title assembler mips 32 assembly i - cs.unibo.itsolmi/teaching/arch_2004-2005/assembly1.pdf · le...
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1© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
TITLE
Assembler MIPS 32
Assembly I
Riccardo Solmi
2© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Indice degli argomenti
Le istruzioni assembly MIPS• Categorie di istruzioni assembly• Istruzioni di caricamento e salvataggio
• Gestione del segno• Ordine dei bytes (endianness)• Modi di indirizzamento
• Istruzioni aritmetiche, logiche e di scorrimento• Istruzioni di confronto e salto condizionato• Istruzioni di salto non condizionato
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3© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Categorie di istruzioni assembly
Le istruzioni del linguaggio assembly MIPS possono essere divise nelle seguenti categorie:
• Istruzioni “Load and Store”Queste istruzioni spostano dati tra la memoria e i registri generali del processore
• Istruzioni “Load Immediate”Queste istruzioni caricano nei registri valori costanti
• Istruzioni “Data Movement”Queste istruzioni spostano dati tra i registri del processore
• Istruzioni aritmetico/logicheQueste istruzioni effettuano operazioni aritmetico, logiche o di scorrimento sui registri del processore
4© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Categorie di istruzioni assembly
• Istruzioni di salto condizionatoQueste istruzioni permettono di spostare l’esecuzione da un punto ad un altro di un programma in presenza di certe condizioni
• Istruzioni di salto non condizionatoQueste istruzioni permettono di spostare l’esecuzione da un punto ad un altro di un programma
NOTA:Nel seguito, le pseudoistruzioni sono evidenziate in blu e sottolineate
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5© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Architettura load and store
L'architettura MIPS è di tipo Load-and-Store
• La maggioranza delle istruzioni MIPS operano tramite i registri interni al processore
• Esempio:add $t0, $t1, $t2Somma $t1+$t2 e mette il risultato in $t0
• Per questo motivo• LOAD: i dati da elaborare devono essere prelevati dalla
memoria• STORE: i risultati devono essere salvati in memoria
6© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Istruzioni load and store
lb rdest, address Load Byte at address in register rdest
lbu rdest, address Load Byte Unsigned at address in register rdest
lh rdest, address Load Halfword at address in register rdest
lhu rdest, address Load Halfword Unsigned at address in register rdest
lw rdest, address Load Word from address in register rdest
la rdest, address Load computed Address in register rdest
sb rsource, address Store lower Byte at address from register rsource
sh rsource, address Store lower Halfword at address from register rsource
sw rsource, address Store Word at address from register rsource
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7© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Esempio istruzioni load and store
Esempio:.text # Inizia il codice
lw $t1, operandA # Load operandA
lw $t2, operandB # Load operandB
add $t0, $t1, $t2 # operandA + operandB
sw $t0, result # Store result
.data # Iniziano i dati
operandA: .word 5
operandB: .word 7
result: .word 0
8© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Istruzioni load con e senza segno (bytes)
LB $t0, address
• Carica il byte indirizzato da address nel byte meno significativo del registro
• Il bit di segno viene estesoLBU $t0, address
• Carica il byte indirizzato da address nel byte meno significativo del registro
• Gli altri tre byte vengono posti a zero
Memoria
- - -Registro $t0
address -
Memoria
0 0 0Registro $t0
address
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9© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Istruzioni load con e senza segno (halfword)
LH $t0, address
• Carica i 2 byte indirizzati da address nei 2 byte meno significativi del registro
• Il bit di segno viene estesoLHU $t0, address
• Carica i 2 byte indirizzati da address nei 2 byte meno significativi del registro
• Gli altri due byte vengono posti a zero
Memoria
- -Registro $t0
address-
Memoria
0 0Registro $t0
address
10© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Endianness
Definizione di endianness
• Come viene rappresentata una word (32 bit) in 4 byte di memoria?
• Esistono due schemi:• Little Endian: memorizza prima la "little end" (ovvero i
bit meno significativi) della word• Big Endian: memorizza la "big end" (ovvero i bit più
significativi) della word
• Terminologia ripresa dai Viaggi di Gulliver di Jonathan Swift, in cui due fazioni sono in lotta per decidere se le uova sode devono essere aperte a partire dalla "little end" o dal "big end" dell'uovo
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11© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Endianness – Esempio
Little endian
• Cosa succede se faccio uno lh $t0, address?$t0 = 0x00003412
Big endian
• Cosa succede se eseguo un'istruzione lh $t0, address?$t0 = 0x00001234
12345678
00 00 34 12Registro $t0
address
Memoria
12345678
00 00 12 34Registro $t0
address
Memoria
12© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Endianness
Nota:
• I processori x86 sono little-endian
• MIPS può essere little endian o big endian
• L'endianness di SPIM dipende dal sistema in cui viene eseguito, quindi in generale è little endian
Quando bisogna affrontare i problemi di endianness?
• Quando si "mischiano" operazioni su 8, 16 e 32 bit.
• Quando invece si utilizzano operazioni uniformi, non vi sono problemi di sorta
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13© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Load word vs load address
Importante differenza:
• L'istruzione lw $t0, address carica il contenuto della word indirizzata dall'etichetta address in memoria
• L'istruzione la $t0, address carica l'indirizzo della word indirizzata dall'etichetta address in memoria
01000000
00 00 00 01Registro $t0
address0x00400030
0x00400031
0x00400032
0x00400033
lw $t0, address
01000000
00 40 00 30Registro $t0
address0x00400030
0x00400031
0x00400032
0x00400033
la $t0, address
14© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Load address vs load word
Quando utilizzare load address?• Quando vogliamo caricare in un registro l'indirizzo di una
particolare zona di memoria• Questo registro può essere utilizzato in seguito come indice
per leggere il contenuto di byte consecutivi in memoria• Esempio:
la $t0, spese # Carica l'indirizzo di speseloop:
lw $t1, ($t0) # Carica in $t1 il contenuto della word# indirizzata da $t0
add $t2, $t2, $t1 # Fai la sommatoriaaddi $t0, $t0, 4 # Incrementa $t0 di 4 byte (1 word)bnez $t1, loop # Continua finché non trova 0
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15© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Modi di indirizzamento
Cos'è un modo di indirizzamento?• Un modo per esprimere un indirizzo di memoria• NB: alla fine il risultato è sempre un indirizzo di memoria dove andrò a
leggere (load) o scrivere (store) un dato.Nel linguaggio macchina MIPS, esiste un solo modo di indirizzamento
• imm(register) dove l’indirizzo è dato dalla somma del valore immediato imm più il contenuto del registro register
• Esempio: lw $t0, 4($sp) (legge una word dall’indirizzo $sp + 4)L’assembler fornisce per comodità più modi di indirizzamento
• Un indirizzo si può esprimere come somma di:una identificatore + una espressione + un registro.
• Esempio: lw $t1, array + 0x100($t0) (legge una word dall’indirizzo 0x10010104 assumendo: array = 0x10010000 e $t0 = 4)
• Ogni parte: identificatore, espressione e registro è opzionale e per ragioni storiche ogni combinazione ha il proprio nome (vedi lucidi seguenti)
• In alcuni casi, l'assemblatore può generare più istruzioni
16© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Modi di indirizzamento
(base register)• Specifica un indirizzo tramite registro base, assumendo un
offset 0. • L'indirizzo è dato dal contenuto del base register• Esempio: lw $t0,($a0)
expression• Specifica un indirizzo assoluto con una espressione fatta
solo di somme e sottrazioni di costanti espresse in decimale o esadecimale.
• L'indirizzo è dato dal risultato dell'espressione (costante).• Esempio: lw $t0, 0x00400000+4
• I numeri negativi vanno comunque preceduti anche dal simbolo +. Esempio: lw $t0, 0x100100c + -4
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17© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Modi di indirizzamento
expression(base register)
• Specifica un indirizzo tramite registro base e un'offset tramite un'espressione.
• L'indirizzo è dato dal contenuto del base register + il risultato dell'espressione
• Esempio: lw $t0, 4($sp)
Relocatable-symbol
• Specifica un indirizzo (rilocabile) tramite un identificatore.
• L'assemblatore genera le istruzioni necessarie per gestire l'identificatore e aggiunge al modulo oggetto generato le informazioni di rilocazione.
• Esempio: lw $t0, operandA
18© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Modi di indirizzamento
Relocatable-symbol(index register)
• Specifica un indirizzo base tramite un identificatore, mentre l'offset viene specificato tramite un registro indice
• L'indirizzo è dato dalla somma dell'indirizzo associato all'identificatore con il contenuto del registro indice.
• Esempio: lw $t0, array($t1)
Relocatable-symbol + expression
• Specifica un indirizzo base tramite un identificatore, mentre l'offset viene specificato tramite un'espressione
• L'indirizzo è dato dalla somma dell'indirizzo associato all'identificatore con il risultato dell'espressione
• Esempio: lw $t0, array + 4
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19© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Modi di indirizzamento
Relocatable-symbol + expression(index register)
• Specifica un indirizzo base tramite un identificatore, mentre l'offset viene specificato tramite un registro indice e un'espressione
• L'indirizzo è dato dalla somma dell'indirizzo associato all'identificatore con il contenuto del registro indice e il risultato dell'espressione.
• Esempio: lw $t0, array + 4($t1)
20© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Istruzioni Data Movement and Load Immediate
move rdest, rsource Move register rsource into register rdest
li rdest, imm Move the immediate imm into register rdest
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21© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Istruzioni Aritmetiche: add, sub, neg, abs
add rd, rs, rt rd = rs + rt (with overflow)
addu rd, rs, rt rd = rs + rt (without overflow)
addi rd, rs, imm rd = rs + imm (with overflow)
addiu rd, rs, imm rd = rs + imm (without overflow)
sub rd, rs, rt rd = rs - rt (with overflow)
subu rd, rs, rt rd = rs - rt (without overflow)
neg rd, rs rd = - rs (with overflow)
negu rd, rs rd = - rs (without overflow)
abs rd, rs rd = |rs|
22© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Istruzioni Aritmetiche: mul, div, rem
mul rd, rs, rt rd = rs * rt (without overflow)
mulo rd, rs, rt rd = rs * rt (with overflow)
mulou rd, rs, rt rd = rs * rt (with overflow, unsigned)
div rd, rs, rt rd = rs / rt (signed with overflow)
divu rd, rs, rt rd = rs / rt (unsigned)
rem rd, rs, rt rd = resto di rs / rt (signed)
remu rd, rs, rt rd = resto di rs / rt (unsigned)
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23© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Istruzioni Logiche: and, or, xor, not
and rd, rs, rt rd = rs AND rt
andi rd, rs, imm rd = rs AND imm
or rd, rs, rt rd = rs OR rt
ori rd, rs, imm rd = rs OR imm
xor rd, rs, rt rd = rs XOR rt
xori rd, rs, imm rd = rs XOR imm
not rd, rs rd = NOT rs
NB. XOR è un OR esclusivo. 1 XOR 1 = 0 mentre 1 OR 1 = 1.
24© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Istruzioni di scorrimento
sll rd, rs, rt rd = rs shifted left rt mod 32 bits
srl rd, rs, rt rd = rs shifted right rt mod 32 bits
sra rd, rs, rt rd = rs shifted right rt mod 32 bits (signed)
rol rd, rs, rt rd = rs rotated left rt mod 32 bits
ror rd, rs, rt rd = rs rotated right rt mod 32 bits
Note:
rt può anche essere una costante es. sll $t1, $t2, 4
Shift perde dei bits da una parte e dall’altra inserisce degli zero
Rotate inserisce da una parte i bit che escono dall’altra
Left[right] sposta i bit verso quelli più[meno] significativi
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25© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Istruzioni immediate
Versioni immediate (i)
• Le versioni immediate (i) delle istruzioni precedenti utilizzano un valore costante (risultato di un'espressione) al posto di uno degli operandi
• Non sempre è necessario specificare la i; l'assemblatore è in grado di riconoscere anche istruzioni come add $t0, $t0, 1
26© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Istruzioni di salto condizionato
beqz rs, target Branch to instruction at target if rs = 0
bnez rs, target Branch to instruction at target if rs ≠ 0
bgez rs, target Branch to instruction at target if rs ≥ 0
bgtz rs, target Branch to instruction at target if rs > 0
blez rs, target Branch to instruction at target if rs ≤ 0
bltz rs, target Branch to instruction at target if rs < 0
NB. b sta per branch; z sta per zero;
eq = ugual; ne = not equal; ge = greater or equal; gt = greater than;
le = less or equal; lt = less that
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27© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Istruzioni di salto condizionato
beq rs, rt, target Branch to instruction at target if rs = rt
bne rs, rt, target Branch to instruction at target if rs ≠ rt
bge rs, rt, target Branch to instruction at target if rs ≥ rt
bgeu rs, rt, target Branch to instruction at target if rs ≥ rt (unsigned)
bgt rs, rt, target Branch to instruction at target if rs > rt
bgtu rs, rt, target Branch to instruction at target if rs > rt (unsigned)
ble rs, rt, target Branch to instruction at target if rs ≤ rt
bleu rs, rt, target Branch to instruction at target if rs ≤ rt (unsigned)
blt rs, rt, target Branch to instruction at target if rs < rt
bltu rs, rt, target Branch to instruction at target if rs < rt (unsigned)
28© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Branch: dettagli implementativi
Nel linguaggio macchina, l’indirizzo dell’istruzione target in un branch viene espresso come instruction offset rispetto all’istruzione corrente
• E’ possibile saltare 215-1 istruzioni in avanti o 215 istruzioni indietro
In linguaggio assembly, l’indirizzo dell’istruzione target è dato dall’etichetta associata
• Il calcolo viene fatto automaticamente dall’assembler• Ulteriore semplificazione dell’assembler rispetto al
linguaggio macchina
Esempio:
0x00400030 beq $5, $4, 8 [stor-0x00400030] beq $a1, $a0, stor
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29© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Istruzioni di salto non condizionato
j target Unconditionally jump to instruction at target
jal target Unconditionally jump to instruction at target, and save the address of the next instruction in register $ra
jr rsource Unconditionally jump to the instruction whoseaddress is in register rsource
jalr rsource, rdest
Unconditionally jump to the instruction whoseaddress is in register rsource and save the address of the next instruction in register rdest
30© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Indice degli argomenti
Programmazione assembly
• Realizzazione delle principali strutture di controllo
• sequenze
• scelte
• ripetizioni
• Scrittura di semplici programmi assembly:
• operazioni su stringhe
• input e output su console
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31© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Sequenze di istruzioni
Le istruzioni formano sempre una sequenza che corrisponde all’ordine in cui vengono eseguite
• Il microprocessore non ha una visione di insieme del programma: “vede” solo l’istruzione che deve eseguire e il contenuto dei registri.
• Esegue una istruzione alla volta nell’ordine scritto in memoria
Fanno eccezione le istruzioni di salto che fanno proseguire l’esecuzione all’indirizzo specificato.
• L’istruzione che viene eseguita dopo un salto è quella che si trova all’indirizzo specificato come destinazione del salto.
• Se il salto è condizionato e la condizione è falsa si prosegue normalmente con l’istruzione successiva.
32© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Sequenze di istruzioni e salti
L’intero programma è una sequenza di istruzioni; con i salti posso controllare l’ordine di esecuzione
• Il codice seguente è equivalente a quello sulla destralw $t0,xlw $t1,yadd $t2,$t0,$t1mul $t3,$t0,$t1neg $t2,$t2add $t3,$t3,$t2sw $t0,xsw $t1,y
lw $t0,x
lw $t1,y
j j1
j2:neg $t2,$t2
add $t3,$t3,$t2
j j3
j1:add $t2,$t0,$t1
mul $t3,$t0,$t1
j j2
j3:sw $t0,x
sw $t1,y
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33© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Saltare per scegliere: if
Voglio eseguire del codice solo se una condizione (espressione) è vera1. Codice per valutare l’espressione e mettere il risultato in un registro (o due)2. Salto condizionato per saltare il codice opzionale se la condizione è falsa3. Codice opzionale da eseguire solo quando la condizione è vera
Esempio in assembly: (ifelse.s)• Se x > 0 allora y = x*2 (altrimenti y resta invariato cioè uguale a 0)
.text
.globl mainmain:
lw $t0,x # Carica xblez $t0,endif # Salto se condizione falsamul $t1,$t0,2 # codice opzionale: $t1 = x*2;sw $t1,y # Salva $t1 nella variabile y
endif: # Fine if.data
x: .word 5 # provare con 5 e -5y: .word 0 # y = x*2 se x>0 altrimenti y = 0
34© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Saltare per scegliere: if else
Voglio eseguire del codice diverso se una condizione (espressione) è vera oppure falsa
1. Codice per valutare l’espressione e mettere il risultato in un registro (o due)
2. Salto condizionato per saltare il “ramo then” se la condizione è falsa
3. Codice da eseguire solo quando la condizione è vera (ramo then)
4. Salto per evitare di eseguire anche il ramo else
5. Codice da eseguire solo quando la condizione è falsa (ramo else)NB. Posso scambiare i due rami (punti 3 e 5) se salto quando la condizione è vera
Esempio in assembly: (ifelse.s)
• Se x > 0 allora y = x*2 altrimenti y = -xlw $t0, x # Carica xblez $t0, else # Salto se la condizione è falsamul $t1,$t0,2 # Ramo then: $t1 = x*2;j end # Salta fine
else:neg $t1, $t0 # Ramo else: $t1 = -x;end: sw $t1, y # Scrive $t1 in y
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35© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Saltare per scegliere: if annidati
Le scelte possono essere annidate a piacere• Si dice condizione annidata una che si trova nel ramo then o nel ramo
else di una scelta “contenitore”
• Una condizione annidata nel ramo then è del tipo:se condizione1 è vera allora:
se condizione2 è vera esegui solo codice1altrimenti esegui solo codice2; (ramo then)
altrimenti (condizione1 falsa) esegui solo codice3
• Una condizione annidata nel ramo else è del tipo:se condizione1 è vera esegui solo codice1altrimenti se condizione2 è vera esegui solo codice2altrimenti esegui solo codice3 (ramo else)
• Posso annidare le condizioni fino alla profondità che mi serve su ogni ramo. (il codice naturalmente diventa sempre più complesso)
Per farlo in assembly mi basta applicare ricorsivamente i due schemi di soluzione già visti nei due lucidi precedenti
36© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Esempio su if annidati
Esempio in assembly: (ifelse.s)• Se x > 0 allora (ramo then 1 che contiene scelta annidata)
se y >= 0 allora y = x*2 (ramo then 2)altrimenti y = -x (ramo else 2)
altrimenti incrementa y (ramo else 1)lw $t0,x # Carica xlw $t1,y # Carica yblez $t0,else1 # Salta se la cond1 è falsabltz $t1,else2 # Salta se la cond2 è falsamul $t1,$t0,2 # Ramo then2: $t1 = x*2j end # Salta fine
else2:neg $t1,$t0 # Ramo else2: $t1 = -xj end # Salta fine
else1:addi $t1,$t1,1 # Ramo else1: $t1 = y + 1end: sw $t1, y # Scrive $t1 in y
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37© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Saltare per scegliere: switch
Caso particolare del precedente: le condizioni davanti ad ogni ramo testano valori diversi di una stessa variabile
• Posso usare degli if annidati come sopra oppure mi faccio una tabella con i riferimenti a tutti i codici dei rami e uso la variabile come indice per caricare dalla tabella l’indirizzo del codice dove saltare.
• Il miglioramento che si ottiene è che viene fatto un solo test anziché uno per ogni ramo, riducendo la complessità da lineare a costante.
Esempio in assembly: (switch.s)• se op = 0 allora y = x*3
se op = 1 allora y = x+5se op = 2 allora y = -xaltrimenti y = x
38© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Esempio su switchEsempio in assembly: (switch.s)
lw $t1,xlw $t0,opbge $t0,3,default # Salta a default se op >= 3sll $t0,$t0,2 # $t0 = op*4lw $t0,stable($t0) # $t0 = (stable+op*4)jr $t0 # Salta al case corrispondente a op
case0:mul $t2,$t1,3 # $t2 = x*3j end
case1:addi $t2,$t1,5# $t2 = x+5j end
case2:div $t2,$t1,2 # $t2 = x/2j end
default: move $t2,$t1 # $t2 = xend:sw $t2,y # Scrive $t2 in y
.data # oltre a op, x e ystable: .word case0,case1,case2
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39© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Saltare per ripetere: while
Voglio eseguire più volte del codice finché una espressione è vera. Non so se l’espressione è vera all’inizio (quindi la controllo prima di eseguire il codice)
1. Codice per valutare l’espressione e mettere il risultato in un registro (o due)2. Salto condizionato per saltare il codice da ripetere se la condizione è falsa3. Codice da ripetere finché la condizione è vera4. Salto al punto 1 in modo da poter eseguire il codice un’altra volta oppure
Salto condizionato al punto 3 per eseguire un’altra volta se la condizione è vera
Esempio in assembly: (loops.s)• Finché x > 0 lo sommo a y (y = y + x) e lo decremento (x = x – 1)
lw $t0,x # Carica xlw $t1,y # Carica yblez $t0,end # Salta se condizione è falsa
while: # (Inizio ciclo)add $t1,$t1,$t0 # Effettua sommatoriasub $t0,$t0,1 # Sottrae unobgtz $t0,while # Riesegue ciclo finché cond. vera
end:sw $t1,y # Salva risultato in y
40© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Saltare per ripetere: do while
Voglio eseguire più volte del codice finché una espressione è vera. So che all’inizio l’espressione è vera (quindi eseguo il codice e poi controllo)
Inizializzo i registri che mi servono prima di iniziare il ciclo1. Codice da ripetere finché la condizione è vera2. Codice per valutare l’espressione e mettere il risultato in un registro (o due)3. Salto condizionato al punto 1 per eseguire un’altra volta se la condizione è vera
Esempio in assembly: (loops.s)• Finché x > 0 lo sommo a y (y = y + x) e lo decremento (x = x – 1)
lw $t0,x # Carica xlw $t1,y # Carica y
dowhile: # (Inizio ciclo)add $t1,$t1 $t0 # Effettua sommatoriasub $t0,$t0,1 # Decrementa xbgtz $t0,dowhile # Riesegue ciclo finché cond. verasw $t1,y # Salva risultato in y
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41© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Saltare per ripetere: for
Voglio eseguire del codice per un certo numero di volte; voglio anche poter usare l’indice (numero di volte eseguite) nel codice.
Inizializzo i registri che mi servono prima di iniziare il ciclo (compreso l’indice)1. Codice da ripetere il numero stabilito di volte2. Incremento il registro usato come indice
3. Salto condizionato al punto 1 per eseguire un’altra volta se la condizione è vera
Esempio in assembly: (loops.s)• Per 5 volte (contando da 1 a 5) sommo l’indice a y (y = y + x)
li $t0,1 # Inizializza indicelw $t1,y # Carica y
loop: # (Inizio ciclo)add $t1,$t1,$t0 # Effettua sommatoriaaddi $t0,$t0,1 # Incrementa indiceble $t0,5,loop # Continua ciclo se <= 5 voltesw $t1,y # Salva risultato in y
42© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Esercizi guidati su stringhe
length.s
• Scrivere un programma che calcoli la lunghezza di una stringa. Esempio: “ciao” è lunga 4
count.s
• Scrivere un programma che calcoli il numero di occorrenze di un carattere in una stringa. Esempio: “a” in “abbac” è 2
reverse.s
• Scrivere un programma che data una stringa ne produce una scritta al contrario.Es. “assembly MIPS” deve diventare: “SPIM ylbmessa”
• E' possibile scrivere un algoritmo che lavori "sul posto"
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43© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Esercizio guidato: length.s
.text
.globl main
main: # inizializzo un puntatore alla stringa
# e un contatore per la lunghezza
# finché non arrivo alla fine della stringa (0)
# incremento il contatore
# e faccio avanzare il puntatore
strEnd: sw $t1, result # scrivo il risultato
jr $ra
.data
str: .asciiz "hello world!!"
result: .word 0
44© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Esercizio guidato: count.s
.text
.globl main
main: # inizializzo un puntatore alla stringa
# un contatore per le occorrenze del carattere
# e il carattere da contare
# finché non arrivo alla fine della stringa (0)
# faccio avanzare il puntatore
# e se è uguale al carattere che cerco
# incremento il contatore delle occorrenze
strEnd: sw $t2, result # scrivo il risultato
jr $ra
.data
str: .asciiz "abceebceebeebbacacb"
char: .asciiz "a"
result: .word 0
23
45© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Esercizio guidato: reverse.s
.text
.globl main
main:
# inizializzo due indici per puntare l'inizio e la fine della stringa
# sposto il secondo indice fino alla fine della stringa
# scambio i due caratteri puntati dagli indici
# e faccio avanzare gli indici (verso il centro della stringa)
# finché non ho scambiato tutto
end: jr $ra
.data
str: .asciiz "0123456789" # provare anche "assembly MIPS"
46© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Chiamate a funzioni del sistema operativo
SPIM fornisce un piccolo insieme di servizi “operating-system-like” attraverso l’istruzione syscall
Per richiedere un servizio:• Si carica il numero che identifica il servizio nel registro $v0
• Eventuali argomenti vengono caricati nei registri $a0-$a1
• Eventuali risultati vengono collocati dalla chiamata di sistema nel registro $v0
Esempioli $v0,1 # Numero che identifica print_int
li $a0,5 # 5 è l’argomento da stampare
syscall # procedi alla stampa
24
47© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Elenco System Call disponibili
address in $v0
double in $f0float in $f0integer in $v0
Results
$a0=amount
$a0=buffer, $a1=length
$a0 = string$f12 = double$f12 = float$a0 = integer
Arguments
8read_string
9sbrk
10exit
7read_double6read_float5read_int4print_string3print_double2print_float1print_int
CodeService
48© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Esempio sulle system calls
.text
.globl main
main:
li $v0,4 # print_string
la $a0,prompt
syscall # stampa il prompt
li $v0,8 # read_string
la $a0,buffer
li $a1,256
syscall # legge un nome
li $v0,4 # print_string
la $a0,msg
syscall # stampa "ciao " + nome
#... continua
li $v0, 10 # exit
syscall # termina programma
.data
prompt: .asciiz "Come ti chiami: "
msg: .ascii "ciao "
buffer: .space 256
25
49© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi
Esercizio
Scrivere un programma in assembly MIPS che:
• Mostra un menu con tre possibilità:• 1) Lunghezza
Chiede un stringa e scrive la sua lunghezza;dopo mostra di nuovo il menu
• 2) OccorrenzeChiede una stringa e una lettera e scrive quante volte compare la lettera nella stringa;dopo mostra di nuovo il menu
• 3) EsciTermina l’esecuzione del programma
• … e un prompt: Scegli (1,2,3):
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