Istruzioni MIPS e programmazione assembly
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TITLE Assembler MIPS 32 Assembly I Riccardo Solmi © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 1 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 2 1 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/logiche Queste istruzioni effettuano operazioni aritmetico, logiche o di scorrimento sui registri del processore © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 3 Categorie di istruzioni assembly • Istruzioni di salto condizionato Queste istruzioni permettono di spostare l’esecuzione da un punto ad un altro di un programma in presenza di certe condizioni • Istruzioni di salto non condizionato Queste 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 4 2 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, $t2 Somma $t1+$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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 5 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 6 3 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 7 © 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 Memoria address Registro $t0 - - - - • Il bit di segno viene esteso LBU $t0, address • Carica il byte indirizzato da address nel byte meno significativo del registro Memoria address Registro $t0 0 0 0 • Gli altri tre byte vengono posti a zero © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 8 4 Istruzioni load con e senza segno (halfword) LH $t0, address • Carica i 2 byte indirizzati da address nei 2 byte meno significativi del registro Memoria address Registro $t0 - - - • Il bit di segno viene esteso LHU $t0, address • Carica i 2 byte indirizzati da address nei 2 byte meno significativi del registro Memoria address Registro $t0 0 0 • Gli altri due byte vengono posti a zero © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 9 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 10 5 Endianness – Esempio Memoria Little endian • Cosa succede se faccio uno lh $t0, address? address 12 Registro $t0 00 00 34 12 34 56 78 $t0 = 0x00003412 Big endian • Cosa succede se eseguo un'istruzione lh $t0, address? Memoria address 12 $t0 = 0x00001234 Registro $t0 00 00 12 34 34 56 78 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 11 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 12 6 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 lw $t0, address la $t0, address Registro $t0 address 0x00400030 0x00400031 0x00400032 0x00400033 01 00 00 00 00 00 00 01 Registro $t0 address 0x00400030 0x00400031 0x00400032 0x00400033 01 00 00 00 00 40 00 30 13 © 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 loop: # Carica l'indirizzo di spese # Carica in $t1 il contenuto della word # indirizzata da $t0 add $t2, $t2, $t1 # Fai la sommatoria addi $t0, $t0, 4 # Incrementa $t0 di 4 byte (1 word) bnez $t1, loop # Continua finché non trova 0 lw $t1, ($t0) © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 14 7 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 15 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 16 8 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 17 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 18 9 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) © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 19 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 20 10 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| © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 21 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) © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 22 11 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. © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 23 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 24 12 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 25 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 26 13 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) 27 © 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] © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi beq $a1, $a0, stor 28 14 Istruzioni di salto non condizionato Unconditionally jump to instruction at target j target jal target jr rsource Unconditionally jump to instruction at target, and save the address of the next instruction in register $ra Unconditionally jump to the instruction whose address is in register rsource jalr rsource, rdest Unconditionally jump to the instruction whose address is in register rsource and save the address of the next instruction in register rdest © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 29 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 30 15 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. 31 © 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 lw $t0,x lw $t1,y j j1 • Il codice seguente è equivalente a j2:neg $t2,$t2 quello sulla destra add $t3,$t3,$t2 lw $t0,x lw $t1,y j j3 add $t2,$t0,$t1 j1:add $t2,$t0,$t1 mul $t3,$t0,$t1 mul $t3,$t0,$t1 neg $t2,$t2 j j2 add $t3,$t3,$t2 sw $t0,x j3:sw $t0,x sw $t1,y sw $t1,y © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 32 16 Saltare per scegliere: if Voglio eseguire del codice solo se una condizione (espressione) è vera 1. 2. 3. Codice per valutare l’espressione e mettere il risultato in un registro (o due) Salto condizionato per saltare il codice opzionale se la condizione è falsa 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 main main: lw $t0,x blez $t0,endif mul $t1,$t0,2 sw $t1,y endif: .data x: .word 5 y: .word 0 # # # # # Carica x Salto se condizione falsa codice opzionale: $t1 = x*2; Salva $t1 nella variabile y Fine if # provare con 5 e -5 # y = x*2 se x>0 altrimenti y = 0 33 © 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 = -x lw $t0, x blez $t0, else mul $t1,$t0,2 j end else:neg $t1, $t0 end: sw $t1, y © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi # # # # # # Carica x Salto se la condizione è falsa Ramo then: $t1 = x*2; Salta fine Ramo else: $t1 = -x; Scrive $t1 in y 34 17 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 codice1 altrimenti 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 codice1 altrimenti se condizione2 è vera esegui solo codice2 altrimenti 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 35 © 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 x lw $t1,y # Carica y blez $t0,else1 # Salta se la cond1 è falsa bltz $t1,else2 # Salta se la cond2 è falsa mul $t1,$t0,2 # Ramo then2: $t1 = x*2 j end # Salta fine else2:neg $t1,$t0 # Ramo else2: $t1 = -x j end # Salta fine else1:addi $t1,$t1,1 # Ramo else1: $t1 = y + 1 end: sw $t1, y # Scrive $t1 in y © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 36 18 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+5 se op = 2 allora y = -x altrimenti y = x © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 37 Esempio su switch Esempio in assembly: (switch.s) lw $t1,x lw $t0,op bge $t0,3,default # Salta a default se op >= 3 sll $t0,$t0,2 # $t0 = op*4 lw $t0,stable($t0) # $t0 = (stable+op*4) jr $t0 # Salta al case corrispondente a op case0:mul $t2,$t1,3 # $t2 = x*3 j end case1:addi $t2,$t1,5 # $t2 = x+5 j end case2:div $t2,$t1,2 # $t2 = x/2 j end default: move $t2,$t1 # $t2 = x end:sw $t2,y # Scrive $t2 in y .data # oltre a op, x e y stable: .word case0,case1,case2 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 38 19 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 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 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 lw $t1,y blez $t0,end while: add $t1,$t1,$t0 sub $t0,$t0,1 bgtz $t0,while end:sw $t1,y # # # # # # # # Carica x Carica y Salta se condizione è falsa (Inizio ciclo) Effettua sommatoria Sottrae uno Riesegue ciclo finché cond. vera Salva risultato in y 39 © 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 ciclo 1. Codice da ripetere finché la condizione è vera 2. 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 lw $t1,y dowhile: add $t1,$t1 $t0 sub $t0,$t0,1 bgtz $t0,dowhile sw $t1,y © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi # # # # # # # Carica x Carica y (Inizio ciclo) Effettua sommatoria Decrementa x Riesegue ciclo finché cond. vera Salva risultato in y 40 20 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 Esempio in assembly: (loops.s) • Per 5 volte (contando da 1 a 5) sommo l’indice a y (y = y + x) li $t0,1 lw $t1,y loop: add $t1,$t1,$t0 addi $t0,$t0,1 ble $t0,5,loop sw $t1,y # # # # # # # Inizializza indice Carica y (Inizio ciclo) Effettua sommatoria Incrementa indice Continua ciclo se <= 5 volte Salva risultato in y © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 41 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" © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 42 21 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 43 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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 44 22 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 str: .asciiz "0123456789" # provare anche "assembly MIPS" .data © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 45 Chiamate a funzioni del sistema operativo SPIM fornisce un piccolo insieme di servizi “operatingsystem-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 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 46 23 Elenco System Call disponibili Service Code Arguments Results print_int 1 $a0 = integer print_float 2 $f12 = float print_double 3 $f12 = double print_string 4 $a0 = string read_int 5 integer in $v0 read_float 6 float in $f0 read_double 7 double in $f0 read_string 8 $a0=buffer, $a1=length sbrk 9 $a0=amount exit 10 address in $v0 47 © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi Esempio sulle system calls .text #... continua .globl main main: li $v0,4 li $v0, 10 # exit syscall # termina programma # print_string la $a0,prompt .data syscall # stampa il prompt li $v0,8 # read_string prompt: .asciiz "Come ti chiami: " msg: .ascii "ciao " buffer: .space 256 la $a0,buffer li $a1,256 syscall # legge un nome li $v0,4 # print_string la $a0,msg syscall # stampa "ciao " + nome © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 48 24 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) Occorrenze Chiede una stringa e una lettera e scrive quante volte compare la lettera nella stringa; dopo mostra di nuovo il menu • 3) Esci Termina l’esecuzione del programma • … e un prompt: Scegli (1,2,3): © 2002-2004 Alberto Montresor, Riccardo Solmi 49 25
