Revisão Comp-Prog - Monitoria Comp Prog 2010 / FrontPage

Revisão Comp-Prog
Autor: Fernando de Mesentier Silva
CES
• Barramento de dados: 16 bits
• Barramento de endereços: 14 bits
• Memória: 2^14 * 16 bits = 32Kbytes
Registradores do CES
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•
RD -> Registrador de Dados (16 bits)
RE -> Registrador de Endereço (14 bits)
RI -> Registrador de Instrução (2 bits)
RP -> Registrador apontador de programa
(14 bits)
• RT -> Registrador de Trabalho (16 bits)
• RC* -> Registrador de Condição (1 bit)
*(armazena o vai-um do somador)
Formato da Instrução
Instruções
• Lê “End” -> Lê da Memória / Cód 00
• Esc “End” -> Escreve na Memória / Cód 01
• Sub “End” -> Subtrai (RT = [End] - RT) / Cód 10
• Task “End” -> Desvio condicional em relação ao
valor de RC / Cód 11
Codificação das Instruções
Esquema do CES
Ciclos de Instrução
• L/E/S -> 1º ciclo:
Encontra a próxima instrução
Dado é lido(L/S) ou escrito(E)
Dado lido/escrito é armazenado em RD
• L/E/S -> 2º ciclo:
Próxima instrução é lida da memória
Ao final do ciclo a instrução é copiada para RD, seu operando é
copiado para RE e o cód. Instrução é colocado em RI
*L/S -> valor produzido é armazenado em RT no final do ciclo.
*S -> vai-um é armazenado no RC no final do ciclo
Ciclos de Instrução
• No caso da instrução T, se o valor armazenando
no RC for um, essa instrução também será
executada em dois ciclos de relógio: No primeiro
é carregado o endereço de desvio para RP, e no
segundo ciclo segue como as outras instruções
• Se o valor armazenado no RC for zero, a
instrução T será executada em apenas um ciclo
de relógio.
MIPS
• 32 registradores de 32 bits cada
• 32 bits de endereço
• 8 bits por posição de memória
• Instruções de 32 bits
Tipos de palavras
• Byte = 8 bits
• Halfword = 2 bytes
• Word = 4 bytes
• Um caractere ocupa 1 byte na memória
• Um inteiro ocupa 1 word(4 bytes) na
memória
Endian
MIPS
x
Intel
Instruções Aritméticas
• add Dest, Op1, Op2
Dest = Op1 + Op2
Ex: add $s1, $s2, $s3 => $s1 = $s2 + $s3
addi $t0, $t1, 1 => $t0 = $t1 + 1
addu $s1, $t1, $t2 => $s1 = $t1 + $t2
*sem sinal*
• sub Dest, Op1, Op2
Instruções Lógicas
• and Dest, Op1, Op2
Dest = Op1 & Op2 *bit a bit
andi Dest, Op1, Imediato
• or Dest, Op1, Op2
• not Dest, Op1
Instruções Lógicas
• sll Dest, Op1, Imediato
Dest = Op1 << Imediato => equivalente a
multiplicar por 2^Imediato
• srl Dest, Op1, Imediato
Dest = Op1 >> Imediato => equivalente a dividir
por 2^Imediato
Instruções de carga
• lw Dest, Imediato(registrador)
Carrega o dado endereçado por [reg+imed], e salva
em Dest
• sw Fonte, Imediato(registrador)
Salva o valor dado por fonte na posição de memória
endereçada por [reg+imed]
Instruções de comparação
• slt Dest, Op1, Op2
*set on less than*
Dest = 0, Op1 >= Op2
Dest = 1, Op1 < Op2
• slti Dest, Op1, Imediato
• sltu Dest, Op1, Op2
• sltiu Dest, Op1, Imediato
Instruções de desvio
• beq Reg1, Reg2, Label
Desvia para Label, se Reg1 == Reg2
• bne Reg1, Reg2, Label
Desvia para Label, se Reg1 != Reg2
• j Label *
• jr Registrador *
*Desvio incondicional
Subrotinas
• $a0 - $a3 => registradores usados na
passagem de parâmetros
• $v0 e $v1 => registradores para os
valores de retorno
• $ra => registrador de endereço de retorno
Subrotinas
• jal Label
Desvia para a subrotina, e salva o endeço de
retorno em $ra
• jr $ra
Desvia de volta para o endereço de retorno
Subrotinas
• Cuidado! Quando temos subrotinas
aninhadas, o valor de retorno($ra) será
perdido a cada chamada de subrotina feita
em seqüência, por isso é importante que o
valor de retorno seja preservado(Melhor
solução é empilhar o mesmo).
Pilha
• $sp => registrador que aponta para o topo
da pilha
• $fp => frame pointer (serve ao mesmo uso
do EBP no intel)
• Manipulando o valor do registrador $sp é
possível simular as instruções PUSH e
POP
Codificação de Instruções
• Instruções costumam ser representadas
em binário ou hexadecimal
• Os nomes dos registradores são
convertidos pela tabela de registradores
• Cada instrução é mapeada conforme o
código dado na tabela de instruções
• Endereço de memória e constantes se
mantêm.
Tabela dos Registradores
•
Formato das Instruções
• Formato R => Instruções aritméticas
• Formato I => Instruções de transferências
de dados ou com valores imediatos
• Formato J => Instruções de desvio
Formato das Instruções
Formato R
•
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•
•
•
op => código da operação (em R = 000000)
rs => código do operador 1 (00000 em srl/sll)
rt => código do operador 2
shamt => quantidade de shift (00000 exceto para srl/sll)
funct => código da função
Exemplo
Exemplo
Formato I
•
•
•
•
op => código da operação
rs => valor do operando 1
rt => valor do operando 2(destino/fonte)
Constante / Endereço
Exemplo
Formato J
• op => código da operação
• Endereço => endereço do desvio
Endereçamento nas Instruções
• Instruções de formato J usam o endereçamento
absoluto.
• Instruções de formato I usam o endereçamento
relativo (a partir de PC)
• Cuidado! O MIPS multiplica por 4 o valor de
endereço da instrução, uma vez que cada
instrução ocupa 32 bits (4 posições de memória)
• Cuidado! A contagem do endereço relativo
começa a partir da instrução abaixo da
atual(porque o PC já está carregado com o
endereço da próxima instrução).
Exemplo
Instrução lui
Caracteres
• São representados pela tabela ASCII
• Ocupam 8 bits (1 espaço de memória)
• Variações de lw e sw para bytes:
lb e sb
- Trabalham com os 8 bits mais a direita
Strings
• São cadeias de caracteres
• Costumam ser representados em uma das
3 formas:
1) A primeira posição da string indica o tamanho dela
2) Uma variável que a acompanha guarda o tamanho da
string
3) Ultima posição da string é ocupada por um caractere
especial que marca o fim da string
Referência
Slides da professora Silvanna
GOOGLE