symbolsk maskinsprog

Symbolsk maskinsprog

Niveauer af abstrakte maskiner

Spørgsmål ...

Hvordan bruges asm-niveauet?

metode til programmering (i dag)

Hvordan stilles asm-niveauet tilrådighed?

oversættelse af symbolsk maskinsprogtil absolut maskinsprog (næste gang)

.method main // int main

.args 3 // ( int a, int b )

.define a = 1

.define b = 2 // { bipush 88 // Push object reference. iload a iload b invokevirtual min ireturn // return min ( a, b ); // }

.method min // int min

.args 3 // ( int a, int b ){

.define a = 1

.define b = 2

.locals 1 // int r;

.define r = 3

iload a // if ( a >= b ) iload b isub

// stack = a - b, ... ; a - b < 0 => a < b

iflt else

iload b // r = b; istore r goto end_if

else: // else iload a // r = a; istore r

end_if: iload r // return r; ireturn

// }

main index: 0method area: 40 bytes00 03 00 00 10 58 15 01 15 02 b6 00 01 ac 00 0300 01 15 01 15 02 64 9b 00 0a 15 02 36 03 a7 0007 15 01 36 03 15 03 acconstant pool: 2 words000000000000000e

Maskinsprog

Symbolsk maskinsprog



.define a = 1




.define a = 1

.define b = 2

.locals 1 // int r;

.define r = 3


// stack = a - b, ... ; a - b < 0 => a < b

iflt else




// }

Symbolsk maskinsprogSymbolske ordrer

1-1 afbildning mellem maskinordre og symbolsk maskinordre



.define a = 1




.define a = 1

.define b = 2

.locals 1 // int r;

.define r = 3


// stack = a - b, ... ; a - b < 0 => a < b

iflt else




// }

main index: 0method area: 40 bytes00 03 00 00 10 58 15 01 15 02 b6 00 01 ac 00 0300 01 15 01 15 02 64 9b 00 0a 15 02 36 03 a7 0007 15 01 36 03 15 03 acconstant pool: 2 words000000000000000e

Maskinsprog

Hvor finder du bipush 88 ?

?



.define a = 1




.define a = 1

.define b = 2

.locals 1 // int r;

.define r = 3


// stack = a - b, ... ; a - b < 0 => a < b

iflt else




// }


bipush, iload 1-1 afbildning

Direktiver/pseudoinstruktioner.define a=1 symbolsk konstant.method min metode start.args 3 antal argumenter.locals 1 antal lokale variable



.define a = 1




.define a = 1

.define b = 2

.locals 1 // int r;

.define r = 3


// stack = a - b, ... ; a - b < 0 => a < b

iflt else




// }




Labelselse:end_if:



.define a = 1




.define a = 1

.define b = 2

.locals 1 // int r;

.define r = 3


// stack = a - b, ... ; a - b < 0 => a < b

iflt else




// }




Labelselse:end_if:

Symbolske operandera, b, r symbolske konstantmin metodenavnelse, end_if label

Pentium symbolsk maskinsprog

.section .data # start of data sectiona: .long 42 # variable ab: .long 53 # variable bm: .long 0 # variable m

.section .text # start of text section

.globl _start # _start is a global symbol# specifying program start

_start: # int main (void) movl a, %eax # movl b, %ebx # cpml %eax, %ebx # compute b-a <= 0 and

# set eflags jle if # if (a >= b) jmp else

if: movl %eax, m # m = a jmp endif

# elseelse: movl %ebx, m # m = b

endif: movl m, %ebxmovl $1, %eaxint $0x80 # return m

Pentium symbolsk maskinsprog

.section .data # start of data sectiona: .long 42 # variable ab: .long 53 # variable bm: .long 0 # variable m

.section .text # start of text section

.globl _start # _start is a global symbol

# specifying program start

_start: # int main (void) movl a, %eax # movl b, %ebx # cpml %eax, %ebx # compute b-a <= 0 and

# set eflags jle if # if (a >= b) jmp else

if: movl %eax, m # m = a jmp endif

# elseelse: movl %ebx, m # m = b

endif: movl m, %ebx movl $1, %eax int $0x80 # return m

Symbolske ordrermovl, cpml, jle, ...

Direktiver.section.globl

Labels_start:if:

Symbolske operandera, b, m%eax, %ebx

Samme struktur som program i IJVM symbolsk maskinsprog

SCO figur 7.2

Forsk

ellige assemb

leres realiserin

g af N =

I + J

Symbolske maskinsprogAsm-niveauet realiseres af assembleren. Der kan sagtens være flere realiseringen ovenpå samme ISA-niveau ...



.define a = 1

.define b = 2

.locals 1 // int r;

.define r = 3

iload a // if ( a >= b ) iload b isub iflt else iload b // r = b; istore r goto end_ifelse: // else iload a // r = a; istore rend_if: iload r // return r; ireturn

// }

.def min[3,1] # int min

.eq a = 1

.eq b = 2

.eq r = 3

ld a # if ( a >= b ) ld b sub iflt else ld b # r = b; sto r jmp end_ifelse: # else ld a # r = a; sto rend_if: ld r # return r; ret

# }

Forskellige direktiver, symbolsk ordrenavne, ...



.define a = 1

.define b = 2 // { bipush 88 iload a iload b invokevirtual min ireturn // return min ( a, b ); // }.method min // int min.args 3 // ( int a, int b ){.define a = 1.define b = 2.locals 1 // int r;.define r = 3

iload a // if ( a >= b ) iload b isub iflt else iload b // r = b; istore r goto end_ifelse: // else iload a // r = a; istore rend_if: iload r // return r; ireturn // }

_main index_ 0

_method area_

00 0300 00

bipush 88iload 1iload 2invokevirtual 1ireturn

00 0300 01

iload 1iload 2isubiflt 10iload 2istore 3goto 7iload 1istore 3iload 3ireturn

_constant pool_

000000000000000e



.define a = 1



_main index_ 0

_method area_

00 0300 00

bipush 88iload 1iload 2invokevirtual 1ireturn

00 0300 01

iload 1iload 2isubiflt 10iload 2istore 3goto 7iload 1istore 3iload 3ireturn

_constant pool_

000000000000000e



.define a = 1



“Abstraktionsniveauet” i det symbolske maskinsprog bestemmes af assembleren ...

Et symbolsk maskinsprog til IJVM (dComNet-nr.2)

Programmering i symbolsk maskinsprog

... Effektive og maskinnære programmer, men besværligt ...

... skal bruges med omtanke ...

... programmering af ydre enheder, oversættere ...

Programmering i symbolsk maskinsprogint main(){ return gcd(2,3);}

int gcd(int x, int y){ while ( x != y ){ if ( x < y ) y = y - x; else x = x - y; } return x;}

... systematisk oversættelse af højniveau-konstruktioner ...

metoder med parameteroverførelsevariabel erklæringer med simple typerkontrol strukturer; if-then-else, while

beregning af betingelser og udtryk

dComNet-nr.1

Eksempel

int main(){ return gcd(2,3);}



.method gcd // int gcd

.args 3 // ( int x, int y)

.locals 0

.define x = 1

.define y = 2 // {

... // }

Metode

Metode – Ordning af parametre

Vigtigt at have en konvention for rækkefølgen!!

Caller's LVCaller's PC

xy

Link prt

SP

LV


yx

Link prt

SP

LV

+2+1

+2+1



.locals 0

.define x = 1

.define y = 2 // {... // }

Metode – Ordning af parametre

IJVM konvention



.locals 0

.define x = 1

.define y = 2 // {... // }


xy

Link prt

SP

LV


yx

Link prt

SP

LV

+2+1

+2+1


Metode


yx

Link prt

SP

LV

+2+1



.locals 0

.define x = 1

.define y = 2 // {

... // }

int imul(int a, int b){ int p;

p = 0; while ( a < 0 ){ a = a - 1; p = p + b; } return p;}

Sidemandsopgave


yx

Link prt

SP

LV

+2+1

??? // {

... // }

Over sæt


while: // while iload x iload y if_icmpeq end_while // ( x != y ) // { ...

goto while // }

end_while:

Kontrolstruktur / while-løkke



Sidemandsopgave

??? // {

... // }

Over sæt


iload x // if iload y isub// stack = x-y, x-y < 0 => ( x < y ) iflt then goto elsethen: // { ...

goto end_if // }else: // else ... // { // }end_if:

...

Kontrolstruktur / if-then-else


iload y iload x isub istore y // y = y - x;

iload x iload y isub istore x // x = x - y;

iload xireturn // return x;

Beregning af udtryk, variabletildeling og returnværdi



Sidemandsopgave

??? // {

... // }

Over sæt

int main(){ return gcd(2,3);}

.method main // int main()

.args 1

.locals 0 //{// push object reference bipush 88// push arguments bipush 2 bipush 3 invokevirtual gcd ireturn // return gcd(2,3) // }

Metode og metodekald


yx

Link prt

SP

LV

+2+1

int main(){ return imul(2,3);}

???

Sidemandsopgave


ba

Link prt

SP

LV

+2+1Over

sæt

// Greatest common divisor.


.args 3 // ( int x. int y)

.define x = 1

.define y = 2// {

while: // while iload x iload y if_icmpeq end_while // ( x != y )

// { iload x // if iload y isub // stack = x-y, x-y < 0 => ( x < y ) iflt then goto elsethen: // { iload y iload x isub istore y // y = y - x; goto end_if // }else: // else iload x // { iload y isub istore x // x = x - y;

// }end_if: goto while // }end_while: iload x ireturn // return x;

// }.method main bipush 88 bipush 2 bipush 3 invokevirtual gcd ireturn // return gcd(2,3)

ijvm-asm gcd.j gcd.bc

ijvm gcd.bc

gcd.j

oversættes til

fortolkes af

IJVM maskine

main index: 1method area: 59 bytes00 03 00 00 15 01 15 02 9f 00 22 15 01 15 02 649b 00 06 a7 00 0d 15 02 15 01 64 36 02 a7 00 0a15 01 15 02 64 36 01 a7 ff dd 15 01 ac 00 01 0000 10 58 10 02 10 03 b6 00 00 acconstant pool: 2 words000000000000002d

IJVM Trace of gcd.bc

stack = 0, 1, 18 1:bipush 88 [10 58] stack = 88, 0, 1, 18 2:bipush 2 [10 02] stack = 2, 88, 0, 1, 18 3:bipush 3 [10 03] stack = 3, 2, 88, 0, 1, 18 4:invokevirtual 0 [b6 00 00] stack = 17, 58, 3, 2, 23, 0, 1, 18 5:iload 1 [15 01] stack = 2, 17, 58, 3, 2, 23, 0, 1 6:iload 2 [15 02] stack = 2, 2, 17, 58, 3, 2, 23, 0 7:if_icmpeq 34 [9f 00 22] stack = 17, 58, 3, 2, 23, 0, 1, 18 8:iload 1 [15 01] stack = 2, 17, 58, 3, 2, 23, 0, 1 9:iload 2 [15 02] stack = 3, 2, 17, 58, 3, 2, 23, 010:isub [64] stack = -1, 17, 58, 3, 2, 23, 0, 111:iflt 6 [9b 00 06] stack = 17, 58, 3, 2, 23, 0, 1, 1812:iload 2 [15 02] stack = 3, 17, 58, 3, 2, 23, 0, 113:iload 1 [15 01] stack = 2, 3, 17, 58, 3, 2, 23, 014:isub [64] stack = 1, 17, 58, 3, 2, 23, 0, 115:istore 2 [36 02] stack = 1, 17, 58, 1, 2, 23, 0, 1, 1816:goto 10 [a7 00 0a] stack = 17, 58, 1, 2, 23, 0, 1, 1817:goto -35 [a7 ff dd] stack = 17, 58, 1, 2, 23, 0, 1, 1818:iload 1 [15 01] stack = 2, 17, 58, 1, 2, 23, 0, 119:iload 2 [15 02] stack = 1, 2, 17, 58, 1, 2, 23, 020:if_icmpeq 34 [9f 00 22] stack = 17, 58, 1, 2, 23, 0, 1, 1821:iload 1 [15 01] stack = 2, 17, 58, 1, 2, 23, 0, 122:iload 2 [15 02] stack = 1, 2, 17, 58, 1, 2, 23, 023:isub [64] stack = -1, 17, 58, 1, 2, 23, 0, 124:iflt 6 [9b 00 06] stack = 17, 58, 1, 2, 23, 0, 1, 1825:goto 13 [a7 00 0d] stack = 17, 58, 1, 2, 23, 0, 1, 1826:iload 1 [15 01] stack = 2, 17, 58, 1, 2, 23, 0, 127:iload 2 [15 02] stack = 1, 2, 17, 58, 1, 2, 23, 028:isub [64] stack = 1, 17, 58, 1, 2, 23, 0, 129:istore 1 [36 01] stack = 17, 58, 1, 1, 23, 0, 1, 1830:goto -35 [a7 ff dd] stack = 17, 58, 1, 1, 23, 0, 1, 1831:iload 1 [15 01] stack = 1, 17, 58, 1, 1, 23, 0, 132:iload 2 [15 02] stack = 786, 1, 17, 58, 1, 1, 23, 033:if_icmpeq 34 [9f 00 22] stack = 17, 58, 1, 1, 23, 0, 1, 1834:iload 1 [15 01] stack = 1, 17, 58, 1, 1, 23, 0, 135:ireturn [ac] stack = 1, 0, 1, 1836:ireturn [ac] stack = 1

Diskutér m

ed din sidemandd: D

er er fire fejl på stakken – hvilke og hvad er det rigtige?

ijvm gcd.bc

Afprøvning af programmer

Ekstern afprøvning

Sammenlign et af programmet beregnet resultat med kendt og korrekt resultat ...

Intern afprøvning

Alle dele af programmet skal være gennemløbet og alle betingede hop skal være afviklet med betingelsen opfyldt og ikke opfyldt ...

Arbejdsgang ...

Evt. optimeringer foretages altid på et korrekt program ...

Tag udgangspunkt i et C/java program

Oversæt systematisk til symbolsk maskinsprog

Kommenter med C/java programmet

Afprøv programmet eksternt og internt

symbolsk maskinsprog

Documents