Laboratorio di Architettura lezione 11. La scorsa lezione. Motivi? Word e bytes

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1 Laboratorio di Architettura lezione 11 Massimo Marchiori W3C/MIT/UNIVE La scorsa lezione Nove gradi di separazione Procedure ricorsive Stack Push / Pop Fibonacci Word e bytes Finora, abbiamo solo agito con words (4 bytes) Pero, abbiamo visto che ci sono istruzioni anche per manipolare I singoli bytes: lbu (load byte (unsigned)) sb (store byte) Motivi? Motivo principale: le stringhe Questa e una stringa Le stringhe sono composte di caratteri Usualmente, ogni carattere e memorizzato in 1 byte 1

2 Come? Si indossa un diverso paio di occhiali I numeri nella memoria possono essere interpretati in vario modo: Come numeri Come istruzioni di memoria E come caratteri Corrispondenza tra numeri e caratteri Corrispondenza standard: ASCII ASCII: American Standard Code for Information Interchange ASCII Da 0 a 127: ci sta in un byte Da 0 a 31: caratteri di controllo Da 32 a 126: caratteri stampabili 127: carattere di controllo 32 (spazio) 33! ASCII 34 (virgolette) 35 # 126 ~ 2

3 Osservazioni I caratteri dell alfabeto corrispondono a numeri consecutivi I caratteri numerici corrispondono a numeri consecutivi 65 A 90 Z Lettere maiuscole 97 a 122 z Lettere Minuscole Utilita Quindi, ad esempio, possiamo facilmente Controllare se un carattere e una lettera Passare da maiuscole a minuscole e viceversa (c e una differenza di 32 tra ogni lettera maiuscola e corrispondente minuscola) 68 D 100 d 3

4 Caratteri Numerici Utilita Possiamo facilmente calcolare il valore di un carattere numerico sottraendo il valore di 0 (48) Esempio: il valore del carattere 2 (ASCII 50) e 50-48=2 In memoria Rappresentazione standard MIPS (come in C): Sequenza di valori numerici dei caratteri, terminata da un carattere speciale Null (0) Esempio: CIAO in memoria sarebbe 67, 73, 65, 79, 0 Attenzione Questa rappresentazione e abbastanza standard, ma non e universale Controllate nel vostro contesto 4

5 In SPIM? Come si carica una stringa in memoria? Opzione 1: si riserva memoria con.space, e poi si memorizzano I codici dei singli caratteri con sb (store byte) Auch Opzione 2: si mettono I codici direttamente con la direttiva.byte Esempio con CIAO:.byte 67, 73, 65, 79, 0 Nuova direttiva.asciiz stringa Direttiva.asciiz Inserisce la stringa, e la termina con Null Esempio:.asciiz CIAO Oltre al processore I processori forniscono le istruzioni basilari (operazioni aritmetiche, salti, load, store...) Pero, poi la macchina ha tipicamente altri accessori hardware con cui e possibile interagire Ad esempio, il video, la tastiera, la scheda video, il disco, etc... Il Sistema Operativo Quindi ad esempio, per scrivere delle lettere sul video occorreranno particolari istruzioni che vanno a interagire col video Per ricevere dati dalla tastiera occorreranno particolari istruzioni che interagiscono con la tastiera E cosi via... 5

6 Come si fa? Tipicamente, tali istruzioni sono molto complicate, quindi qualcuno ha gia scritto il codice per noi, sotto forma di varie funzioni, e ce lo offre il cosiddetto sistema operativo Il Sistema Operativo Serie di funzioni gia predefinite, che possiamo usare per interagire con la macchina Vantaggi: su macchine diverse, cambiera il codice delle funzioni scritte nel sistema operativo, ma non i programmi che le usano il nostro programma e solo dipendente dal sistema operativo, non dalla macchina (circa ) E noi? Noi allora, scrivendo un programma assembly in SPIM, come facciamo a scrivere su video etc etc? SPIM ci fornisce un mini sistema operativo con le funzioni di base Chiamate al Sistema Operativo Per cui, possiamo chiamare queste funzioni del sistema operativo system call (chiamiamo funzioni del sistema) Istruzione MIPS: syscall 6

7 Tipicamente: Le syscall INPUT: v0 : cosa far fare al sistema operativo (codice della chiamata) a0 : dato in input (se c e ) a1 : dato in input (se c e ) OUTPUT: v0: dato in output (se c e ) Mini sistema operativo Mini perche ci sono solo 10 possibili chiamate al sistema Di solito un sistema opearativo ne ha molte di piu Noi oggi ne vedremo 4 (codice 1, 4, 5, 8) Stampa su video Ci sono istruzioni per stampare su video: un intero una stringa INPUT: v0 = 1 (codice) Stampa un intero a0 = intero da stampare 7

8 Esempio Per stampare 7 su video: addi $v0,$zero,1 #codice 1 addi $a0,$zero,7 #output 7 syscall #stampa su video Attenzione Stampando un intero, la chiamata al sistema operativo automaticamente converte in decimale Quindi se in a0 c e 10 (esadecimale), sara stampato 16 a video INPUT: Stampa di stringhe v0 = 4 (codice) a0 = indirizzo della stringa INPUT: v0 = 5 (codice) OUTPUT: Leggere un intero v0 = intero letto da tastiera 8

9 Attenzione Come nel caso in cui si stampa un intero, quando si legge il sistema assume che noi scriviamo in decimale, e poi converte in esadecimale Esempio: scrivendo da tastiera 10, il computer traduce in A esadecimale INPUT: Leggere una stringa v0 = 8 (codice) a0 = dove mettere la stringa ( buffer ) a1 = lunghezza della stringa ATTENZIONE La lunghezza della stringa in a1 comprende il carattere di terminazione Null (0) (Simile a fgets in C) Caso tipico Si riserva lo spazio necessario per la stringa con.space (e si mette un etichetta) Si carica con la l indirizzo della stringa in a1 con la 9

10 Esempio Ma... Fibonacci... Tenete a mente, che il mondo non parla solo ASCII ASCII = American... UNICODE Il mondo parla Unicode L alfabeto universale I caratteri qui sono di 2 bytes Per saperne di piu