ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI II - LABORATORIO

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1 ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI II - LABORATORIO PRIMA ESERCITAZIONE Nota. Per informazioni generali, riferimenti bibliografici, link e altro si consulti la pagina web del corso: dantona/arch/ Esercizio 1 Download e installazione del simulatore MARS. Andare alla pagina web: Scaricare il simulatore (Download Mars). Creare una cartella di lavoro per questa esercitazione e copiarvi il file scaricato. Eseguire il file. Esercizio 2 Programmare in assembly MIPS con MARS. Premere il primo pulsante a sinistra per aprire un nuovo file (oppure selezionare file -> new). Copiare il seguente codice assembly. # PROGRAM: Hello, World!.data # Segmento Dati out_string:.asciiz "\nhello, World!\n".text # Segmento Testo li $v0, 4 # print_string la $a0, out_string # indirizzo della stringa in $a0 # chiamata di sistema li $v0, 4 # print_string la $a0, out_string # indirizzo della stringa in $a0 # chiamata di sistema # FINE DEL PROGRAMMA Date: 5 novembre

2 2 PRIMA ESERCITAZIONE Salvare il file nella cartella di lavoro, poi assemblare il codice, premendo l apposito pulsante oppure dal menù run -> assemble. Eseguire il codice (pulsante oppure run -> play). L output è visualizzato nella finestra in basso (run I/O). Il tasto Clear permette di pulire la finestra di input/output. Rieseguire il programma preoccupandosi di eseguire prima l operazione di reset (pulsante oppure run -> reset). Ripulire il terminale di input/output e resettare di nuovo. Eseguire infine il programma istruzione per istruzione, mediante l apposito pulsante oppure selezionando la voce di menù run -> step. Esercizio 3 MARS: interfaccia (1). Eseguire istruzione per istruzione la seguente porzione di codice. # PROGRAM.text li $s0, 2 # $s0 = 2 li $s1, 3 # $s1 = 3 li $s2, 5 # $s2 = 5 # Segmento Testo add $s3, $s1, $s2 # $s3=$s1+$s2 mul $s3, $s1, $s2 # $s3=$s1*$s2 li $v0, 10 # exit # chiamata di sistema # FINE DEL PROGRAMMA (1) Osservare nella finestra a destra, lasciando selezionato il tab Registers, le variazioni al contenuto dei registri. (2) Solo i registri citati nel codice vengono modificati? Perché? (3) Verificare nell help di Mars (tasto?) la descrizione delle istruzioni utilizzate nel programma, cercandole tra le istruzioni di base e le pseudoistruzioni. (4) Modificare le impostazioni di visualizzazione dei valori dalla finestra centrale, selezionando/deselezionando Hexadecimal Values o dal menù Settings, selezionando/deselezionando Values displayed in hexadecimal, e rieseguire il programma (sempre istruzione per istruzione).

3 ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI II - LABORATORIO 3 MARS: interfaccia (2). assembly. Esercizio 4 Si consideri il seguente programma in linguaggio.data # Segmento dati dati:.byte 67, 73, 65, 79, 0, 32, 67, 65, 73, 79, 0 # ASCII 67=C 73=I 65=A 79=O 32=Space.text # Segmento testo li $v0, 4 # codice della chiamata "print_string" la $a0, dati # indirizzo della stringa da visualizzare --> $a0 # chiamata al sistema li $v0, 4 # codice della chiamata "print_string" la $a0, dati # indirizzo della stringa da visualizzare --> $a0 addi $a0, $a0, 5 # chiamata al sistema # Fine del Programma (1) Dire, senza eseguire il programma, cosa verrà visualizzato sul terminale. (2) Verificare la risposta precedente eseguendo il programma all interno del simulatore. (3) Verificare il contenuto della memoria dopo aver assemblato il file. La verifica può essere fatta grazie alla finestra centrale, selezionando il segmento dati. Verificare anche il valore delle etichette dalla finestra Labels (attivabile/disattivabile dal menù Settings -> Show Labels Window). È consigliabile visualizzare i valori in esadecimale (perché?).

4 4 PRIMA ESERCITAZIONE Accesso alla memoria. assembly. Esercizio 5 Si consideri il seguente programma in linguaggio.data # Segmento dati dati:.word 10, 20, 30.text # Segmento testo li $t0, 2 lw $s0, dati mul $s0, $s0, $t0 sw $s0, dati li $t1,4 lw $s0, dati($t1) div $s0, $s0, $t0 sw $s0, dati($t1) add $t1,$t1,$t1 lw $s0, dati($t1) addi $s0, $s0, -30 sw $s0, dati($t1) li $v0, 10 # exit # Fine del Programma (1) Dire, senza eseguire il programma, come verrà modificato il contenuto della memoria durante l esecuzione. (2) Verificare la risposta precedente eseguendo il programma all interno del simulatore. Si consiglia di eseguire il programma istruzione per istruzione osservando le variazioni al contenuto del segmento dati (visualizzare a piacere i valori come esadecimali o decimali). Esercizio 6 Stringhe. Modificare il codice dell esercizio 2 per fare in modo che il programma legga da tastiera il nome dell utente e poi stampi la stringa Hello, nome_utente. Si presti attenzione all uso delle direttive.ascii e.asciiz (si veda la guida di MARS). Per l utilizzo della per la lettura di una stringa si veda la guida utente di MARS.

5 ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI II - LABORATORIO 5 Si consideri il seguente programma. Esercizio 7.data # Dati del Programma (Data Segment) OverflowSTR: No_OverflowSTR:.asciiz "OVERFLOW".asciiz "NESSUN OVERFLOW".text # Codice del Programma (Text Segment) # Assegnamento iniziale a t1 e t2 li $t1, # t1 < li $t2, # t2 < #li $t2, addu $t0,$t1,$t2 xor $t3,$t1,$t2 slt $t3,$t3,$zero bne $t3,$zero, No_Overflow xor $t3,$t0,$t1 slt $t3,$t3,$zero bne $t3,$zero, Overflow No_Overflow: li $v0, 4 la $a0, No_OverflowSTR j fine Overflow: li $v0, 4 la $a0, OverflowSTR fine: li $v0, 10 # Fine del Programma (1) Servendosi dell help di MARS dire, senza eseguire il programma, cosa verrà visualizzato in output sul terminale. (2) Decommentare la linea 14 e dire, senza eseguire il programma, cosa verrà visualizzato in output sul terminale.

6 6 PRIMA ESERCITAZIONE (3) Verificare le risposte precedenti eseguendo il programma all interno del simulatore. (4) Descrivere nel dettaglio il funzionamento del programma. (5) Commentare il codice in maniera adeguata. (6) Modificare il programma per dare la possibilità all utente di inserire da tastiera i due numeri da sommare (consultare la guida di MARS per l utilizzo dell apposita chiamata di sistema). Esercizio 8 Nel tempo rimanente, utilizzando il codice dei precedenti esercizi, fare pratica con le funzioni di MARS (configurare l interfaccia a proprio gusto, osservare il contenuto delle finestre durante l esecuzione, consultare la guida,... ). Modificare poi, a piacere, il codice per fare pratica, in particolare, con l utilizzo di istruzioni aritmetico-logiche e istruzioni per l accesso alla memoria. (P. Codara) Dipartimento di Informatica, Università degli Studi di Milano, via Comelico 39-41, Milano address:

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