Upgrade to Pro — share decks privately, control downloads, hide ads and more …

系統程式 第 3 章 -- 組合語言

陳鍾誠
April 14, 2022

系統程式 第 3 章 -- 組合語言

陳鍾誠

April 14, 2022
Tweet

More Decks by 陳鍾誠

Other Decks in Education

Transcript

  1. 第 3 章、組合語言  3.1 基本範例  3.2 陣列存取 

    3.3 副程式呼叫  3.4 進階語法  3.5 實務案例:IA32 的組合語言
  2. 指令 CALL [0x30] 的執行過程 (1) PC=PC + 4; 在指令擷取之後 PC

    從 28 變為 2C。 (2) LR = PC; 將 PC 存入到連結暫存器 LR 中。 (3) PC=PC + 30 記憶體 =CALL [0x30] 2B 00 00 30 ALU (加法運算) 暫存器 IR = 2B 00 00 30 (CALL [0x30]) PC = 00 00 00 2C 00 00 00 5C (3) LR = 00 00 00 2C (2) (1) 0028 002C 005C 圖 3.1 指令CALL [0x30] 的執行過程
  3. 指令 RET 的執行過程 記憶體 0028 CALL [0x30] 2B 00 00

    30 PC=0070 ALU (加法器…) 暫存器 IR = 2C 00 00 00 (RET) PC =00 00 00 70 LR = 00 00 00 2C 將 LR 放回 PC 2C 00 00 00 PC=002C … RET … 圖 3.2 指令RET 的執行過程
  4. 多層次的副程式呼叫  參數的傳遞方法– 使用堆疊  避免上下層函數用到同一個暫存器,所產生的覆蓋現象。  將 LR 儲存到堆疊中,以免在下一層

    CALL 返回位址被覆蓋掉。 f1: POP R2 取得堆疊中的參數 PUSH LR 保存 LR ST R2, t LD R3, pt PUSH R3 CALL f2 ST R1, b ADD R1, R1, R1 POP LR 恢復 LR RET 返回 t: RESW 1 b: RESW 1 pt: WORD t int f1(int t) { int b = f2(&t); return b+b; } 範例 3.12 的片段
  5. 3.4 進階語法  定址範圍的問題  初始值  Literal : 值接將常數嵌入到指令中

     假指令  LTORG : 以 LTORG 提早展開 Literal  EQU : 符號定義  ORG : 重設位址  運算式  分段
  6. 使用 EQU 模擬 struct 結構  在範例 3.18 (a) 中,我們將

     name 定義為 person 的位址  age 定義為 person 的位址 + 20  因而模擬了類似 3.18 (b) 當中的功能。
  7. 3.5 實務案例:IA32 的組合語言  IA32 是目前 IBM PC 上最常用的處理器 

    IBM PC 的組合語言相當複雜,尤其是輸出入部分  使用 BIOS 中斷進行輸出入  使用 DOS 中斷呼叫進行輸出入  使用 Windows 系統呼叫進行輸出入  為了避開輸出入的問題,在本節中, 我們將採用  C 與組合語言連結的方式
  8. IA32 的組譯器  在 IA32 處理器上, 目前常見的組譯器有  微軟的 MASM

    (採用 Intel 語法)  GNU 的 as 或 gcc (採用 AT&T 語法)  開放原始碼的 NASM (採用 Intel 語法)  在本節中,我們將使用 GNU 的 gcc 為開發工具  您可以選用  Dev C++ 中的 gcc – (Dev C++ 為本書的主要示範平台)  Cygwin 中的 gcc  Linux 平台中的 gcc
  9. 習題 1. 請寫出一個 CPU0 的組合語言程式,可以計算 a=b*3+c-d 的算式。 2. 請寫出一個 CPU0

    的組合語言副程式 swap,可以將暫存器 R1 與 R2 的內容 交換。 3. 請寫出一個 CPU0 的組合語言副程式 isPrime,可以判斷暫存器 R2當中的值 是否為質數,如果是就將 R1 設為 1 傳回,否則就將 R1 設為 0。 4. 請寫出一個 CPU0 的組合語言程式,可以計算出 2*2+4*4…+100*100 的結果, 並將結果儲存在變數 sum 當中。 5. 請以圖解的方式,說明在IA32處理器的 eax 暫存器中,為何會有 eax, ax, ah, al 等不同名稱,這些名稱代表的是哪個部分? 6. 請寫出一個 IA32 的組合語言副程式 swap,可以將暫存器 R1 與 R2 的內容交 換。 7. 請寫出一個 IA32 的組合語言副程式 isPrime,可以判斷暫存器 R2當中的值是 否為質數,如果是就將 R1 設為 1 傳回,否則就將 R1 設為 0。 8. 請撰寫一個 IA32 的組合語言程式,可以計算 2*2+4*4…+100*100 的結果後 傳回,然後仿照3.5.1節的作法,使用 GNU 的 gcc 編譯連結該程式,並且執 行看看結果是否正確。