Linguaggio macchina: utilizzo di costanti, metodi di indirizzamento

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Maria Rocca
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1 Architetture degli Elaboratori e delle Reti Lezione 17 Linguaggio macchina: utilizzo di costanti, metodi di indirizzamento Proff. A. Borghese, F. Pedeini Dipaimento di Scienze dell Informazione Univeità degli Studi di Milano L 17 1/22 Sommario! Utilizzo di costanti! Metodi di indirizzamento L 17 2/22

2 Utilizzo di costanti! Spesso le erazioni richiedono l uso di costanti " Esempio: somma del valore decimale 4 al contenuto di un registro! Possibili 3 zioni: " le costanti risiedono in memoria e sono caricate con lw " utilizzo di registri speciali (es: $zero) " utilizzare istruzioni di tipo I, in cui un erando è una costante: utilizzo di modalità di indirizzamento immediato! Indirizzamento immediato: " la costante è memorizzata nel campo di 16 bit dedicato al dato immediato L 17 3/22 Esempi addi $s0, $s0, 4 # $s0! $s0 + 4 (sign-extended) slti $t0, $s2, 10 # $t0 = 1 if $s2 < 10 andi $s0, $s0, 6 # $s0! $s0 and 6 (zero-extended) ori $s0, $s0, 10 # $s0! $s0 or 10 (zero-extended) li $s0, 20 # $s0! 20 (pseudo-instruction)! Le istruzioni di tipo I consentono di rappresentare costanti esprimibili in 16 bit! I valori immediati possono essere espressi in Assembly: " in rappresentazione decimale: " in rappresentazione esadecimale: 0xFF " in rappresentazione binaria: L 17 4/22

3 Es. indirizzamento a registri & immediato.text.globl main main: li $t1,10 li $t2,15 # Definizione segmento codice # Definizione var. globale: main # carica il valore decimale 10 in t1 # carica il valore decimale 15 in t2 # L'accesso immediato è usato anche dalle erazioni aritmetiche addi $a0, $t2, 1 # $a0! $t2 + 1 # I valori immediati possono essere dichiarati come esadecimali: # 10 e 15 espressi in esadecimale con 0xa e 0xf. li $t1,0xa addi $a0,$t1,0xf print_result: li $v0,1 # stampa risultato (= 25) syscall L 17 5/22 Gestione di costanti su 32-bit! Le istruzioni di tipo I consentono di rappresentare costanti (immediate) esprimibili in 16 bit (max unsigned).! Se 16 bit non sono sufficienti per rappresentare la costante, l assemblatore (o il compilatore) deve fare due passi: 1. si utilizza l istruzione lui (load upper immediate) per caricare i 16 bit più significativi della costante nei 1 più significativi di un registro. I 1 meno significativi del registro sono posti a una successiva istruzione, ad esempio ori o addi, specifica i rimanenti 16 bit meno significativi della costante.! Il registro $at (=$1) è riservato all assemblatore per creare costanti su 32-bit. L 17 6/22

4 Istruzione: lui (tipo I)! L istruzione load upper immediate: lui, imm " carica i 1 del campo immediato nei 1 più significativi del registro. " I rimanenti 1 meno significativi del registro sono posti a 0. 1 lui $at, ! Pseudo-istruzione:! load immediate: li rdest, imm " carica il valore imm nel registro rdest. L 17 7/22 Assegnamento di costanti a 32 bit ESEMPIO: si vuole assegnare la costante a $s0: li $s0, 40 # carica 40 in $s0 " 40 = 0x 003C 0900 " In binario, su 32 bit: lui $s0, 61 # 61 = valore di $s0: addiu $s0, $s0, 2304 # 2304 = 1001 valore di $s0: (400, ) Alternativa esadecimale: lui $s0, 0x3C # 0x3C = addiu $s0, $s0, 0x900 # 0x900 = 1001 L 17 8/22

5 Caricamento costante 32 bit - Esempio 2! Si consideri la costante: " decimale: " esadecimale: 0x1CE49 " binario: più significativi 1 meno significativi HI: 0001 corrispondenti al valore 1 10 LO: corrispondenti al valore = 1 x ! Si consideri la pseudo-istruzione: li $t1, " L assemblatore la sostituisce con le seguenti istruzioni-macchina: lui $at, 1 # $at: 0001 ori $t1, $at, # $t1: L 17 9/22 Sommario! Utilizzo di costanti! Modalità di indirizzamento L 17 10/22

6 Modalità di indirizzamento! Le modalità di indirizzamento indicano le divee modalità attraveo le quali far riferimento agli erandi nelle istruzioni! Esempi: indirizzamento a registro " gli erandi dell istruzione sono contenuti nei registri: add $s0, $s1, $s2 indirizzamento immediato " un erando è costante e contenuto nell istruzione stessa addi $s0, $s1, 1000 L 17 11/22 Modalità di indirizzamento! MIPS ha 5 modalità di indirizzamento: " a registro " immediato " con base e spiazzamento " relativo al Program Counter " pseudo-diretto! Una singola istruzione può usare più di una modalità di indirizzamento L 17 12/22

7 Indirizzamento a registro! Indirizzamento A REGISTRO: l erando (l ) è il contenuto di un registro della CPU: " il nome (numero = ) del registro è specificato nell istruzione! Le istruzioni che usano questo indirizzamento hanno formato R rd shamt funct add $s1,$s2,$s Indirizzamento a Registro rd shamt funct Register File erando Operando Rn L 17 13/22 Indirizzamento immediato Indirizzamento IMMEDIATO:! L erando è una costante il cui valore è contenuto nell istruzione. " L indirizzamento immediato si usa per specificare il valore di un erando sorgente, non ha senso usarlo come destinazione.! Le istruzioni che usano indirizzamento immediato sono di tipo I " La costante è memorizzata nel campo erando (1) Indirizzamento Immediato erando Operando L 17 14/22

8 Indirizzamento immediato! Esempio: erazione aritmetico-logica con erando immediato (tipo I): addi $s1, $s1, ! Esempio: erazione di confronto con erando immediato (tipo I): slti $t0, $s2, L 17 15/22 Indirizzamento con base e spiazzamento! BASE e SPIAZZAMENTO: " L erando è in una locazione di memoria il cui si ottiene sommando il contenuto di un registro base ad un valore costante (offset o spiazzamento) contenuto nell istruzione. " Le istruzioni che usano questo tipo di indirizzamento hanno formato I Indirizzamento con base Offset Memoria Indirizzo Parola erando (word) Rn L 17 16/22

9 Indirizzamento con base e spiazzamento! Esempio: Istruzioni di load/store (formato I): 1 lw $t0, 32 ($s3) sw $t0, 32 ($s3) L 17 17/22 Indirizzamento con base e spiazzamento! Esempi:! istruzione di load lw $t0, 32($s3) " L erando di trova in memoria all 32+[$s3]! istruzione di store sw $t0, 32($s3) " L erando viene ciato in memoria all 32+[$s3] " L e espresso in byte L 17 18/22

10 Indirizzamento relativo al PC! RELATIVO AL PROGRAM COUNTER: " l istruzione è in una locazione di memoria il cui si ottiene sommando il contenuto del Program Counter ad un valore costante (offset o spiazzamento) contenuto nell istruzione " Avendo a disposizione 16 bit di Offset " è possibile saltare in un range: parole rispetto all istruzione corrente Indirizzamento relativo al PC Offset Memoria PC Indirizzo Parola erando (istruzione) L 17 19/22 Indirizzamento relativo al PC! Le istruzioni che usano questo tipo di indirizzamento hanno formato I! Esempio: BRANCH beq $s1, $s2, bne $s1, $s2, L 17 20/22

11 Indirizzamento pseudo-diretto! PSEUDO DIRETTO: Una pae dell è presente come valore costante nell istruzione (offset) ma deve essere completato! Le istruzioni che usano questo tipo di indirizzamento hanno formato J " Esempio: erazione di salto incondizionato (formato J) 2 j L 17 21/22 Indirizzamento pseudo-diretto! Utilizzato per gli indirizzi di salto nelle istruzioni di tipo J! L di salto si calcola facendo: " Uno shift a sinistra di 2 bit dei 26 bit di offset contenuti nell istruzione (aggiungendo 00 nei bit meno significativi) ottenendo 28 bit. " Concatenando ai 28 bit, i 4 bit più significativi del Program Counter. Indirizzamento pseudo-diretto Offset 00 Memoria PC Indirizzo : Parola erando (istruzione) L 17 22/22

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