title assembler mips r2000/r3000 assembly isolmi/teaching/arch_2003-2004/assembly1.pdf ·...

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1© 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi

TITLE

Assembler MIPS R2000/R3000

Assembly I

Riccardo Solmi


Bibliografia

§ MIPS – Assembly Language Programmer’s Guide

• Manuale di programmazione assembly MIPS

§ Assemblers, Linkers, and the SPIM Simulator

• Contiene un tutorial per imparare ad usare il simulatore SPIM

§ SPIM – A MIPS R2000/R3000 Simulator

• Assemblatore, simulatore e debugger MIPS

§ Trovate tutto nella pagina web relativa a questo modulo:

• http://www.cs.unibo.it/~solmi/teaching/arch_2003-2004.html

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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


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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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


Categorie di istruzioni assembly

• Istruzioni di confrontoQueste istruzioni effettuano il confronto tra i valori contenuti nei registri

• 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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Architettura load and store

§ L'architettura di MIPS è di tipo Load-and-Store

• In pratica, la maggioranza delle istruzioni di 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


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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Esempio istruzioni load and store

§ Esempio:.text # Inizia il codice

lw $t1, operandA # Load operandAlw $t2, operandB # Load operandB

add $t0, $t1, $t2 # operandA + operandB

sw $t0, result # Store result.data # Iniziano i dati

operandA: .word 5operandB: .word 7

result: .word 0


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 esteso§ LBU $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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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 esteso§ LHU $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


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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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


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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Load address vs load word

§ 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


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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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 indirizzame nto

• 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 etichetta + una espressione + un registro.• Esempio: lw $t1, array + 0x100($t0) (legge una word

dall’indirizzo 0x10010104 assumendo: array = 0x10010000 e $t0 = 4)• Ogni parte: etichetta, 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



§ (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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§ 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'etichetta.

• L'assemblatore genera le istruzioni necessarie per gestire l'etichetta e aggiunge al modulo oggetto generato le informazioni di rilocazione.

• Esempio: lw $t0, operandA



§ Relocatable-symbol(index register)

• Specifica un indirizzo base tramite una etichetta, mentre l'offset viene specificato tramite un registro indice

• L'indirizzo è dato dalla somma dell'indirizzo associato all'etichetta con il contenuto del registro indice.

• Esempio: lw $t0, array($t1)

§ Relocatable-symbol + expression

• Specifica un indirizzo base tramite una etichetta, mentre l'offset viene specificato tramite un'espressione

• L'indirizzo è dato dalla somma dell'indirizzo associato all'etichetta con il risultato dell'espressione

• Esempio: lw $t0, array + 4

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§ Relocatable-symbol + expression(index register)

• Specifica un indirizzo base tramite una etichetta, mentre l'offset viene specificato tramite un registro indice e un'espressione

• L'indirizzo è dato dalla somma dell'indirizzo associato all'etichetta con il contenuto del registro indice e il risultato dell'espressione.

• Esempio: lw $t0, array + 4($t1)


Istruzioni Data Movement and Load Immediate

move rdest, rsource Move register rsource into register rdest

mfhi rdest Move register hi into register rdest

mflo rdest Move register lo into register rdest

mthi rsource Move register rsource into register hi

mtlo rsource Move register rsource into register lo

li rdest, imm Move the immediate imm into register rdest

lui rdest, imm Move the immediate halfword imminto the upper halfword of register rdest

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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|


Istruzioni Aritmetiche: mul, div, rem

mult rs, rt hi,lo = rs * rt (signed, overflow impossibile)

multu rs, rt hi,lo = rs * rt (unsigned, overflow impossibile)

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 rs, rt hi,lo = resto e quoz. di rs / rt (signed with overflow)

divu rs, rt hi,lo = resto e quoz. di rs / rt (unsigned, no overflow)

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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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

nor rd, rs, rt rd = NOT (rs OR rt)

not rd, rs rd = NOT rs

NB. XOR è un OR esclusivo. 1 XOR 1 = 0 mentre 1 OR 1 = 1.


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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Istruzioni immediate e unsigned

§ 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

§ Versioni unsigned (u)

• Le versioni unsigned delle istruzioni non gestiscono le problematiche relative all'overflow

• Dettagli in seguito quando parleremo di eccezioni


Istruzioni di confronto

slt rd, rs, rt Set register rd to 1 if rs < rt, 0 otherwise(with overflow)

sltu rd, rs, rt Set register rd to 1 if rs < rt, 0 otherwise

(without overflow)

slti rd, rs, imm Set register rd to 1 if rs < imm, 0 otherwise

(with overflow)

sltiu rd, rs, imm Set register rd to 1 if rs < imm, 0 otherwise

(without overflow)

sle, sgt, sge, seq, sne Analoghe per testare <=, >, >=, = e !=

NB. Di solito queste istruzioni vengono usate solo dall’assemble r.

I programmatori usano direttamente le istruzioni di salto condizionato

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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

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

beqz rs, target Branch to instruction at target if rs = 0

bnez rs, target Branch to instruction at target if rs != 0


Istruzioni di salto condizionato

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)

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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


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

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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.


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 j1j2:neg $t2,$t2

add $t3,$t3,$t2

j j3

j1:add $t2,$t0,$t1

mul $t3,$t0,$t1

j j2j3:sw $t0,x

sw $t1,y

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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


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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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


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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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


Esempio su switch§ Esempio 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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Saltare per ripetere: while

§ Voglio eseguire più volte del codice finché una espressione è ve ra. 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 falsa

3. Codice da ripetere finché la condizione è vera

4. Salto al punto 1 in modo da poter eseguire il codice un’altra volta oppureSalto 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


Saltare per ripetere: do while

§ Voglio eseguire più volte del codice finché una espressione è ve ra. 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


• 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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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 volte

2. Incremento il registro usato come indice

3. Salto condizionato al punto 1 per eseguire un’altra volta se la condizione è vera


• 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


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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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


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

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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"


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

§ Esempio

li $v0,1 # Numero che identifica print_int

li $a0,5 # 5 è l’argomento da stampare

syscall # procedi alla stampa

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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


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

26


Esercizio

§ Scrivere un programma in assembly MIPS che:

• Mostra un menu con tre possibilità:

• 1) LunghezzaChiede 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):

title assembler mips r2000/r3000 assembly isolmi/teaching/arch_2003-2004/assembly1.pdf ·...

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