Calcolatori Ele,ronici Lezione del 15/11/2012. Emiliano Casalicchio

Transcript

1 Calcolatori Ele,ronici Lezione del 15/11/2012 Emiliano Casalicchio

2 Argomen> della lezione Progammazione Assembler Richiamo sull uso dei registri Uso della memoria Esempio1: Somma di 2 numeri (registro registro) Esempio2: Somma di 2 numeri (memoria da> registro) Esempio3: Accesso alla memoria da> 13/10/2011 Emiliano.Casalicchio@uniroma2.it Corso di Calcolatori Ele,ronici a.a. 2011/12 2

3 Registri

4 Uso della memoria Richiamo: argc Argument count argv Argument vector envp Environment parameters 0x7fffffff 0x7fffeffc riservata stack sp-> ## Program adds 10 and 11.text.globl main main: ori $8, $0, 0xA ori $9, $0, 0xB add $10,$8, $9 gp-> PC-> 0x x x x dati dinamici (heap) dati statici Segmento testo (istruzioni) riservata 0x

5 Somma di 2 numeri ## Program adds 10 and 11.text.globl main Dire%ve main: E)che,a Istruzioni ori $8, $0, 0xA # load "10" into register 8 ori $9, $0, 0xB # load "11" into register 9 add $10,$8, $9 # add registers 8 and 9, put result in register 10

6 Struttura di un programma SPIM Formato tipico main: text #code section.globl main #starting point: must be global # user program code.data #data section # user program data SPIM 6

7 Direttive Le direttive forniscono all assemblatore delle indicazioni sul contenuto di un file (istruzioni, strutture dati, ) Sintatticamente, le direttive iniziano con il carattere..text <addr> Memorizza gli elementi successivi nel segmento testo dell utente, a partire dall indirizzo addr (questi elementi possono essere solo istruzioni o parole).data Gli elementi successivi alla direttiva sono memorizzati nel segmento dati.globl sym Dichiara sym come etichetta globale (ad essa è possibile fare riferimento da altri file) SPIM 7

8 Direttive Principali direttive per l allocazione di dati inizializzati.word w1,, wn Memorizza gli n valori su 32 bit w1,, wn in parole consecutive.byte b1,, bn Memorizza gli n valori b1,, bn in byte consecutivi.asciiz str Memorizza la stringa str terminandola con il carattere Null (ascii str ha lo stesso effetto, ma non aggiunge Null).space n Alloca uno spazio di n byte nel segmento dati.align n Allinea il dato successivo a blocchi di 2 n byte SPIM 8

9 Etichette Introduce un identificatore e lo associa al punto del programma (indirizzo) a cui si riferisce Consiste di un identificatore seguito dal simbolo : Main, loop, Array Puo avere visibilita Locale: referenziabile solo all interno del file in cui e definita Globale: referenziabile anche da altri file Richiede.globl Gli identificatori possono essere usati nelle istruzioni/dati per fare riferimento alla posizione di programma associata SPIM 9

10 Direttive/Etichette: esempi # Sommare le variabili x ed y.text.globl main NOTA: ALL ESAME IL CODICE VA COMMENTATO. ESERCIZI IN CUI IL CODICE NON E COMMENTATO NON VERRANNO VALUTATI main: lw $t1, x # legge x in $t1 lw $t2, y # legge y in $t2 add $t0, $t1, $t2 # calcola somma sw $t0, z # salva il risulato in z jr $ra # ritorna.data x:.word 5 # variabile x y:.word 7 # variabile y z:.word 0 # variabile z SPIM 10

11 Esempio di esecuzione Carichiamo il programma ## Program adds 10 and 11 main:.text.globl main ori $8, $0, 0xA # load "10" into register 8 (or bit to bit) ori $9, $0, 0xB # load "11" into register 9 add $10, $8, $9 # add registers 8 and 9, put result in register 10 Lo eseguiamo passo passo e vediamo come varia il contenuto dei registri SPIM 11

12 MIPS Assembler: Modalita di indirizzamento memoria per operazioni load/store ISA MIPS supporta solo: c(rx) (lw $t0, 4($s0)) L assembler MIPS supporta modalita d indirizzamento piu flessibili tramite pseudoistruzioni: Formato Calcolo dell Indirizzo 1. (registro) 2. Immediato 3. Immediato(registro) 4. Etichetta 5. Etichetta±immediato 6. Etichetta±immediato(registro) 1. Contenuto registro 2. Valore immediato 3. Valore immediato+contenuto registro 4. Indirizzo etichetta 5. Indirizzo etichetta±valore immediato 6. Indirizzo etichetta±(valore immediato +contenuto registro) ad es.: ld $a0, tablella + 4($a1) usa la modalita (6) SPIM 12

13 Esempio 2: Somma di 2 numeri caricati nella sezione dati della memoria ## Program adds 10 and 20.text # text section.globl main # call main by SPIM main: la $t0, value # load address 'value' into $t0 lw $t1, 0($t0) # load word 0(value) into $t1 lw $t2, 4($t0) # load word 4(value) into $t2 add $t3, $t1, $t2 # add two numbers into $t3 sw $t3, 8($t0) # store word $t3 into 8($t0).data # data section value:.word 10, 20, 0 # load data integers. Default data # start address 0x (= value) SPIM 13

14 Esempio 3: ## Program shows memory storage and access (big vs. little endian) ## SPIM's memory storage depends on that of the underlying machine, ## e.g., Intel 80x86 procesabc89sors are little-endian.data # load data into memory data area here:.word 0x725, 100 # word placement in memory is exactly the same in big or # little endian - # these two words are placed starting at byte ddresses # 0x and 0x going from most significant bit # at left to least significant at right.byte 0, 1, 2, 3 # byte placement in memory differs depending on the machine - # big-endian: word starting at byte address # 0x is 0x (bytes are placed left to right) # little-endian: word starting at byte address # 0x is 0x (bytes are placed right to left).asciiz "Sample text # char placement in memory differs depending on the machine # (refer to an ASCII table, e.g., # for the byte code of each char) - # big-endian: bytes corresponding to chars are placed in a # word going from left to right # little-endian: bytes corresponding to chars are placed in a # word going from right to left there:.space 6 # keeps 6 empty bytes with bytes being counted starting from # the left of a word in big-endian or the right in # little-endian.byte 85 # 0x55.align 2 # aligns the next datum at a word boundary.byte 32 # 0x20 SPIM 14

15 .text # text section.globl main # call main by SPIM main: la $t0, here # load address here in $t0 lbu $t1, 0($t0) # load byte depends on the machine - # big-endian: bytes are counted in a word starting from # the leftmost (most significant) as byte 0 to rightmost # (least significant) as byte 3 # little-endian: bytes are counted in a word starting from # the rightmost (least significant) as byte 0 to leftmost # (most significant) as byte 3 lbu $t2, 1($t0) # the next byte... lw $t3, 0($t0) # load word is exactly the same in big or little endian - # it is a copy from a memory word to a register sw $t3, 36($t0) # store word is exactly the same in big or little endian - # is is a copy from a register to a memory word sb $t3, 41($t0) # store byte depends on the machine, because of the byte # numbering in a word, in exactly the same way as load # byte depends SPIM 15

16 Tabella codici Ascii SPIM 16