CHARTE, FRANCISCO
Agradecimientos
Introducción
Microprocesadores
Sistemas hardware y sistemas operativos
Objetivos de este libro
1. Microprocesadores y sistemas basados en microprocesador
Del circuito integrado al microprocesador
Evolución de los microprocesadores
Fueron los primeros
Microprocesadores de 8 bits
Microprocesadores de 16 bits
CISC versus RISC
Microprocesadores modernos
Microprocesadores versus microcontroladores
Arquitectura común de una CPU
Arquitectura común de un sistema basado en microprocesador
Resumen
2. Representación de datos en ordenadores
Bases de numeración
Sistemas de numeración informáticos
Cálculo del valor de una cifra
Conversión entre bases de numeración
Conversión a la base decimal desde cualquier base
Conversión a cualquier base desde la base decimal
Operar con números binarios
Bits, nibbles y bytes
Números con signo
Operar con números hexadecimales
De binario a hexadecimal y viceversa
Números negativos en hexadecimal
Números en base ocho
Identificación de la base de un número
Representación de números enteros
Big endian vs Little endian
Representación BCD
Representación de números en coma flotante
Normalización de la mantisa
Codificación del exponente
Codificación del signo
Representación de caracteres y cadenas
Resumen
3. Arquitectura de la familia de microprocesadores x86
Estructura de bloques
Banco de registros
El registro de estado
Generación de direcciones
Patillaje del 8086
Buses de direcciones y datos
Modos de funcionamiento
Gestión de interrupciones
Los sucesores del 8086
Resumen
4. Sistemas basados en microprocesadores x86
Estructura de bloques
Generador de reloj - 8284
Controlador de bus - 8288
Reloj programable - 8253
Interfaz programable de periféricos - 8255
Controlador programable de interrupciones - 8259
Controlador de acceso directo a memoria - 8237
Resumen
5. Modos de direccionamiento
Direccionamiento por registro
Direccionamiento inmediato
Direccionamiento directo
Direccionamiento indirecto
Direccionamiento indexado
Registros de segmento por defecto
Modos de direccionamiento del 80386
Resumen
6. Conjunto de instrucciones
Instrucciones aritméticas
Instrucciones lógicas y de rotación/traslación
Instrucciones de conversión
Instrucciones de cadena
Instrucciones de transferencia de datos
Instrucciones de control de flujo
Instrucciones de entrada/salida
Instrucciones de control
Otras instrucciones
Resumen
7. Herramientas necesarias
Editores
DOS
Windows
Linux
Ensambladores
MASM
NASM
Otros ensambladores
RAD y ensamblador
Enlazadores
Depuradores
Otras herramientas
Resumen
8. Nuestro primer programa
Esqueleto de un programa mínimo
Programas COM en DOS
El código
Ensamblado y enlace
Programas EXE en DOS
Versión MASM
Versión NASM
Ensamblado y enlace
Programas Linux
El código
Ensamblado y enlace
Programas Windows
El código
Ensamblado y enlace
Resumen
9. Ejecución de un programa
Formatos de archivo ejecutable
Ejecutables en DOS
Ejecutables en Linux
Ejecutables en Windows
Detalles sobre formatos de archivo
Preparación del programa por parte del sistema
Recuperación de la cabecera del ejecutable
Asignación de bloques de memoria
Creación de un proceso
Configuración de registros
Segmentos de código, datos y pila
El puntero de instrucción
Base y puntero de la pila
Acceso a los datos
Resumen
10. Registros y memoria
Unidades de información
Palabras y dobles palabras
Múltiplos del byte
Capacidad de direccionamiento
Registros de segmento
Párrafos y segmentos
Modelos de memoria
Registros de uso general
Asignación de valores
Valores inmediatos
Asignación entre registros
Lectura de datos de la memoria
Escritura de datos en la memoria
Definición de datos en el programa
Campos simples
Conjuntos de campos
Referencias al segmento de datos
Un ejemplo
Resumen
11. Depuración
Puesta en marcha del depurador
Nombres de archivos DOS
Apertura desde DEBUG
Análisis del programa
Direcciones, instrucciones y código máquina
Traducción de etiquetas
Examen del contenido de datos
Estado inicial de los registros
Ejecución paso a paso
Depuración de rutinas y BIOS
Ejecución hasta un cierto punto
Alteración del curso del programa
Modificar el contenido de un registro
Cambiar los datos en memoria
Ensamblar nuevas instrucciones
Otras posibilidades de DEBUG
Resumen
12. Operaciones aritméticas
Suma de dos números
Desbordamiento y acarreo
Suma con acarreo
Sumas de 32 bits con registros de 16
Restar un número de otro
Multiplicar dos números
Dividir un número entre otro
Incrementos y reducciones
Aritmética BCD
Números BCD empaquetados y sin empaquetar
Suma de números BCD
Otras operaciones con números BCD
Negativos, palabras y dobles palabras
Uso de la unidad de punto flotante
Registros de la FPU
Tipos de datos
Introducción de datos en la FPU
Ejecución de operaciones
Recuperación de datos de la FPU
Un sencillo ejemplo
Resumen
13. Condicionales
El registro de indicadores
Obtención y restauración del registro de indicadores
Comparación de valores
Igualdad y desigualdad
Menor y mayor que
Instrucciones de manipulación de bits
Activación de bits individuales
Desactivación de bits individuales
Otras operaciones lógicas
Comprobación de bits individuales
Rotación y desplazamiento de bits
Resumen
14. Bucles
Bucles con saltos condicionales
Instrucciones para implementar bucles
Casos concretos
Bucles con condición compuesta
Bucles anidados
Transferencia de datos
Resumen
15. Estructuración del código
Procedimientos
Llamada a un procedimiento
Retorno de un procedimiento
Salvaguarda de los registros
Transferencia de parámetros
Una rutina de espera
Instrucciones de E/S
Comunicación con el reloj del sistema
Código de la rutina
Un ejemplo de uso
Macros
Macros simples
Expansión de la macro
Macros complejas
Archivos de macros y procedimientos
Resumen
16. Manipulación de secuencias de bytes
Orígenes, destinos e incrementos
Recuperación y almacenamiento de datos
Conversión de binario a decimal
Almacenamiento de valores
Repetición automática de la operación
Transferencia de una secuencia de datos
Búsqueda de un dato
Comparación de cadenas
Resumen
17. La BIOS
¿Qué es la BIOS?
El mecanismo de interrupciones
El área de parámetros de la BIOS
Acceso a variables de la BIOS
Servicios de la BIOS
Acceso al adaptador de vídeo
Lectura del teclado
Configuración del sistema
Memoria disponible
Acceso a unidades de disco
Puertos serie y paralelo
Fecha y hora
Interrupciones hardware
Excepciones
Manipulación de los vectores de interrupción
Resumen
18. Servicios de vídeo
Detección del tipo de adaptador
Modos de visualización
Obtener y modificar el modo de visualización
Servicios para trabajar con texto
Posición y aspecto del cursor
Caracteres y atributos
Cambio de la página activa
Desplazamiento del texto
Servicios para trabajar con gráficos
Escritura y lectura de puntos
El color en adaptadores CGA
El color en adaptadores EGA
El color en adaptadores VGA
Lectura de los registros del DAC
Modificación de los registros del DAC
Efectos de color
Resumen
19. Servicios de teclado
Recuperación de teclas pulsadas
Teclados estándar
Teclados extendidos
Estado de teclas muertas y de doble estado
Obtención de cadenas de caracteres
Resumen
20. Acceso a la impresora
Iniciación y estado de la impresora
Envío de información a la impresora
Puertos mejorados de impresora
Resumen
21. Joystick y ratón
Uso del ratón
Detección e inicialización
Control del puntero del ratón
Posición del puntero y estado de los botones
Aspecto del puntero del ratón
Instalación de una rutina de retorno
Uso del joystick
Resumen
22. Configuración del equipo
Lectura de la memoria CMOS
Datos contenidos en la CMOS
Visualización de parámetros de la CMOS
Servicios extendidos de la BIOS
Resumen
23. Interrupciones DOS
Interrupciones y versiones de DOS
Funciones de la interrupción 21h
Entrada y salida por la consola
Comunicación serie y paralelo
Fecha y hora
Gestión de vectores
Finalización y ejecución de programas
Gestión de memoria
Un programa que ejecuta otros
Resumen
24. Tratamiento de archivos
Apertura y creación de archivos
Creación de un nuevo archivo
Creación de archivos temporales
Apertura y cierre de archivos
Lectura y escritura de datos
Guardar y restaurar pantallas
Borrado, renombrado y otras operaciones con archivos
Unidades y directorios
La unidad por defecto
El directorio actual
Creación y borrado de directorios
Archivos existentes en un directorio
UDisk
Resumen
25. Acceso a sectores de disco
Servicios del DOS
Unidades de más de 32 Mb
Unidades de más de 2 Gb
Servicios de la BIOS
Copia de discos
Resumen
26. Memoria expandida y extendida en DOS
Bits, direccionamiento y modos de operación
Memoria expandida
Memoria extendida
Memoria alta
Memoria superior
Memoria extendida
La especificación XMS
El gestor XMS
Asignación de EMB
Transferencia de datos
Resumen
27. Programas residentes en DOS
Aplicación y problemática
Tipos de código residente
Limitaciones del código residente
Métodos para dejar código residente en memoria
Longitud del código residente
Activación del código
Asignación de un vector de interrupción
Ocupación en memoria
Fiabilidad del método
La interrupción múltiple
Engancharse a la interrupción múltiple
Un primer ejemplo
Cómo evitar la reinstalación
Facilitar la desinstalación
Restauración de los vectores
Liberar la memoria
Tercera versión de INT2F
A vueltas con la pila y el PSP
Una pila para la parte residente
Cambio del PSP activo
Estado del DOS y la BIOS
La reentrada y el DOS
Los indicadores InDOS y ErrorMode
La interrupción 28h
Estructura del programa residente
Los servicios de entrada y salida de caracteres
Las interrupciones BIOS
Tiempo de interrupción de un residente
Estado de otros elementos del sistema
Intercambio de la DTA
Gestión de errores críticos
Respuesta del controlador de error crítico
Otros aspectos a tener en cuenta
División por cero
Tratamiento de excepciones
Tratamiento de Control-C y Control-Inter
Inhibición del tratamiento de Control-C
Inhibición del tratamiento de Control-Inter
Otros aspectos a tener en cuenta
Acceso a la pantalla
Salvaguarda del contenido de la pantalla
Estado del teclado
Estado del ratón
Activación por teclado
Interceptar la interrupción de teclado
Control del teclado a bajo nivel
Códigos de teclado
Combinaciones de teclas
Bytes de estado del teclado
Esquema general de un programa residente
Instalación
Desinstalación
Supervisión
Gestor de INT 9h
Gestor de INT 1Ch
Gestor de INT 28h
Gestor de INT 10h e INT 13h
Activación
Otros factores a tener en cuenta
Una tabla de códigos ASCII residente
La instalación
Petición de activación
Estado de la BIOS
La activación
Mostrar la tabla de códigos ASCII
Otros gestores de interrupción
Procedimientos adicionales
Funcionamiento del programa
Aplicaciones residentes y Windows
Residentes globales y locales
Problemas de un residente global
Iniciación de Windows
Funcionamiento bajo Windows
A vueltas con las VM
Copias individuales de datos
Secciones críticas
Ejecución de programas Windows
Resumen
28. Servicios de Windows
Herramientas necesarias
Inclusión de definiciones y bibliotecas
Ensamblado y enlace
Invocación a funciones Windows
Estructura básica de una aplicación Windows
La clase de ventana
Creación de ventanas
Proceso de mensajes
El programa completo
Uso de controles
Añadir un control a una ventana
Botones
Envío de mensajes a ventanas
Un ejemplo
Textos
Otros controles
Dibujar en la ventana
Resumen
29. Servicios de Linux
Herramientas necesarias
Servicios del núcleo de Linux
Devolución del control al sistema
Entrada y salida por consola
Macros de ayuda
Trabajo con archivos
Apertura y creación de archivos
El puntero de lectura/escritura
Constantes y macros
Acceso a la memoria de pantalla
Dispositivos vcs y vcsa
Guardar el contenido de la pantalla en un archivo
Manipulación del contenido de la pantalla
Acceso a discos
La biblioteca de funciones de Linux
Entrega de parámetros
Servicios disponibles
Resumen
30. 32 bits en DOS
El modo protegido
Registros de control del procesador
Modificación de los registros de control
Segmentos y selectores
Descriptores de segmentos
Tipos de segmentos
Tablas de descriptores
De vuelta a los selectores de segmento
Direccionamiento en modo protegido
Entrada y salida del modo protegido
Preparación de la GDT
Cálculo de direcciones físicas
Núcleo del programa
Interrupciones en modo protegido
DPMI
Anfitriones DPMI
Clientes DPMI
Detectar la presencia de un anfitrión DPMI
Activación del modo protegido
Servicios DPMI
Un ejemplo
Extensores DOS
Resumen
31. Interfaz entre ensamblador y C/C++
Ensamblador embebido
Visual C++
GCC
Procedimientos externos en ensamblador
Prólogo y epílogo
Acceso a los parámetros de entrada y devolución de resultados
Compilación, ensamblado y enlace
Resumen
32. Recursos de interés
A. Contenido del CD-ROM
Índice alfabético
El lenguaje ensamblador permite programar un sistema al más bajo nivel, aprovechando toda su potencia y controlando directamente los elementos más cercanos al hardware. La programación en ensamblador facilita, además, el desarrollo del pensamiento analítico indispensable en todo profesional que se dedique a la construcción de software, al tener que dividir los problemas hasta sus operaciones más básicas.
Con esta obra aprenderá a crear programas en ensamblador sin necesidad de conocimientos previos sobre lenguajes de bajo nivel, crear aplicaciones de 32 bits que aprovechen el modelo plano de acceso a memoria, aprovechar los servicios de bajo nivel ofrecidos por la BIOS, así como multitud de servicios DOS y Linux, incluyendo el acceso a disco, generación de gráficos o utilización de ratón, así como descubrirá los secretos de la creación de aplicaciones residentes para DOS que funcionan incluso en consolas DOS de Windows.
Además, en el CD-ROM adjunto, encontrará todos los ejemplos que se han descrito en los capítulos, tanto en versión fuente como ensamblada.
El lenguaje ensamblador permite programar un sistema al más bajo nivel, aprovechando toda su potencia y controlando directamente los elementos más cercanos al hardware. La programación en ensamblador facilita, además, el desarrollo del pensamiento analítico indispensable en todo profesional que se dedique a la construcción de software, al tener que dividir los problemas hasta sus operaciones más básicas.
Con esta obra aprenderá a crear programas en ensamblador sin necesidad de conocimientos previos sobre lenguajes de bajo nivel, crear aplicaciones de 32 bits que aprovechen el modelo plano de acceso a memoria, aprovechar los servicios de bajo nivel ofrecidos por la BIOS, así como multitud de servicios DOS y Linux, incluyendo el acceso a disco, generación de gráficos o utilización de ratón, así como descubrirá los secretos de la creación de aplicaciones residentes para DOS que funcionan incluso en consolas DOS de Windows.
Además, en el CD-ROM adjunto, encontrará todos los ejemplos que se han descrito en los capítulos, tanto en versión fuente como ensamblada.
