EJERCICIOS DE PRACTICAS DE ENSAMBLADOR MIPSESTRUCTURA / ORGANIZACIÓN DE COMPUTADORES BOLETÍN Nº 1 Ejercicio 1: (Operaciones básicas con la memoria) Estudiar el siguiente programa en ensamblador del MIPS, que carga en la memoria los datos siguientes: los bytes correspondientes a la cadena “!Hola Mundo!” y a continuación los datos en forma de bytes: 5,10,15,20,25,30,35,40. Consultar las transparencias 8 y 16 del tutorial del lenguaje ensamblador del MIPS. # Pr áct i cas ensambl ador MI PS # Est r uct ur a de Comput ador es. 2º I TI S CUM- UEX 2004/ 2005 # Ej er ci ci o 1 . dat a . asci i z " ¡ Hol a Mundo! \ n" . byt e 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 . t ext • Cargar el programa en el simulador. • Interpretar el contenido de las direcciones de memoria (consultar las transparencias 14, 15 y 26 del tutorial y también la tabla de código ASCII). La siguiente tabla puede servir de ayuda: ASCI I ! H o l a M u n d o ! \ n NULL Deci mal 33 72 111 108 97 32 77 117 110 100 111 33 10 0 Hexa- deci mal 21 48 6f 6c 61 20 4d 75 6e 64 6f 21 0a 00 Ejercicio 2: (Operaciones básicas con la memoria) Realizar un programa en ensamblador del MIPS que cargue en la memoria, consecutivamente, los siguientes datos: • Los siguientes bytes: 16, 32, 48. • Las siguientes medias palabras: 16, 32, 48. • Las siguientes palabras:16, 32, 48. Cargar el programa en el simulador e interpretar el contenido de las direcciones de memoria. 1 Ejercicio 3: (Arrays y constantes en memoria. Carga de memoria a registros) Cargar en el simulador SPIM el siguiente programa: # Pr áct i cas ensambl ador MI PS # Est r uct ur a de Comput ador es. 2º I TI S CUM- UEX 2004/ 2005 # Ej er ci ci o 3 .data # *** SEGMENTO DE DATOS *** valor: .word 5,10,15,20 # Defino array 4 palabras (decimal). # valor[2] es 15 = 0xf ind: .word 1 # Usado como índice del array "valor" .byte 0x1a,0x0b,10 # Defino los 3 primeros bytes de la # siguiente palabra (hex. y dec.). .align 2 # Alineo el siguiente dato en memoria # para que esté alineado en palabra # (empiece en una palabra) .ascii "Hola" # Cadena de caracteres .asciiz",MIPS" # Cadena de caracteres terminada # con el caracter nulo. #--------------------------------------------------------------------------- .text # *** SEGMENTO DE TEXTO *** .globl main # Etiqueta main visible a otros ficheros main: # Rutina principal lw $s0,valor($zero) # Carga en $s0 valor[0]. ($s0 <-- valor[0]) # También vale: lw $s0,valor lw $s4,ind # $s4 <-- índice del array mul $s5,$s4,4 # $s5 <-- ind*4 lw $s1,valor($s5) # $s1 <-- valor[1] add $s4,$s4,1 # Incrementamos el índice del array mul $s5,$s4,4 lw $s2,valor($s5) # $s2 <-- valor[2] add $s4,$s4,1 # Incrementamos el índice del array mul $s5,$s4,4 lw $s3,valor($s5) # $s3 <-- valor[3] • Comprobar en la ventana de mensajes que la carga ha sido correcta. • Comprobar en la ventana del segmento de datos que todos los bytes que aparecen en las palabras de memoria corresponden con las definiciones de datos que aparecen en las directivas del código ensamblador. • Estudiar el contenido de la ventana de registros. Observar los registros que aparecen y sus valores (ver el listado de los registros del MIPS y sus distintos valores en la transparencia nº 9 del tutorial). • Estudiar el contenido de la ventana del segmento de texto. • Escribir el valor que deberá tomar cada registro tras ejecutarse cada línea de código. • Ejecutar el programa cargado en SPIM. • Comprobar que los valores que van tomando los registros al ejecutarse las operaciones descritas en las líneas de código son los esperados. • Estudiar cómo se cargan en registros las distintas posiciones de un array de datos en memoria y qué operaciones aritméticas es necesario realizar (y por qué). • Estudiar las directivas e instrucciones que aparecen en el código (ver transparencia nº 8 del tutorial). 2 Ejercicio 4: (Aplicación de arrays y ctes. en memoria. Carga de memoria a registros) Realizar un programa en ensamblador del MIPS que cargue en un array de datos en memoria (etiquetado como “array”) los siguientes enteros: 2, 4, 6, 8, 10. A continuación el programa debe cargar en el registro t0 el dato array[2] y en el registro t1 el dato array[4]. Ejercicio 5: (Llamadas al sistema, entrada/salida en consola, fin ejecución de un progr.) Cargar en el simulador SPIM el siguiente programa: # Pr áct i cas ensambl ador MI PS # Est r uct ur a de Comput ador es. 2º I TI S CUM- UEX 2004/ 2005 # Ej er ci ci o 5 . dat a st r i ng: . asci i z " ¡ Hol a Mundo! \ n" i t em: . wor d 99 ar r ay: . wor d 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99 #- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - # . t ext . gl obl mai n mai n: #- - - - - - - - - - - - - - - - - - - #( 1) Escr i be una cadena en consol a l a $a0, st r i ng # car ga di r ecc. base de l a cadena en $a0 l i $v0, 4 # $v0 <- - 4 : f unci ón de syscal l : pr i nt _st r i ng syscal l # Ll amada al si st ema. I mpr i me t odos l os # car act er es desde di r ecc. " st r i ng" # hast a car act er f i n de cadena ( NULL) # ( byt e " 00" ) #- - - - - - - - - - - - - - - - - - - #( 2) Escr i be un ent er o en consol a l w $a0, i t em l i $v0, 1 syscal l #- - - - - - - - - - - - - - - - - - - #( 3) Lee un ent er o desde consol a # ( esper a a que l o i nt r oduzca por t ecl ado) # y l o escr i be en consol a l i $v0, 5 syscal l #- - - - - - - - - - - - - - - - - - - #( 4) Lee una cadena de consol a l i $v0, 8 # f unci ón de syscal l : r ead_st r i ng l a $a0, st r i ng # di r ec. base del buf f er donde se escr i be # l a cadena i nt r oduci da por consol a ( t ecl ado) l i $a1, 9 # t amaño del buf f er : 9 car act er es syscal l # Lect ur a de cadena l i $v0, 4 syscal l # Escr i t ur a de l a cadena en consol a #- - - - - - - - - - - - - - - - - - - #( 5) l i $t 0, 3 l i $t 1, 4 mul $t 2, $t 1, $t 0 l w $a0, ar r ay( $t 2) l i $v0, 1 syscal l #- - - - - - - - - - - - - - - - - - - #( 6) l i $v0, 10 syscal l Estudiar las funciones que realiza el código, fijándose en particular en la funcionalidad de cada sección de código. Responder las preguntas: 1. ¿Qué ocurre con el contenido que hubiera previamente en las direcciones de memoria donde se almacena la cadena introducida en (4)? 2. ¿Qué ocurre si nos pasamos de caracteres al introducir la cadena por teclado en (4)? 3. ¿Qué hace el fragmento de código (5)? 4. ¿Qué hace el fragmento de código (6)? 3 Ejercicio 6: (Manipulación array de datos en memoria, carga datos no alineados en mem.) Cargar y ejecutar en el simulador SPIM el siguiente programa. Estudiar las funciones que realiza el código, fijándose en particular en la funcionalidad de cada sección de código. # Pr áct i cas ensambl ador MI PS # Est r uct ur a de Comput ador es. 2º I TI S CUM- UEX 2004/ 2005 # Ej er ci ci o 6 . dat a X: . wor d 5 Y: . byt e 3 Z: . wor d 6 s: . asci i z " Hol a\ n" a: . wor d 10, 3, 5, 2, 6 #- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - # . t ext . gl obl mai n mai n: #- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - # Voy a l eer en un r egi st r o un el ement o # del ar r ay " a" , el el ement o a[ 2] l i $s0, 2 # i =2 : Í ndi ce del el ement o del ar r ay " a" l a $s1, a # p=&a[ 0] =a, di r ecci ón base del ar r ay " a" mul $t 0, $s0, 4 # $t 0 t i ene el despl azami ent o ( en byt es) # del el ement o a[ i ] del ar r ay add $t 1, $s1, $t 0 # $t 1=p+4*i $t 1 t i ene l a di r ecci ón del # el ement o a[ i ] del ar r ay l w $t 2, 0( $t 1) # $t 2 t i ene el el ement o a[ i ] l w $s0, X # Los dat os et i quet ados con X, Y, Z no est án l b $s1, Y # al i neados. Par a poder car gar l os en l os l w $s2, Z # r egi st r os, usamos l a i nst r ucci ón " l w" # cuando es una pal abr a y " l b" si es un byt e #- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - # Fi n del pr ogr ama l i $v0, 10 syscal l Ejercicio 7: (Aplicación entrada/salida y manipulación array de datos) a) Realizar un programa en ensamblador del MIPS que cargue en un array de datos en memoria los siguientes enteros: 6, 8, 10, 12. A continuación el programa debe leer un entero de consola, guardarlo en la posición 1 del array machacando el dato existente (8) y escribir en consola todos los elementos del array. b) Modificar el programa para que escriba en consola los elementos del array cada uno en una línea diferente. 4