Software Básico

Silvio Fernandes2009.1

Universidade Federal Rural do Semi-ÁridoDepartamento de Ciências Ambientais

Ciência da Computação

Aula 06: Funções Básicas dos Assemblers

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Assemblers• Existem algumas funções essenciais que todos os

assemblers devem executar, como a tradução dos mnemônicos de código de operações nos seus equivalentes em linguagem de máquina, e a designação de endereços de máquina aos labels simbólicos utilizados pelo programador

• Se avançarmos em um nível mais baixo, as características e o projeto de um assembler passarão a depender fortemente da linguagem-fonte que ele traduz e da linguagem de máquina que ele produz

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Assemblers

• Utilizaremos um programa exemplo para estudar essas características

• O número das linhas servem apenas como referência

• O endereçamento indexado é indicado pela inclusão do modificador “X”

• Linhas com “.” são linhas de comentário

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Assemblers

• Utilizaremos as seguintes diretivas do assembler:– START: especifica o nome e o endereço inicial do

programa– END: indica o fim do programa-fonte e (opcionalmente)

especifica a primeira instrução executável do programa– BYTE: gera uma constante alfanumérica ou hexadecimal,

ocupando tantos bytes necessários– WORD: gera uma cte. Inteira de uma palavra– RESB: reserva o no. indicado de bytes para uma área de

dados– RESW: reserva o no. indicado de palavras para uma área

de dados

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Assemblers

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Assemblers

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Assemblers

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Assemblers• A rotina principal lê registros de um dispositivo

de entrada (cód. F1) e os copia para um dispositivo de saída (cód. 05). Chama uma sub-rotina RDREC para ler um arquivo e armazená-lo num buffer, e a sub-rotina WRREC que transfere o registro do buffer para o dispositivo de saída

• O fim de cada registro é indicado por um caracter nulo (hexadecimal 00)

• O fim do arquivo será indicado por um registro de comprimento 0, que será informado pelo programa através do cód. de fim de arquivo (EOF)

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Um assemblers simples para o SIC

• A figura a seguir mostra o programa anterior acompanhado do código-objeto de cada instrução

• A coluna Pos. fornece o endereço (em hexa) de cada parte do programa montado

• A tradução do programa-fonte em código-objeto nos obriga a executar as seguintes funções (mas não necessariamente nesta ordem):

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Um assemblers simples para o SIC

1. Converter os mnemônicos nos equivalentes em ling. de máquina. Ex: STL para 14 (l. 10)

2. Converter operandos simbólicos em end. Máquina. Ex: RETADR para 1033 (l. 10)

3. Montar as inst. de máq. no formato correto4. Converter constante nas representações

internas. EX: EOF para 45F46 (l. 80)5. Escrever o programa-objeto e sua listagem

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Um assemblers simples para o SIC• Todas as funções, exceto a 2, podem ser

executadas com facilidade• Por isso a maioria dos assemblers faz 2

passagens pelo programa-fonte• O assembler também tem que processar as

diretivas do assembler que não são instruções de máquina, elas atuam sobre o próprio assembler

• Por fim, o assembler tem que gravar o código-objeto em algum dispositivo de saída para ser carregado na memória antes de ser executado

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Um assemblers simples para o SIC

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Um assemblers simples para o SIC

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Um assemblers simples para o SIC

• O formato simples do programa-objeto tem 3 registros: Header (cabeçalho), Texto e End (Fim)

– Header: contém o nome do programa, o endereço inicial e o tamanho

– Texto: contém as instruções traduzidas e os dados do programa, com os endereços onde devem ser carregados

– Fim: assinala o final do programa-objeto e especifica o endereço do programa onde a execução deve ser iniciada

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Um assemblers simples para o SIC

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Um assemblers simples para o SIC

• Na figura o símbolo ^ é usado para separar os campos visualmente mas não aparecem no programa-objeto

• Funções do nosso assembler– Passagem 1 (define os símbolos)

1. Associa endereços a todas as instruções2. Guarda os valores (endereços) associados aos labels3. Executa parte do processamento das diretivas do

assembler

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Um assemblers simples para o SIC

• Funções do nosso assembler– Passagem 2 (monta as instruções e gera o

programa-fonte)1. Monta as instruções (traduzindo os cód. de operação

e procurando os endereços)2. Gera os valore de dados definidos por BYTE, WORD...3. Processa as diretiva não tratadas na 1ª passagem4. Escreve o programa-objeto e a listagem definitiva do

programa

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As tabelas e a lógica do assembler

• Nosso assembler simples usa 2 tabelas– OPTAB (Tabela de Código de Operação)

• Localiza os mnemônicos dos códigos de operação e os traduz em código equivalente na ling. máquina

– SYMTAB (Tabela de Símbolos)• Armazena os valores (endereços) atribuídos aos labels

• Variável LOCCTR (Contador de Posições)– Inicializada com o endereço inicial (START), auxilia na

designação de endereços– O tamanho da instrução processada é somado a

LOCCTR

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As tabelas e a lógica do assembler

• OPTAB costuma ser organizada como uma hash table tendo o mnemônico como chave

• Normalmente OPTAB é uma tabela estática• A SYMTAB contém o nome e o endereço de

cada label, juntamente com flags que indicam condições de erro. Também pode conter informações sobre tipo, tamanho das áreas de dados ou das instruções associadas aos labels

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As tabelas e a lógica do assembler• SYMTAB também é organizada em uma hash

para tornar mais eficiente a inclusão e recuperação de dados

• É importante que a função hashing escolhida funcione bem com chaves não aleatórias (LOOP1, LOOP2, LOOPA...)

• Geralmente a 1ª passagem cria um arquivo intermediário contendo todas as instruções originais juntamente com os endereços associados a cada uma, os indicadores de erro, etc, que serve de entrada para a 2ª passagem

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Algoritmo para a Passagem 1

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Algoritmo para a Passagem 2

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Referências

• Leland L Beck.. “Desenvolvimento de software básico”. 2ª ed. Rio de Janeiro: Campus, 1993. 525p.

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