PENGERTIAN REGISTER. Arsitektur Mikroprosesor INTEL 8086 Tinjauan Umum

Transkripsi

1 PENGERTIAN REGISTER Dalam pemrograman dengan bahasa Assembly, mau tidak mau anda harus berhubungan dengan apa yang dinamakan sebagai Register. Lalu apakah yang dimaksudkan dengan register itu sebenarnya?. Register merupakan sebagian memori dari mikroprosesor yang dapat diakses dengan kecepatan yang sangat tinggi. Dalam melakukan pekerjaannya mikroprosesor selalu menggunakan register-register sebagai perantaranya, jadi register dapat diibaratkan sebagai kaki dan tangannya mikroprosesor. Flags Register. Sesuai dengan namanya Flags(Bendera) register ini menunjukkan kondisi dari suatu keadaan< ya atau tidak >. Karena setiap keadaan dapat digunakan 1 bit saja, maka sesuai dengan jumlah bitnya, Flags register ini mampu memcatat sampai 16 keadaan. Arsitektur Mikroprosesor INTEL 8086 Tinjauan Umum 8086 merupakan mikroprosesor 16-bit, artinya bagian ALU, register internalnya, dan sebagian besar instruksi-instruksinya dirancang untuk bekerja pada data 16-bit memiliki bus data 16-bit, jadi ia dapat membaca data dari atau menyimpan data ke memori dan port-port yang ada dalam format 16-bit atau 8-bit. Arsitektur Mikroprosesor INTEL 8086 EXECUTIONUNIT(EU) : FLAG REGISTER 8086 memiliki register bendera dengan panjang 16-bit. Dari 16-bit itu terdapat 9 bendera yang aktif. Dari 9 bendera yang aktif, 6 bendera di antaranya (bendera kondisi) digunakan untuk menunjukkan kondisi-kondisi yang dihasilkan oleh pelaksanaan instruksi yakni bendera CF(carry flag), PF(parity flag), AF(auxiliary carry flag), ZF(zero flag), SF(sign flag), dan OF(overflow flag). Sedangkan 3 bendera lainnya (bendera kontrol) digunakan untuk mengendalikan beberapa operasi prosesor. Bendera-bendera kontrol ini berbeda dengan 6 bendera kondisi dalam hal cara set dan reset-nya. Keenam bendera

2 kondisi diset dan direset oleh EU, berdasarkan hasil operasi-operasi aritmetika atau logika, sedangkan 3 bendera kontrol diset dan direset oleh instruksiinstruksi khusus yang ada pada program. Bendera itu adalah TF (trap flag), IF (interrupt flag), dan DF (direction flag). REGISTER PENGERTIAN REGISTER Dalam pemrograman dengan bahasa Assembly, mau tidak mau anda harus berhubungan dengan apa yang dinamakan sebagai Register. Lalu apakah yang dimaksudkan dengan register itu sebenarnya?. Register merupakan sebagian memori dari mikroprosesor yang dapat diakses dengan kecepatan yang sangat tinggi. Dalam melakukan pekerjaannya mikroprosesor selalu menggunakan register-register sebagai perantaranya, jadi register dapat diibaratkan sebagai kaki dan tangannya mikroprosesor. JENIS-JENIS REGISTER Register yang digunakan oleh mikroprosesor dibagi menjadi 5 bagian dengan tugasnya yang berbeda-beda pula, yaitu : Segmen Register. Register yang termasuk dalam kelompok ini terdiri atas register CS,DS,ES dan SS yang masing-masingnya merupakan register 16 bit. Register-register dalam kelompok ini secara umum digunakan untuk menunjukkan alamat dari suatu segmen. Register CS(Code Segment) digunakan untuk menunjukkan tempat dari segmen yang sedang aktif, sedangkan register SS(Stack Segment) menunjukkan letak dari segmen yang digunakan oleh stack. Kedua register ini sebaiknya tidak

3 sembarang diubah karena akan menyebabkan kekacauan pada program anda nantinya. Register DS(Data Segment) biasanya digunakan untuk menunjukkan tempat segmen dimana data-data pada program disimpan. Umumnya isi dari register ini tidak perlu diubah kecuali pada program residen. Register ES(Extra Segment), sesuai dengan namanya adalah suatu register bonus yang tidak mempunyai suatu tugas khusus. Register ES ini biasanya digunakan untuk menunjukkan suatu alamat di memory, misalkan alamat memory video. Pada prosesor terdapat tambahan register segment 16 bit, yaitu FS<Extra Segment> dan GS<Extra Segment>. Pointer dan Index Register. Register yang termasuk dalam kelompok ini adalah register SP,BP,SI dan DI yang masing-masing terdiri atas 16 bit. Register- register dalam kelompok ini secara umum digunakan sebagai penunjuk atau pointer terhadap suatu lokasi di memory. Register SP(Stack Pointer) yang berpasangan dengan register segment SS(SS:SP) digunakan untuk mununjukkan alamat dari stack, sedangkan register BP(Base Pointer)yang berpasangan dengan register SS(SS:BP) mencatat suatu alamat di memory tempat data. Register SI(Source Index) dan register DI(Destination Index) biasanya digunakan pada operasi string dengan mengakses secara langsung pada alamat di memory yang ditunjukkan oleh kedua register ini. Pada prosesor terdapat tambahan register 32 bit, yaitu ESP,EBP,ESI dan EDI.

4 General Purpose Register. Register yang termasuk dalam kelompok ini adalah register AX,BX,CX dan DX yang masing-masing terdiri atas 16 bit. Register- register 16 bit dari kelompok ini mempunyai suatu ciri khas, yaitu dapat dipisah menjadi 2 bagian dimana masing-masing bagian terdiri atas 8 bit, seperti pada gambar 4.1. Akhiran H menunjukkan High sedangkan akhiran L menunjukkan Low. + A X + + B X + + C X + + D X AH AL BH BL CH CL DH DL Gambar General purpose Register Secara umum register-register dalam kelompok ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan, walaupun demikian ada pula penggunaan khusus dari masing-masing register ini yaitu : Register AX, secara khusus digunakan pada operasi aritmatika terutama dalam operasi pembagian dan pengurangan. Register BX, biasanya digunakan untuk menunjukkan suatu alamat offset dari suatu segmen. Register CX, digunakan secara khusus pada operasi looping dimana register ini menentukan berapa banyaknya looping yang akan terjadi.

5 Register DX, digunakan untuk menampung sisa hasil pembagian 16 bit. Pada prosesor terdapat tambahan register 32 bit, yaitu EAX,EBX,ECX dan EDX. Index Pointer Register Register IP berpasangan dengan CS(CS:IP) menunjukkan alamat dimemory tempat dari intruksi(perintah) selanjutnya yang akan dieksekusi. Register IP juga merupakan register 16 bit. Pada prosesor digunakan register EIP yang merupakan register 32 bit. Flags Register. Sesuai dengan namanya Flags(Bendera) register ini menunjukkan kondisi dari suatu keadaan< ya atau tidak >. Karena setiap keadaan dapat digunakan 1 bit saja, maka sesuai dengan jumlah bitnya, Flags register ini mampu memcatat sampai 16 keadaan. Adapun flag yang terdapat pada mikroprosesor 8088 keatas adalah : OF <OverFlow Flag> Jika terjadi OverFlow pada operasi aritmatika, bit ini akan bernilai 1. SF <Sign Flag> Jika digunakan bilangan bertanda bit ini akan bernilai 1 ZF <Zero Flag> Jika hasil operasi menghasilkan nol, bit ini akan bernilai 1. CF <Carry Flag> Jika terjadi borrow pada operasi pengurangan atau carry pada penjumlahan, bit ini akan bernilai 1.

6 0F 0E 0D 0C 0B 0A NT IOPL OF DF IF TF SF ZF AF PF CF Gambar Susunan Flags Register 8088 PF <Parity Flag>. Digunakan untuk menunjukkan paritas bilangan. Bit ini akan bernilai 1 bila bilangan yang dihasilkan merupakan bilangan genap. DF <Direction Flag> Digunakan pada operasi string untuk menunjukkan arah proses. IF <Interrupt Enable Flag> CPU akan mengabaikan interupsi yang terjadi jika bit ini 0. TF <Trap Flag> Digunakan terutama untuk Debugging, dengan operasi step by step. AF <Auxiliary Flag> Digunakan oleh operasi BCD, seperti pada perintah AAA. NT <Nested Task> Digunakan pada prosesor dan untuk menjaga jalannya interupsi yang terjadi secara beruntun. IOPL <I/O Protection level> Flag ini terdiri atas 2 bit dan digunakan pada prosesor dan untuk mode proteksi.

7 Adapun susunan dari masing-masing flag didalam flags register dapat anda lihat pada gambar diatas. Pada prosesor dan keatas terdapat beberapa tambahan pada flags register, yaitu : PE <Protection Enable> Digunakan untuk mengaktifkan mode proteksi. flag ini akan bernilai 1 pada mode proteksi dan 0 pada mode real. MP <Monitor Coprosesor> Digunakan bersama flag TS untuk menangani terjadinya intruksi WAIT. EM <Emulate Coprosesor> Flag ini digunakan untuk mensimulasikan coprosesor atau TS <Task Switched> Flag ini tersedia pada keatas. ET <Extension Type> Flag ini digunakan untuk menentukan jenis coprosesor atau RF <Resume Flag> Register ini hanya terdapat pada prosesor keatas. VF <Virtual 8086 Mode> Bila flag ini bernilai 1 pada saat mode proteksi, mikroprosesor akan memungkinkan dijalankannya aplikasi mode real pada mode proteksi. Register ini hanya terdapat pada keatas. Register Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses, dan dibentuk oleh 16 titik elektronis di dalam chip mikroprosessor itu sendiri. Dengan adanya tempat-tempat penampungan data sementara ini, proses pengolahan akan bisa dilakukan secara jauh lebih cepat dibandingkan apabila data-data tersebut harus diambil langsung dari lokasilokasi memori.

8 Register yang dibahas di sini adalah register-register yang terdapat pada mikroporsesor keluarga Intel dari , yang mana terdiri dari : general purpose register (register serbaguna), pointer register (register pointer), index register (register indeks), segment register (register segmen), dan flag register (register status). Register-register tersebut semuanya menggunakan register 32- bit, kecuali register segmen yang hanya memiliki lebar 16-bit. Selain sebagai register 32-bit, register lain (selain register segmen) dapat digunakan sebagai register 16-bit, dan khusus untuk register serbaguna dapat digunakan untuk register 8-bit. Pada masa mikroprosesor 16-bit, semua registernya adalah 16-bit, kecuali register serbaguna yang dapat berfungsi sebagai register 16-bit dan 8-bit. Sedangkan pada masa mikroprosesor 8-bit register-registernya adalah register 8- bit, kecuali register status yang lebarnya 16-bit. Berikut adalah penjelasan dari masing-masing register di atas. 1. General Purpose Register General purpose register adalah register yang dipakai untuk keperluankeperluan umum pemrograman. Setiap register ini dapat dialamati sebagai register 32-bit, register 16-bit, dan register 8-bit. Berikut adalah register serbaguna serta fungsi-fungsi khususnya. a) Accumulator Register Accumulator register merupakan register serbaguna yang berfungsi sebagai: a. tempat penyimpanan sementara hasil suatu operasi aritmatika atau logika; b. tempat memasukkan nomor layanan interupsi, untuk keperluan pemesanan sebuah layanan interupsi; c. tempat menyimpan bilangan yang dikalikan dan setengah bagian terkecil dari suatu perkalian; dan

9 d. tempat menyimpan setengah bagian terkecil sebuah bilangan yang akan dibagi dan hasil bagi suatu pembagian. b) Base Register Base register adalah register serbaguna yang berfungsi sebagai tempat menyimpan alamat offset data yang terletak di memori. c) Counter Register Counter register adalah register serbaguna yang berfungsi sebagai: a. pencacah untuk operasi loop; b. pencacah untuk operasi shift dan rotate; dan c. pencacah untuk operasi string. d) Data Register Data register merupakan register serbaguna yang berfungsi sebagai: a. tempat menyimpan setengah bagian terbesar hasil suatu perkalian bilangan 16-bit dan 32-bit; b. tempat menyimpan setengah bagian terbesar suatu bilangan yang akan dikenai operasi pembagian, serta sisa suatu pembagian. 2. Pointer Register Pointer register ini sebenarnya dapat berfungsi sebagai register serbaguna, akan tetapi register ini lebih sering digunakan untuk menunjukkan alamat sebuah data di lokasi memori. Penunjukan alamat ini biasanya dibutuhkan pada saat operasi perpindahan data dari atau ke memori, operasi stack, dan penunjukan alamat suatu instruksi yang akan dieksekusi.

10 Berikut ini adalah register-register yang termasuk dalam kategori pointer register beserta fungsi-fungsi khususnya. a) Stack Pointer Register (SP dan ESP) Berpasangan dengan register SS, ditulis sebagai SS:SP, stack pointer register berfungsi untuk: a. menunjukkan alamat stack memori pada operasi PUSH dan POP. b. menyimpan alamat instruksi berikutnya ketika memanggil suatu prosedur dan mengarahkan kembali control unit ketika prosedur yang dipanggil telah selesai dieksekusi. b) Base Pointer Register (BP) Berpasangan dengan register SS, ditulis sebagai SS:BP, base pointer register berfungsi untuk menunjukkan alamat sebuah data di suatu lokasi memori. c) Instruction Pointer Register (IP) Berpasangan dengan register CS, ditulis sebagai CS:IP, yang berfungsi untuk menunjukkan alamat instruksi berikutnya. 3. Index Register Sama halnya dengan Pointer Register, Index Register ini dapat digunakan sebagai sebuah register serbaguna, akan tetapi lebih sering digunakan untuk menunjukkan alamat sebuah data di lokasi memori pada operasi-operasi string. Berikut adalah register-register yang termasuk dalam kategori index register. a) Source Index (SI) Source Index Register biasanya digunakan pada operasi string untuk mengakses alamat suatu data di dalam memori secara langsung.

11 b) Destination Index (DI) Fungsi dari Destination Index Register juga sama seperti Source Index Register, yakni digunakan pada operasi string untuk mengakses alamat suatu data di dalam memori secara langsung. 4. Segment Register Terdiri dari 4 register, yaitu code segment, data segment, stack segment, dan extra segment. Segment adalah bagian dari ruang memori yang berkapasitas 64 kilobyte (65536 byte) dan digunakan secara spesifik untuk menempatkan jenisjenis data tertentu. Misalnya code segment digunakan oleh program dan instruksi-instruksi (code), data segment dialokasikan untuk data-data, stack segment dipakai untuk menyediakan ruang untuk stack, yang berfungsi untuk penyimpanan data dan alamat sementara pada saat program utama sedang mengerjakan program percabangan, dan extra segment sebagaimana halnya data segment juga dipergunakan sebagai penempatan data-data. Berikut adalah register-register yang termasuk kategori Segment Register yaitu: 1. Code Segment (CS) Berfungsi untuk menunjukkan alamat instruksi berikutnya. 2. Data Segment (DS) Berfungsi untuk menunjukkan alamat data operasi pemindahan data 3. Extra Segment (ES) Merupakan register segment tambahan yang digunakan pada operasi-operasi string. 4. Stack Segment (SS) a. Menunjukan alamat stack memori pada operasi push dan pop b. Menyimpan alamat instruksi berikutnya ketika memanggil suatu prosedur dan mengarahkan kembali eksekusi ke program utama. 5. FS dan GS Register

12 Merupakan register segmen tambahan pada sehingga segmen memori yang dapat diakses oleh program menjadi lebih besar. 6. Flag Register Flag Register berfungsi untuk menunjukkan status sesaat dari mikroprosesor. Bit-bit pada flag register akan mengalami perubahan, tergantung proses yang baru saja berlangsung. Bit-bit tersebut adalah sebagai berikut: 1. C (carry): mengindikasikan ada/tidaknya bawaan (carry) setelah operasi pengurangan. C = 1 berarti ada bawaan, C = 0 berarti tidak ada bawaan. Bit C berfungsi mengidentifikasi kesalahan (error) pada beberapa program dan prosedur (procedure). 2. P (parity): mengindikasikan jumlah bit dalam suatu data. P = 0 berarti paritasnya ganjil, P = 1 berarti paritasnya genap. Paritas dapat digunakan untuk pengecekan kesalahan pengiriman data. 3. A (auxiliary carry): mengindikasikan ada/tidaknya bawaan (carry) pada bit ke-3 dan ke-4 setelah operasi pengurangan. A=1 berarti ada bawaan, A=0 berarti tidak ada bawaan. Bit A ini relatif jarang digunakan dalam pemrograman. 4. Z (zero) : mengindikasikan apakah hasil suatu operasi aritmatika atau logika bernilai nol atau bukan. Bila Z = 1 berarti hasilnya nol dan Z = 0 berarti hasilnya bukan nol. Bit Z ini hampir sama dengan bit C, yakni berfungsi untuk mengidentifikasi kesalahan dalam suatu program. 5. S (sign) : mengindikasikan apakah hasil suatu operasi aritmatika atau logika positif atau negatif. Bila S = 1 berarti hasil negatif dan S = 0 berarti hasilnya positif. 6. T (trap) : bila di set 1, dimungkinkan melakukan debugging (penelusuran kesalahan). 7. I (interrupt) : mengendalikan operasi interupsi perangkat keras. Bila I = 1 berarti pin INTR enable (bisa digunakan), bila I = 0 berarti INTR disable (tidak bisa digunakan). Untuk mengendalikannya dapat dilakukan dengan instruksi STI (mengeset I=1) dan CLI (mereset I=0). 8. D (direction) : mengendalikan arah pencacahan (increment atau decrement) DI dan SI pada operasi string. Bila D = 1 arah pencacahan adalah turun

13 (decrement), bila D = 0 pencacahan naik (increment). Untuk mengendalikannya bisa dengan instruksi STD (mengeset D=1) dan CLD (mereset D=0). 9. O (overflow) : mengindikasikan apakah hasil operasi penjumlahan atau pengurangan melampaui kapasitas mesin atau tidak. 10. IOPL (input-output privilege level) : digunakan untuk operasi protected mode untuk memilih tingkat keistimewaan (privilege level) piranti masukkeluaran. 11. NT (nested task) : mengindikasikan apakah operasi yang sedang dilakukan digandeng (nested) dengan operasi lain pada operasi protected mode. 12. RF (resume) : digunakan saat debugging untuk mengendalikan kelanjutan eksekusi. 13. VF (virtual mode) : memilih operasi virtual mode pada operasi protected mode. 14. AC (alignment check) : untuk mengecek apakah suatu data word atau doubleword dialamati ke memori yang bukan data word atau bukan doubleword.