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1  Les commentaires commencent par le symbole # et se terminent à la fin de la

1  Les commentaires commencent par le symbole # et se terminent à la fin de la ligne.  Un identificateur est une séquence de caractères alphanumériques, de soulignés (_) et de points (.), qui ne commence pas par un chiffre.  Les codes opération d'instruction sont des mots réservés qui ne peuvent pas être utilisés comme identificateurs.  Les étiquettes sont déclarées en les plaçant au début d'une ligne et en les faisant suivre du symbole (:).  Les nombres sont en base 10 par défaut. S'ils sont précédés de 0x ils sont interprétés comme hexadécimaux.  Les chaînes de caractères sont encadrées par des doubles apostrophes (").  Certains caractères spéciaux dans les chaînes de caractères suivent la convention C :  Retour-chariot : \n  Tabulation : \t  Guillemet : \" .ascii str Enregistre en mémoire la chaîne de caractères str, mais ne la termine pas par un caractère nul. .asciiz str Enregistre en mémoire la chaîne de caractères str et la termine par un caractère nul. .data<@> Les éléments qui suivent sont enregistrés dans le segment de données. Si l'argument optionnel @ est présent, les éléments qui suivent sont enregistrés à partir de l'adresse @. .byte b1; : : : ;bn Enregistre les n valeurs dans des octets consécutifs en mémoire. .word w1; : : : ;wn Enregistre les n quantités 32 bits dans des mots consécutifs en mémoire. .float f1; : : : ;fn Enregistre les n nombres flottants simples précision dans des emplacements mémoire consécutifs. .text <@> Les éléments qui suivent sont placés dans le segment de texte de l'utilisateur. Dans SPIM, ces éléments ne peuvent être que des instructions ou des mots. Si l'argument optionnel @ est présent, les éléments qui suivent sont enregistrés à partir de l'adresse @. .globl sym Déclare que le symbole sym est global et que l'on peut y faire référence à partir d'autres fichiers. Il existe 32 registres de 32 bits numérotés $0; : : : ; $31. Les registres peuvent être accédés soit par leur numéro soit par leur nom. 2 Nom Numéro du registre Description $zero 0 Constante 0 $at 1 Réservé à l'assembleur $v0,$v1 2-3 Évaluation d'une expression et résultats d'une fonction $a0,: : :,$a3 4-7 Arguments de sous-programmes $t0,: : :,$t7 8-15 Valeurs temporaires (non préservées) $s0,: : :,$s7 16-23 Valeurs temporaires (préservées) $t8,$t9 24-25 Valeurs temporaires (non préservées) $k0,$k1 26-27 Réservé pour les interruptions (i.e., système d'exploitation) $gp 28 Pointeur global $sp 29 Pointeur de pile $fp 30 Pointeur de bloc $ra 31 Adresse de retour  Par convention, lors de l'appel de procédure, les registres $t0,: : :,$t9 sont sauvegardés par l'appelant et peuvent donc être utilisés sans problème par l'appelé. Les registres $s0,: : :,$s7 doivent quant à eux être sauvegardés et restitués exact par l'appelé.  La pile croit des adresses hautes vers les adresses basses : on soustrait à $sp pour allouer de l'espace dans la pile, on ajoute à $sp pour rendre de l'espace dans la pile.  Les déplacements dans la pile se font sur des mots mémoire entiers (multiples de quatre octets).  Lors du passage de passage de paramètres : tout paramètre plus petit que 32 bits est automatiquement promu sur 32 bits.  Les quatre premiers paramètres sont passés par les registres $a0,: : :,$a3. Les paramètres supplémentaires sont passés dans la pile.  Toute valeur de format inférieur ou égal à 32 bits est retournée par le registre $v0 (sur 64 bits $v1 est utilisé avec $v0). 3 QtSpim est logiciel de simulateur qui exécute des programmes en assembleur MIPS. L’interface QtSpim contient : 1. Une partie pour les registres «Registers», qui affiche le contenu de tous les registres entiers 2. Un segment de texte «Text Segment», qui affiche les instructions MIPS chargées en mémoire pour être exécutées. De gauche à droite, l'adresse mémoire de l'instruction, l’instruction en hexadécimal, les instructions MIPS réelles, l'assembleur MIPS que vous avez écrit ainsi que les commentaires. 3. Un segment de texte «Data Segment», qui affiche les données et leurs valeurs dans les segments de données et la pile en mémoire. 4. La « Console » information répertorie les actions effectuées par le simulateur. Pour une meilleure lisibilité, décochez tout ce qui correspond à Kernel dans les menus Text Segment et Data Segment, et décochez FP Registers dans le menu Window. Par un clic droit sur un registre ou une adresse mémoire, vous pouvez modifier son contenu dynamiquement. Pour exécuter le programme dans QtSpim, nous devons suivre les étapes suivantes : 1. Utiliser un éditeur de texte pour créer un programme (par exemple Bloc-notes, Sublime, NotePad,…) 2. Le fichier contenant le programme doit avoir l’extension (le suffixe) ‘’.s‘’. 3. Utiliser le menu File--->Reinitialize and Load File pour charger le programme en mémoire. Le simulateur inclut un programme d’assemblage, qui effectue l’encodage en binaire et la traduction des pseudo-instructions et des labels. Il vérifie la correction syntaxique du programme. Si le programme est incorrect, une fenêtre signalant la première erreur s’affiche et le programme ne peut pas être chargé. 4. Exécuter le programme, suivant l’une des deux méthodes suivantes : a) Run (ou touche F5) - toutes les instructions seront exécutées b) Step (ou touche F10) - exécution pas à pas. 5. Pour modifier le programme, il faut : a) Revenir dans un éditeur de texte, b) Effectuer les modifications, c) Recharger le programme.  La section « .data », contient les déclarations de données, c.-à-d. les données globales manipulées par le programme utilisateur. Elle est implantée conventionnellement à l’adresse 0x10000000. Sa taille est fixe et calculée lors de l’assemblage. Les valeurs contenues dans cette section peuvent être initialisées grâce à des directives contenues dans le programme source en langage d’assemblage ;  La section « .text », (code du programme) contient le code exécutable en mode utilisateur. Elle est implantée conventionnellement à l’adresse 0x00400000. Sa taille est fixe et calculée lors de 4 l’assemblage. La principale tâche de l’assembleur consiste à générer le code binaire correspondant au programme source décrit en langage d’assemblage, qui sera chargé dans cette section ;  « main », début du programme.  Pour sortir du programme MIPS, on fait un appel system « li $v0,10 syscall ».  Les commentaires permettent de donner plus d’explication sur le code. Ils commencent par un « # » ou un « ; ». Exemple d’un simple programme MIPS Les données (constantes et variables) doivent être déclarées dans la section « .data ». Les données doivent commencer par une lettre et peuvent contenir des lettres, des chiffres et/ou des caractères spéciaux. Le format général de la déclaration d’une donnée est le suivant : <Nom de la variable> <type de la donnée> <valeur initiale> Exemple de déclaration de données Les données en Mips sont de différents types : Déclaration Description .byte Variables à 8 bits .half Variables à 16 bits .word Variables à 32 bits .ascii Chaine ASCII .asciiz Chaine ASCII terminée par un zéro .float Nombre réel à 32 bits .double Nombre réel à 64 bits .space <n> Espace mémoire à n bytes non initialisé 5 lw dest, offset(base) Le MIPS propose trois types principaux d’instructions :  Les instructions de transfert entre registres et mémoire ;  Les instructions de calcul ;  Les instructions de saut. Seules les premières permettent d’accéder à la mémoire ; les autres opèrent uniquement sur les registres. 1. Instruction de transfert  Lecture (load word): On ajoute la constante (de 16 bits) offset à l’adresse contenue dans le registre base pour obtenir une nouvelle adresse ; le mot stocké à cette adresse est alors transféré vers le registre dest. On a également: lb (load byte), lbu (load byte unisgned), lh (load half), lhu (load half unisgned).  Ecriture (store word): sw source , offset(base) On ajoute la constante (de 16 bits) offset à l’adresse contenue dans le registre base pour obtenir une nouvelle adresse ; le mot stocké dans le registre source est alors transféré vers cette adresse. On a également: sb (store byte), sh (store half). 2. Instruction de calcul Ces instructions lisent la valeur de 0, 1 ou 2 registres dits arguments, effectuent un calcul, puis écrivent le résultat dans un registre dit destination. Un même registre peut figurer plusieurs fois parmi les arguments et destination. - Les instructions de calcul nullaires  Ecriture d’une constante (Load Immediate): li dest, constant Produit la constante constant. On a également : la (load adrdess). - Les instructions de calcul unaires  Addition d’une constante (Add Immediate): addi dest, source, constant Produit la somme de la constante (de 16 bits) constant et du contenu du registre source.  Déplacement (Move): move dest, source Produit le contenu du registre source. Cas particulier de addi!  Négation (Negate): neg dest, source Produit l’opposé du contenu du registre source. Cas particulier de sub! 6 add dest, source1, source2 - Les instructions de calcul binaires  Addition (Add): Produit la somme des contenus des registres source1 et source2. On a également : uploads/Industriel/ manuel-mips.pdf