/ ! \ Часть из материала не является первоисточником. Это перевод соответствующего англоязычного гайда. Автор: Тернавский Константин Евгеньевич, группа Р3106
ТО, ЧТО ВЫ ВИДИТЕ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ПОЛНОЦЕННОЙ ЗАМЕНОЙ МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ! ПОЖАЛУЙСТА, НЕ ИГНОРИРУЙТЕ МЕТОДИЧКУ
Загляните в оригинальный репозиторий: https://github.com/owl-from-hogvarts/OPD-guide
Вы можете найти примеры отчетов которые по крайней мере были приняты преподавателем в папке с отчетами.
БЭВМ-NG может быть запущено в разных режимах:
gui-- стандартный режим (GUI)cli-- режим командной строкиdecoder-- дамп стандартной микропрограммы (микрокомманд) в терминалnightmare-- натурально ночной кошмар, не запускайте ее в этом режиме, иначе получите психологическую травмуdual-- запускает БЭВМ сразу в двух режимах:guiиcliодновременно (рекомендуется к запуску для трассировки)
Чтобы указать режим запуска БЭВМ определите флаг -Dmode=mode_name, заменив mode_name на название одного из режимов выше. Например:
java -jar -Dmode=dual bcomp-ng.jar
Ассемблерный код может быть написан как в стороннем текстовом редакторе (VScode/Vi Improved), так и в режиме cli БЭВМ-NG.
В основном, строчка ассемблерного кода выглядит так, как показано ниже:
[МЕТКА:] МНЕМОНИКА АРГУМЕНТ
Note: квадратные скобки означают, что данная часть не является обязательнй. Для просмотра полного свода правил синтаксиса ассемблера взгляните на страницу 51 методических указаний
Метки нужны, чтобы указывать на определенное место в памяти. Больше информации в разделе адресация.
Вот несколько специальных комманд которые могут оказаться удобными:
| Команда | Описание |
|---|---|
org ADDRESS |
Указывает компилятору разместить следующее значение (значение переменной/код команды) в ячейке по адресу ADDRESS. Последующие значения будут размещены после адреса ADDRESS друг за другом. |
word 0x0000,0xffa4,0xfa |
Указывает прямое шестнадцатеричное число по указанному адресу (в формате "как есть"). ? это 0x0000 в данном контексте 0x15 эквивалентен 0x0015 |
Note: регистр символов не имеет значения; все перечисленные значения: 0xfA51, 0xFF, 0xac допустимы.
Данные специальные комманды не представлены в интерпретаторе БЭВМ. Они предназначены для помощи в написании ассемблерного кода.
Простой пример ассемблерного кода:
org 0x04f
VAR1: word 0x45a9
START: add 0xf
sub VAR1Здесь 0x45a9 (VAR1) будет размещен в памяти как есть по адресу 0x04f; add 0xf (400F) по адресу 0x050 и так далее.
БЭВМ имеет дополнительный параметр для загрузки с кодом: -Dcode=file где file это любой валидный путь к текущему файлу:
foobar.asm, ./keklol, /home/foo/kek -- все перечисленные вариации валидны.
Note: расширение .asm опционально и не требуется. Файл может иметь любое допустимое вашей OS имя.
Итак, чтобы загрузить некий ассемблерный код и провести его трассировку, вам нужно запустить БЭВМ следующим образом:
java -jar -Dmode=dual -Dcode=main.asm bcomp-ng.jar
CLI это довольно крутая модификация. Наконец-то вы можете писать 16-ричные машинные коды. Серьезно, просто напишите это:
ffae
Это установит ваш Input Register значением, которое вы написали. (И даже не нужен кастомный джарник)
Далее, вы можете написать:
a
и текущее значение Input Register будет загружено в командный регистр IP (аналог нажатия кнопки (F4) Ввод адреса в gui модификации).
Для полного списка команд вам пригодится стандартная запись help в консоли (кричите о помощи).
Вместо машинных команд вы также можете написать ассемблерный код прямо в БЭВМ:
asm
Введите текст программы. Для окончания введите END
add 0xff
sub (0xf1)
end
Запустите БЭВМ в режиме dual и загрузите в него ваш .asm файл, как это было описано в этой секции.
Чтобы увидеть прелестную таблицу в вашем терминале, нажмите (F8) Продолжение кнопку в GUI. Вы увидите, как таблица сама собой появлятся в терминале.
После успешного выполнения программы:
- Скопируйте таблицу из терминала.
- Вставьте ее в сырой текстовый файл, например
text.txt. - Замените все пробелы (
,). - Переименуйте расширение файла на csv:
text.csv. - Откройте файл в Microsoft Excel / Libreoffice Calc или ином процессоре таблиц.
- Скопируйте таблицу из процессора таблиц в программу, где пишется ваш отчет (Microsoft Word / Libreoffice Writer)
- Не забывайте оформить заголовок таблицы в соответствии с ГОСТ 7.32 (задушнил.....)
Когда вы видите что-то наподобии этого в вашем машинном коде 2EF5 во втором символе (в данном случае E) - это отвечает за так называемый режим адресации. Взгляните на таблицу ниже (L отвечает за Label - метку):
| Машинный код | Имя | Нотация | Пример | Описание |
|---|---|---|---|---|
| 0x0-0x7 | Прямая абсолютная | add $L add ADDR |
add $VAR1 add 0xf |
Добавляет число, взятое напрямую по адресу 0xf или из $VAR1 метки |
| 0xE (1110) | Прямая относительная | add L |
add VAR1 4EFE |
В ассемблере поддерживаются только метки! IP + 1 + OFFSET. Имейте в виду, что IP указывает на следующую команду. Поэтому мы и имеем + 1 в описании. Оффсет (смещение) может быть как положительным, так и отрицательным. Например, следующие коды 0x80, 0xfe обозначают отрицательное смещение. Давайте обозначимся, что команда 4EFE (add) имеет адресс 0x010. Соответственно, она указывает на адрес прямо за 4EFE (0xFE это отрицательное смещение = -2) т.е. 0x009. По этой логике 4EFF адресует сама к себе. |
| 0x8 (1000) | Косвенная относительная | add (L) |
add (VAR1) |
Работает как указатели в C/C++. Как будто мы говорим: Эй, посмотри в эту коробку! В ней можно найти бумажку в которой сказанно где же определенно можно найти то, что ты ищешь. add --(Косвенная относительная)--> VAR1 --(Абсолютная)--> value ПОДРОБНЕЕ СНИЗУ |
| 0xA (1010) | Косвенная относительная автоинкрементная постфиксная | add (L)+ |
add (VAR1)+ |
Тоже самое, что и выше описанное, но после загрузки абсолютного адреса в регистр, этот адрес увеличивается в ячейке памяти, где этот адрес хранится. AD = VAR1VAR1 += 1 VAR1 это указатель. Так, мы изменяем указатель. Да, мы безумцы, мы выполняем арифметику указателей =). |
| 0xB (1011) | Косвенная относительная автодекрементная префиксная | add -(L) |
add -(VAR1) |
VAR1 -= 1 AD = VAR1 Снова, мы меняем указатель, НЕ значение, на которое этот указатель ссылается |
| 0xC (1100) | Смещение относительно SP | add &N add (sp + N) |
add &0x4a add (sp + 0x4a) |
TODO |
| 0xF (1111) | Прямая загрузка | add #N |
add #0xff |
Загружает значение напрямую в AC. Только однобайтовое значение может быть загружено прямой загрузкой. Знак операнда расширится т.е. 0xfe станет 0xfffe и 0x7f станет 0x007f (значение 7го бита склонируется в 8й, 9й,.. 15й) |
Note: больше информации смотрите в методичке на странице 22 и на странице 32
Давайте возьмем следующий пример:
org 0x10 ; конкретно данная команда опциональна, которму что компилятор ассемблера БЭВМ по умолчанию помещает программу ровно по этому самому адресу
POINTER: word 0x15 ; абсолютный адрес операнда
LD (POINTER)
org 0x15
word 0x45a9 ; нужный нам операндЗдесь, LD (POINTER) LD в памяти будет выглядеть следующим образом: 0xA8FE.
A отвечает за код операции команды LD, 8 описывает, что режим адресации этой команды косвенная относительная
и FE это оффсет/смещение. Поскольку оффсет интерпретируется как знаковое число, FE означает (-2).
Как вы можете помнить, IP уже инкрементирован (это происходило в цикле выборки команды) поэтому в данный момент он адресует на 0x11 + 0x1 = 0x12.
Поэтому LD будет смотреть в значение по адресу 0x12 - 0x2 = 0x10. Значение этой ячейки будет рассмотрено/интерпретировано как абсолютный адрес (а в нашем случае там 0x15)
того, где же находится наш операнд. Так, значение по адресу 0x15 (которое в нашем примере 0x45A9) будет загружено в Регистр общего назначения AC.
Note: [0, 2] означает промежуток от 0 до 2 включая концы
| Стадия исполнения | Кол-во доступов к памяти |
|---|---|
| Цикл выборки команды | 1 |
| Цикл выборки адреса | [0, 2] |
| Цикл выборки операнда | 1 |
| Цикл исполнения | [0, 1] |
| Цикл прерывания | TODO |
Note: Выборка операнда пропускается для всех команд, которые имеют 1 в 14 бите кода команды:
Для примера 0100 0000 0000 0000 здесь 14 бит подсвечен и установлен в 1
P.S. Помогите улучшить этот перевод! Загляните в оригинальный репозиторий и помогите с помощью запросов на вытягивание.