arialblack14/Learn-Assembly

Learn Assembly Language and Program a MIPS Computer Architecture DIT UOI

Learn Assembly

Τμήμα Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Εργαστήριο - 3ο Εξάμηνο

Κωνσταντίνος Σακκάς

Copyright © 2020 Κωνσταντίνος Σακκάς. Με την επιφύλαξη παντός δικαιώματος

---

Assembly Mips - Παραδείγματα

• Hello World!
• Άμεση Πρόσθεση
• Πρόσθεση δύο αριθμών απο τον χρήστη
• Επαναληπτικό Αθροισμα
• Παράδειγμα με IF
• Παράδειγμα με FOR
• Παράδειγμα με While
• Παράδειγμα πολλαπλασιαμό
• Σύνθετο παράδειγμα Πρόσθεσης
• Η εντολή jal
• Έλεγχος Παλίνδρομου Αριθμού

2η Εργασία Εξαμήνου

• Άμεση πρόσθεση
• Άμεση πρόσθεση δεκαδικού αριθμού στην ίδια μεταβλητή
• Άμεση αρχικοποίηση αριθμού με 0
• Άμεση πρόσθεση δεκαδικού αριθμού σε διαφορετική μεταβλητή
• Άμεση πρόσθεση του 0 σε μεταβλητές

Εισαγωγή στην Assembly

• Δήλωση μεταβλητών
• Πρόσθεση (δύο μεταβλητές)
• Πρόσθεση (περισσότερες μεταβλητές)
• Αφαίρεση (δύο μεταβλητές)
• Αφαίρεση (περισσότερες μεταβλητές)
• Πολλαπλασιασμός
• Διαίρεση
• Συνδυασμός πράξεων

Assembly

• Πράξεις με $
• Φόρτωση δεδομένων
• Φόρτωση δεδομένων με offset
• Αποθήκευση δεδομένων
• Φόρτωση και Αποθήκευση δεδομένων
• Σταθερές μεταβλητές
• Άμεση πρόσθεση
• Η σταθερά μηδέν (zero)

Εντολές στην Assembly (εκτός ύλης)

• Σύμβολα
• Η εντολή MOV (move)
• Η εντολή JMP (jump)
• Η εντολή FCB (Field Constant Byte)
• Η εντολή FDB (Field Double Byte)
• Η εντολή EQU (EQUate)
• Η εντολή DBNZ (Decrement & Branch if Not Zero)
• Η εντολή DBNZA (Decrement & Branch if Not Zero - Accumulator)
• Η εντολή DBNZX (Decrement & Branch if Not Zero - IndeX)
• Οι εντολές DEC, DECA, DECX
• Οι εντολές INC, INCA, INCX
• Οι εντολές BNE (Branch if Not Equal) BEQ (Branch if Equal)
• Οι εντολές JSR (Jump to SubRoutine) RTS (ReTurn from Subroutine)
• Οι εντολές BRSET (BRanch if n bit SET) BRSET (BRanch if n bit CLeaR)
• Η εντολή EOR (Exclusive OR)
• Η εντολή LDA (LoaD Accumulator)
• Η εντολή SΤA (STore Accumulator)
• Η εντολή LDX (LoaD IndeX)
• Η εντολή SΤX (STore IndeX)
• Η εντολή CLRX (CLeaR IndeX)
• Η εντολή CLRA (CLeaR Accumulator)
• Η εντολή CLR (CLeaR register)
• Η εντολή CMPX (CoMPare indeX)
• Η εντολή CMPΑ (CoMPare Αccumulator)
• Η εντολή BLS (Branch if Lower or Same)
• Η εντολή BLO (Branch if LOwer)
• Η εντολή BHS (Branch if Higher or Same)
• Η εντολή BHI (Branch if HIgher)

MIPS & Assembly

• Αριστερή λογική ολίσθηση
• Δεξιά λογική ολίσθηση
• Λογικό AND
• Λογικό OR
• Λογικό NOR - NOT
• ∆ιακλαδώσεις υπό συνθήκη - BRQ (διακλάδωση σε περίπτωση ισότητας)
• ∆ιακλαδώσεις υπό συνθήκη - BNE (διακλάδωση σε περίπτωση µη ισότητας)
• If - then - else
• Παράδειγμα με IF
• While
• Παράδειγμα με While
• Εντολή set-on-less-than
• Η For
• Προσηµασµένοι & Απρόσηµοι
• ∆ιαδικασίες στο MIPS
• Κλήση & επιστροφή
• ∆ιαδικασία-φύλλο (leaf)

Pseudo-instructions

In MIPS, some operations can be performed with help of other instructions. The most common operations are unified in pseudo-instructions — they can be coded in assembly language, and assembler will expand them to real instructions. The exact expansion is compiler-defined, but the result should be similar to ours:

Data moves

Name	Assembly syntax	Expansion	Operation in C
move	move $t, $s	or $t, $s, $zero	t = s
clear	clear $t	or $t, $zero, $zero	t = 0
load 16-bit immediate	li $t, C	ori $t, $zero, C_lo	t = C
load 32-bit immediate	li $t, C	lui $t, C_hi ori $t, $t, C_lo	t = C
load label address	la $t, A	lui $t, A_hi ori $t, $t, A_lo	t = A

Branches

Name	Assembly syntax	Expansion
branch unconditionally	b C	beq $zero, $zero, C
branch unconditionally and link	bal C	bgezal $zero, C
branch if greater than	bgt $s, $t, C	slt $at, $t, $s bne $at, $zero, C
branch if less than	blt $s, $t, C	slt $at, $s, $t bne $at, $zero, C
branch if greater than or equal	bge $s, $t, C	slt $at, $s, $t beq $at, $zero, C
branch if less than or equal	ble $s, $t, C	slt $at, $t, $s beq $at, $zero, C
branch if greater than unsigned	bgtu $s, $t, C	sltu $at, $t, $s bne $at, $zero, C
branch if zero	beqz $s, C	beq $s, $zero, C
branch if equal to immediate	beq $t, V, C	ori $at, $zero, V beq $t, $at, C
branch if not equal to immediate	bne $t, V, C	ori $at, $zero, V bne $t, $at, C

Multiplication/Division

Name	Assembly syntax	Expansion	Operation in C
multiplicate and return 32 bits	mul $d, $s, $t	mult $s, $t mflo $d	d = (s * t) & 0xFFFFFFFF
quotient	div $d, $s, $t	div $s, $t mflo $d	d = s / t
remainder	rem $d, $s, $t	div $s, $t mfhi $d	d = s % t

Jumps

Name	Assembly syntax	Expansion	Operation in C
jump register and link to ra	jalr $s	jalr $s, $ra	ra = PC + 4; goto s;

Logical operations

Name	Assembly syntax	Expansion	Operation in C
not	not $t, $s	nor $t, $s, $zero	t = ~s

No-operations

Name	Assembly syntax	Expansion	Operation in C
nop	nop	sll $zero, $zero, 0	{}

In fact, every MIPS instruction that has $zero as its destination and doesn't touch memory, access I/O system, and/or call a trap, can be treated as a nop; but using sll $zero, $zero, 0 is the most convenient because it's byte code is all-zeroes 0x00000000.

---

Should we implement pseudo-instructions

Since 2014/2015, all instructions are printed as real MIPS instructions in MIPT-MIPS. Unexpanded pseudo-instructions are left only in testing traces source files (.s files).