro AX la direccion de memoria ;donde inicia este bloque mov ds, ax ;Transfiere (en realidad copia) el contenido del ;registro AX al registro DS Imprimir_Cadena frase ;Macro-Instruccion que imprime la cadena llamada frase Imprimir_Cadena pak ;Macro-Instruccion que imprime la cadena llamada fin Presione_Tecla_Fin ;Macro-Instruccion que espera a que se ;presione cualquier tecla para seguir adelanteFIN: mov ax, 4C00h ;Bloque de instrucciones que terminan el programa int 21h;==========================================================;ZONA DE MEMORIA DONDE SE ALMACENAN DATOS INTERMEDIOS QUE SE CREAN;DURANTE LA EJECUCION DEL PROGRAMA.;;SE LE CONOCE COMO SEGMENTO DE PILA;; Inicia con la directiva simplificada .stack;==========================================================.stackend INICIO Tabla 2. Programa en lenguaje ensamblador.
  6. 6. 6 Microprocesadores C0112. Siguiendo el mismo planteamiento del código de C, se puede dividir el código en ensamblador en las siguientes partes: a) Directivas de preproceso: Le indican al compilador que debe tomar información de los archivos de biblioteca durante el proceso de convertir el archivo ASM en EXE. b) Declaración del Segmento de Datos: Donde se declaran las variables y constantes que el programa va a utilizar. c) Declaración del Segmento de Código: Donde se define las acciones que el programa deberá realizar. Para especificarlo se pueden usar: Instrucciones (propias del microprocesador), Macro-instrucciones (similar a los comandos de los lenguajes de alto nivel), Procedimientos (similar a las funciones definidas por el usuario de los lenguajes de alto nivel) y llamado a Interrupciones, que es una forma muy particular del lenguaje ensamblador y que se explicara a su debido tiempo. d) Declaración del Segmento de PILA o STACK: bloque de memoria donde almacenan datos intermedios que se generan durante la ejecución de un programa. En este no se declaran variables o constantes como en el segmento de datos, sino que se administra como una memoria LIFO, el último en entrar es el primero en salir. e) Directiva END: que indica el fin del archivo, cualquier instrucción posterior a esta línea será ignorada por el compilador. COMPILADO Y EJECUCION. Si ya se tiene un código fuente escrito en lenguaje ensamblador (con extensión ASM y cuyo nombre no debería exceder los 8 caracteres) se debe proceder a transformarlo en un archivo ejecutable, en este caso tipo EXE, esto se logra presionando el botón “compile” del IDE (ver figura 3). Hay que recordar que el proceso para convertir un ASM en EXE es complejo e implica muchos pasos que en un buen programador no debería ignorar y que en su momento se explicarán durante el curso. Mientras se realiza la transformación (en el caso muy particular del EMU8086) se abre un ventana llamada “assembler status” que le informa sobre los resultados del proceso. Si existe algún error ahí se le hará notar, de lo contrario se observa un mensaje como el de la figura 5. A continuación se pide asignar un nombre al archivo EXE, por defecto se le asigna el mismo nombre del archivo fuente, pero usted puede elegir otro, siempre de 8 caracteres máximo. Volviendo a la figura 5, en el caso de no tener errores, la ventana “assembler status” muestra diferentes opciones como ejecutar el archivo EXE dentro del programa (opción run), revisar algunos de los archivos complementarios que se crearon en el proceso (opción view), o ejecutar el archivo usando el programa DEBUG (opción external), ésta es otra herramienta que se estudiará más adelante en el curso, la última opción es cerrar la ventana (close).
  7. 7. Microprocesadores C0112.Si ya tiene un archivo EXE que fue previamente compilado puede ejecutarlo dentro delEMU8086 presionando el botón “emulate” del IDE, con lo que se abren dos ventanasmás, aparte del IDE que ya estaba abierto, a estas se les llama “emulator” y “originalsource code” como se muestra en la Figura 6. Figura 5. Estado del proceso de compilación. Figura 6. Ventanas del EMU8086: emulador, código fuente e IDE.
  8. 8. 8 Microprocesadores C0112. En la ventana “emulator” se puede monitorear la mayoría de procesos al ejecutar el programa y es la que más se usará a la hora de realizar las prácticas de laboratorio, por lo que es importante su manejo efectivo. Una vista más detallada se presenta en la Figura 7. Dada la gran importancia que tiene la ventana “emulator” es necesario analizarla más detenidamente, está dividida en varias partes: Figura 7. Ventana del Emulador. Parte superior: tiene una barra de herramientas con las siguientes opciones:  File, permite administrar (cargar o salvar) los archivos que va creando o ejecutando  Math, da acceso a una calculadora y un convertidor de basas de numeración.  Debug, provee herramientas para depurar programas.  View, permite abrir otras ventanas que pueden ser de mucha ayuda al ejecutar o depurar programas.  External, permite ejecutar el programa con otras herramientas diferentes del EMU8086.  Virtual devices, activa los dispositivos virtuales con que cuenta el programa, dado que se tata de un emulador no se tiene acceso a los puertos físicos de la computadora, por lo que estos son simulados.  Virtual drive, da opciones para administrar las unidades virtuales de almacenamiento (HDD y FDD virtuales).  Help, activa la herramienta de ayuda.
  9. 9. Microprocesadores C0112.Bajo la barra de herramientas hay cinco botones que le permiten:  Load, carga un archivo ejecutable EXE, COM, etc. que ya existe.  Reload, recarga (inicializa los registros) para ejecutar nuevamente un programa que acaba de ser corrido.  Single step, ejecuta solamente una instrucción o macroinstrucción (paso a paso).  Step back, retrocede una instrucción que ya fue ejecutada (función muy útil al depurar un programa)  Run, ejecuta un programa en su totalidad o hasta presionar el botón “STOP”. Vale la pena hacer notar que también es posible, en la opción DEBUG, insertar un “break point” cuando se está depurando programas.Parte media: está dividida en tres áreas:  Área izquierda denominada “registers”, donde se puede monitorear el contenido de los registros del microprocesador  Área central, donde se puede observar el contenido de la memoria desde donde se está ejecutando el programa. Primero se notan las direcciones del bloque de memoria que se visualiza, estas direcciones de dan en un formato llamado físico o absoluto (existe otro formato para las direcciones) dado por cinco cifras hexadecimales (20 bits) lo que indica que en este bus de direcciones se puede direccionar desde la dirección 00000h (dirección 0) hasta la dirección FFFFFh (dirección 1048575). Luego se indica el contenido de cada palabra (cada una de 1 byte), por facilidad el contenido se presenta en hexadecimal, decimal e interpretado como un carácter ASCII.  Área derecha, donde puede observar el contenido de la memoria, pero esta vez no se detalla con direcciones específicas, sino que cada bloque de datos es interpretado como un conjunto de instrucciones (lo que se llama PROGRAMA DESENSAMBLADO) que el microprocesador deberá ejecutar. Es importante mencionar que algunas instrucciones se expresan solo con un byte, pero otras necesitan varios bytes para ser expresadas.Parte inferior: contiene una serie de botones que permiten un acceso rápido a unaserie de ventanas auxiliares, algunas de las cuales se puede activar también en labarra de herramientas con la opción “view”La otra ventana llamada “original source code” muestra el código fuente del archivo,esta ventana tiene algunas semejanzas con la ventana del IDE (donde se escriben loscódigos fuentes), pero tiene un objetivo diferente. Si observa detenidamente la Figura8 notará que “original source code” no posee botones y que aparece resaltada la línea: mov ax, @DATAEso indica que al comenzar a correr el programa, ésta será la primera instrucción quese ejecutará.Con esta ventana podrá monitorear el código línea a línea, al ejecutar paso a paso, asícomo le permitirá ubicar en la memoria bloques completos del programa, pero ahí nopuede editar el código, para eso está el IDE.
  10. 10. 10 Microprocesadores C0112. Figura 8. Comparación entre las ventanas de edición y código fuente. Otra de las ventanas muy útiles del EMU8086 es la ventana de variables “variables”, le permitirá monitorear las variables declaradas en tiempo real. Para activarla debe ubicar el botón “vars” en la ventana “emulator” (ver figura 7). La ventana tiene un aspecto como el que se muestra en la figura 9. Figura 9. Ventana auxiliar para monitorear el contenido de las variables declaradas.

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