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COURS
D'ASM 68000
(par le Féroce Lapin)
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* COURS D'ASSEMBLEUR 68000 SUR ATARI ST *
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* par Le Féroce Lapin (from 44E) *
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* Cours numéro 4 *
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Nous allons aborder maintenant les registres d'adresse. Tout comme
les registres de données, ces registres sont codés sur 32 bits (un
long mot). Donc à priori aucune différence, puisque le micro-pro-
cesseur ne connaît que des chiffres, que ceux-ci représentent des
données ou des adresses, peu lui importe. C'est vrai en grande
partie et d'ailleurs sur certains micro-processeurs, il n'y a
qu'un ou deux registres, qui peuvent contenir indifféremment
adresse ou données.
Voyons, grâce à un exemple, les différences en ce qui concerne le
68000 MOTOROLA.
Tapons donc le programme suivant, après avoir, bien sûr, effacé
l'ancien, et assemblons.
MOVE.L #$12345678,D0
MOVE.B #$AA,D0
MOVE.L #$12345678,A0
MOVE.B #$AA,A0
MOVE.L #$12345678,A1
MOVE.B A1,D1
L'assembleur note 2 erreurs et nous les annonce par 'invalid size
at line 4' et la même chose pour 'line 6'. Puisque c'est la taille
et non l'opération elle-même qui semble poser problème, nous en
déduisons que le MOVE vers ou à partir d'un registre d'adresse,
n'est pas possible sur un byte. Rectifions donc la ligne 4 et la
ligne 6 en remplaçant les MOVE.B par des MOVE.W et ré-assemblons.
Note: Lorsque l'assembleur note une erreur, il donne la ligne où
se situe celle-ci. Dans cette numérotation les lignes vides sont
comptées.
Ainsi si vous aviez passé une ligne après MOVE.L #$12345678,D0 les
erreurs auraient été annoncées ligne 5 et 7.
Cela fait déjà une différence puisque si vous regardez bien le
programme, nous voulions réaliser une opération avec D0: Le
remplir au maximum de sa taille, puis vérifier que le MOVE de la
ligne 2, n'affecterait que le byte de poids faible, puis réaliser
la même opération sur A0.
Impossible à priori. Tant pis, suite à notre modification,
l'opération se déroulera donc sur un word au lieu d'un byte.
Débuggons notre programme. Première constatation: l'assembleur,
voyant que les opérations ont lieu avec des registres d'adresse et
non pas des registres de données, a automatiquement modifié les
MOVE vers A0 et A1, pour les transformer en MOVEA, ce qui se lit
MOVE ADDRESS
Exécutons le programme pas-à-pas. D0 prend la valeur $12345678,
puis seul son byte de poids faible est modifié, D0 prenant alors
la valeur $123456AA. Ensuite A0 prend la valeur $12345678. Après
la ligne suivante, l'opération affectant le word, nous devrions
avoir $123400AA. Et bien pas du tout! Nous obtenons $000000AA.
Nous venons donc de voir qu'un registre d'adresse est totalement
influencé (donc sur un long mot) lorsqu'il est la destination de
l'opération. Qu'en est-il donc lorsqu'il en est la source ?
Continuons donc notre programme, avec le remplissage de A1 et de
D1. Nous constatons par la suite que seul le word de poids faible
de A1 vient écraser celui de D1.
NOTE: $AA est bien en chiffre en hexadécimal. Si vous pensiez
qu'il s'agissait de simples lettres de l'alphabet, dormez 1 ou 2
jours, et reprenez le cours à la première leçon!
De tout ceci nous déduisons 2 définitions:
REGISTRES DE DONNÉES: Chaque registre de données a une longueur de
32 bits. Les opérandes sous forme d'octet occupent les 8 bits de
poids faible, les opérandes sous forme de mot, les 16 bits de
poids faible et les opérandes longs, la totalité des 32 bits.
Le bit de poids le plus faible est adressé comme bit 0, le bit de
poids le plus fort est adressé comme bit 31.
Lorsqu'un registre de données est utilisé soit comme opérande
source, soit comme opérande destination, seule la partie appro-
priée de poids faible est changée. La partie restante de poids
fort n'est ni utilisée, ni modifiée.
REGISTRES D'ADRESSE: Chaque registre a une longueur de 32 bits, et
contient une adresse sur 32 bits. Les registres d'adresse
n'acceptent pas une opérande dont la taille est l'octet. Par
conséquent lorsqu'un registre d'adresse est utilisé comme opérande
source, soit le mot de poids faible, soit l'opérande long dans sa
totalité est utilisé, en fonction de la taille de l'opération.
Lorsqu'un registre d'adresse est utilisé comme destination
d'opérande le registre entier est concerné, indépendamment de la
taille de l'opération. Si l'opération porte sur un mot, tous les
autres opérandes subissent une extension de signe sur 32 bits,
avant que l'opération ne soit effectuée.
Définitions extraites du document réf EF68000 (circuit intégrés
MOS THOMSON EFCIS), 45 avenue de l'Europe 78140 Velizy.
Dans ces définitions, nous remarquons un nouveau terme: opérande.
C'est le terme qui désigne la valeur utilisée dans l'opération.
Ainsi dans MOVE.W D0,D1 l'opérande source, c'est le word de poids
faible de D0 alors que l'opérande destination, c'est le word de
poids faible de D1.
Nous savons maintenant ce qu'est le PC, un registre de données, un
registre d'adresse, nous avons un peu idée de ce que nous montre
les fenêtre de MONST, continuons donc à décortiquer ce fabuleux
outil !
Pour observer la fenêtre de MONST, si vous n'avez pas assemblé de
programme, impossible d'utiliser Alternate+D. Il vous sera répondu
qu'il n'y a pas de programme en mémoire. Tapez donc Alternate+M,
vous voyez MONST apparaître, mais vous demandant quel fichier
charger. Tapez ESC et nous voici tranquille pour une observation.
Nous voyons bien dans la fenêtre du haut nos registres de données
et à droite nos registres d'adresse. Sous les registres de données
SR puis PC. Le PC (program counter), nous savons ce que c'est,
mais le SR ?
LE STATUS REGISTER
Le SR (prononcer Status Register, ce qui veut dire en Français
registre d'état), est un registre codé sur un word (16 bits) et
qui, comme son nom l'indique, nous renseigne sur l'état du
micro-processeur.
Il est l'exemple frappant de ce que nous avons vu dans l'introduc-
tion du cours 3, à savoir qu'il est bien dangereux de traiter un
ensemble de bits comme un simple chiffre, plus ou moins grand.
Voyons la décomposition du Status Register.
numéro des bits 15----------------------------------0
appellation T . S . . . I2 I1 I0 . . . X N Z V C
Tout d'abord il faut savoir que certains bits du SR ne sont pas
utilisés. Ils sont ici symbolisés par un point chacun.
Commençons par la description des bits de droite, en commençant
par le 0.
Le bit C (C signifie Carry donc retenue en Français).
Ce bit est mis à 1 lorsqu'il y a une retenue dans le bit le plus
élevé (donc de poids le plus fort) de l'opérande objet, dans une
opération arithmétique.
Le bit V (V signifie oVerflow donc dépassement en Français).
Imaginons une addition de 2 nombres positifs, lorsque le résultat
va déborder les limites du registres, on obtiendra en fait un
nombre négatif à complémente à 2. En effet le fait de mettre le
bit de poids le plus fort à 1 indique que le nombre est négatif.
Comme ce n'est pas,dans le cas présent, le résultat recherché, on
est prévenu du dépassement par le fait que le bit V est mis à 1.
Il indique également, lors de divisions, que le quotient est plus
grand qu'un word ou bien que nous avons un dividende trop grand.
Le bit Z (Z signifie Zéro). Il n'indique pas que le résultat est
égal à 0, mais plutôt que le résultat est passé de l'autre coté
de 0. En effet, ce bit est à 1 lorsqu'après une opération le bit
de poids le plus fort du résultat est mis à 1, ce qui signifie que
nous sommes en présence d'un nombre négatif en complément à 2. Le
bit N (N signifie Negate ) signifie que nous sommes en présence
d'un nombre négatif.
Le bit X (X signifie eXtend donc extension). C'est un bit bien
spécial qui se comporte un peu comme une retenue. Les instructions
qui utilisent ce bit le précisent dans leur nom. Par exemple ADDX
qui se lit add with extend est une opération d'addition prenant en
compte ce bit X. Ce bit X est généralement le reflet du bit C,
mais, contrairement, à celui-ci, certaines instructions ne le mo-
difient pas.
Lorsque nous étudierons de plus prés les instructions du 68000, le
fait que l'instruction affecte ou non tel ou tel bit sera parfois
très important.
Le bit T (T signifie Trace donc suivre en Français).
Lorsque ce bit est à 1, le 68000 se trouve en mode Trace.
Alors là, soyez bien attentif, ce qui va suivre est primordial
pour la suite des cours!!!
Le mode Trace est un mode de mise au point pour les programmes. Et
oui, c'est carrément DANS le microprocesseur qu'une telle commande
est insérée. A chaque fois que le 68000 exécute une instruction,
il va voir dans quel état se trouve le bit T. S'il trouve ce bit à
0, il passe à la prochaine instruction. Par contre, si ce bit est
à 1, le 68000 laisse de côté (temporairement) le programme
principal pour se détourner vers une routine (un 'bout' de pro-
gramme) qui affichera par exemple la valeur de tous les registres
(D0 à D7 et A0 à A7). Imaginons qu'il faille appuyer sur une
touche pour sortir de cette routine: Nous avons donc tout le temps
de consulter ces valeurs. Nous appuyons sur une touche: fin de
notre routine, le 68000 retourne donc au programme principal,
exécute l'instruction suivante, teste le bit T, le trouve à nou-
veau à 1, se branche donc sur notre routine, etc... Nous avons
donc un mode pas-à-pas. Or, vous avez déjà utilisé cette parti-
cularité en visualisant le déroulement des instructions avec
MONST!
Tapez le programme suivant:
MOVE.W #$23,D0
MOVE.W #$15,D1
Assemblez et faites Alternate+D pour passer sous MONST. Appuyez
une fois sur Control+Z et observez le Status Register. MONST a
affiché T, indiquant ainsi que ce bit est à 1. Nous sommes donc
bien en mode Trace. Quittez le programme par Control+C.
Nous arrivons maintenant à nous poser une question: Le 68000 a
trouvé le bit T à 1. D'accord, il sait où est son Status register
et il sait que le bit T c'est le 15ème. Mais après ? Le 68000
s'est détourné vers une routine qui dans le cas présent se trouve
être une partie de MONST.
Mais comment a-t-il trouvé cette routine ? MONST est en effet un
programme tout à fait ordinaire, qui a été chargé en mémoire à
partir de la disquette, et qui peut être placé n'importe où dans
cette mémoire.
Une première solution consisterait à toujours placer ce programme
au même endroit. MOTOROLA aurait ainsi pu concevoir le 68000 en
précisant: Les programmes de mise au point qui seront appelés
grâce à la mise à 1 du bit T, devront commencer à l'adresse $5000.
Simple, mais très gênant car il devient pratiquement impossible de
faire résider plusieurs programmes en mémoire simultanément, sans
courir le risque qu'ils se marchent sur les pieds!!!
Il y a pourtant une autre solution, un peu plus tordue mais en re-
vanche beaucoup plus souple, qui consiste à charger le programme
de mise au point n'importe où en mémoire, de noter l'adresse à la-
quelle il se trouve, et de noter cette adresse à un endroit pré-
cis. Lorsque le 68000 trouvera le bit T à 1, il foncera à cet en-
droit prévu à l'avance par MOTOROLA, il y trouvera non pas la
routine mais un long mot, adresse de cette routine, à laquelle il
n'aura plus qu'à se rendre.
Cet endroit précis, où sera stocké l'adresse de la routine à
exécuter lorsque le bit T sera trouvé à 1, c'est un endroit qui se
situe dans le premier kilo de mémoire (donc dans les 1024 premiers
bytes). En l'occurrence pour le mode trace il s'agit de l'adresse
$24.
Résumons: MONST se charge en mémoire. C'est un programme complet
dont certaines routines permettent l'affichage des registres.
MONST regarde l'adresse à laquelle commencent ces routines, note
cette adresse puis va la mettre à l'adresse $24. Ce long mot est
donc placé à l'adresse $24, $25, $26 et $27 puisque nous savons
que le 'diamètre' du 'tube' mémoire n'est que d'un octet (byte).
Lorsque le microprocesseur trouve le bit T à 1, il va à l'adresse
$24, il y prélève un long mot qui se trouve être l'adresse des
routines de MONST, et il fonce à cette adresse. ok?
Nous allons maintenant réaliser un petit programme et nous allons
'planter' votre ATARI!
Tapez ce qui suit:
MOVE.W #$1234,D1
MOVE.W #$6789,D2
MOVE.W #$1122,D3
Assemblez puis taper Alternate+D pour passer sous MONST. Faites
une fois Control+Z. Le bit T du Status register est mis à 1, indi-
quant que nous sommes en mode Trace. Comme nous avons exécuté une
instruction, D1 se trouve rempli avec $1234. Appuyons maintenant
sur Alternate + 3.
Nous venons d'activer la fenêtre de droite (la numéro 3).
Appuyons sur Alternate+A. Une demande s'affiche: nous devons
indiquer quelle adresse sera la première visible dans la fenêtre.
Il faut taper cette adresse en hexadécimal. Nous tapons donc...24.
(pas de $ avant, MONST sait de lui-même que nous parlons en hexa)
Nous voyons s'afficher l'adresse 24 en haut de la fenêtre et en
face un chiffre qui est l'adresse de notre routine de MONST!
Pour moi c'est 00027086 mais comme je l'ai dit précédemment cela
dépend des machines. Dans mon cas lorsque le 68000 trouve le bit T
à 1, il fonce donc exécuter la routine qui se trouve en $00027086.
Je vais donc modifier cette adresse! Appuyons sur Alternate+E pour
passer en mode édition. Le curseur est placé sur le premier nibble
de l'adresse. Tapez par exemple 11112222 ou n'importe quel autre
chiffre.
Repassez maintenant dans la fenêtre 1 en tapant Alternate+1.
Maintenant réfléchissons: Nous allons refaire Control+Z. Le 68000
va foncer en $24, va maintenant y trouver $11112222, et va foncer
à cette adresse pour y exécuter ce qu'il va y trouver c'est-à-dire
n'importe quoi! Il y a très peu de chance pour qu'il réussisse à y
lire des choses cohérentes et vous indiquera une erreur.
Allez y, n'ayez pas peur, vous ne risquez pas de casser votre
machine!
Hop Control+Z et, suivant les cas, vous obtenez divers messages
(Illegal exception, Bus Error etc...).
Quittez en faisant Control+C ou bien en dernier ressort faites un
RESET.
J'espère que ce principe est TRES TRES BIEN COMPRIS. Si cela vous
semble à peu près clair, relisez tout car la suite va très souvent
faire référence à ce principe d'adresse dans le premier kilo,
contenant l'adresse d'une routine.
La prochaine fois, nous finirons d'étudier le Status Register, en
attendant je vais me prendre une petite vodka bien fraîche. A la
vôtre!
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