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David Bouchet – Architecture des ordinateurs – Info-Spé 2011/2012 T.D. 8 – Corr

David Bouchet – Architecture des ordinateurs – Info-Spé 2011/2012 T.D. 8 – Corrigé Codage machine des instructions Exercice 1 Pour chacune des instructions suivantes, vous indiquerez : • le mode d’adressage de chaque opérande ; • le code machine 68000 de l’instruction. 1. MOVE.L D0,D6 Mode d'adressage Source Dn Direct par registre de donnée Destination Dn Direct par registre de donnée Mot de 16 bits de l'instruction MOVE 0 0 SIZE DESTINATION SOURCE REGISTER MODE MODE REGISTER 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 MOVE .L D6 D0 Code machine complet en représentation hexadécimale : 2C00 2. MOVE.B (A1),$123456 Mode d'adressage Source (An) Indirect par registre d'adresse Destination (xxx).L Absolu long Mot de 16 bits de l'instruction MOVE 0 0 SIZE DESTINATION SOURCE REGISTER MODE MODE REGISTER 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 MOVE .B (xxx).L (A1) Information à ajouter pour la destination : (xxx).L = $00123456 Un adressage absolu long représente une adresse sur 32 bits non signés. Code machine complet en représentation hexadécimale : 13D1 0012 3456 T.D. 8 – Corrigé 1/7 David Bouchet – Architecture des ordinateurs – Info-Spé 2011/2012 3. ADD.W $2A(A5),D7 Mode d'adressage Source d16(An) Indirect par registre d'adresse avec déplacement Destination Dn Direct par registre de donnée Mot de 16 bits de l'instruction ADD 1 1 0 1 REGISTER OPMODE EFFECTIVE ADDRESS MODE REGISTER 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 ADD D7 .W <ea>,Dn d16(A5) Information à ajouter pour la source : d16 = $002A d16 représente un déplacement sur 16 bits signés. Code machine complet en représentation hexadécimale : DE6D 002A 4. ADDI.W #515,-$10(A5,D5.L) Mode d'adressage Source #<data> Immédiat Destination d8(An,Xn) Indirect par registre d'adresse avec déplacement et index Mot de 16 bits de l'instruction ADDI 0 0 0 0 0 1 1 0 SIZE EFFECTIVE ADDRESS MODE REGISTER 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 ADDI #<data> .W d8(A5,Xn) Information à ajouter pour la source : #<data> = #515 = #$0203 La taille de la donnée du mode d'adressage immédiat correspond à la taille de l'instruction. L'instruc- tion possède ici l'extension .W. La taille de la donnée est donc de 16 bits. Il y a deux informations à ajouter pour la destination : la valeur de d8 et la valeur de Xn. Ces deux in- formations doivent être contenues dans ce qui s'appelle le mot d'extension. La structure du mot d'ex- tension est présente dans le manuel de référence du 68000. T.D. 8 – Corrigé 2/7 David Bouchet – Architecture des ordinateurs – Info-Spé 2011/2012 Mot d'extension du 68000 D/A REGISTER W/L 0 0 0 DISPLACEMENT INTEGER 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 D5 .L d8 = -$10 ($F0 en complément à 2) Les 5 bits de poids fort du mot d'extension servent à identifier le registre Xn et les 8 bits de poids faible contiennent la valeur de d8. d8 est un déplacement codé sur 8 bits signés. Lorsque sa valeur est négative, il faut déterminer son complément à 2 afin d'obtenir les bits à positionner dans le champ du mot d'extension. La représentation hexadécimale du mot d'extension est : 58F0 Lorsque deux informations sont à ajouter (une pour la source et une pour la destination), il faut commencer par ajouter celle de la source puis enfin celle de la destination. Code machine complet en représentation hexadécimale : 0675 0203 58F0 5. CMPA.W (A7)+,A0 Mode d'adressage Source (An)+ Indirect par registre d'adresse avec postincrémentation Destination An Direct par registre d'adresse Mot de 16 bits de l'instruction CMPA 1 0 1 1 REGISTER OPMODE EFFECTIVE ADDRESS MODE REGISTER 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 CMPA A0 .W (A7)+ Code machine complet en représentation hexadécimale : B0DF 6. SUBI.L #$112233,$456 Mode d'adressage Source #<data> Immédiat Destination (xxx).L Absolu long T.D. 8 – Corrigé 3/7 David Bouchet – Architecture des ordinateurs – Info-Spé 2011/2012 Mot de 16 bits de l'instruction SUBI 0 0 0 0 0 1 0 0 SIZE EFFECTIVE ADDRESS MODE REGISTER 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 SUBI #<data> .L (xxx).L Information à ajouter pour la source : #<data> = #$00112233 La taille de la donnée du mode d'adressage immédiat correspond à la taille de l'instruction. L'instruc- tion possède ici l'extension .L. La taille de la donnée est donc de 32 bits. Information à ajouter pour la destination :(xxx).L = $00000456 Un adressage absolu long représente une adresse sur 32 bits non signés. Code machine complet en représentation hexadécimale : 04B9 0011 2233 0000 0456 Exercice 2 Soit le programme ci-dessous : PRINT EQU $7CA480 ORG $2000 DEBUT LEA MESSAGE,A0 BOUCLE MOVE.W $FFFF85FC.L,D1 MOVE.W #$65F3,D0 JSR PRINT RTS MESSAGE DC.B "Archi",13,10,0 DS.W 3 FIN 1. Différenciez les directives d’assemblage des instructions. Ce programme possède les quatre directives d'assemblage suivantes : EQU, ORG, DC.B et DS.W. Une directive n'est pas une instruction : elle n'appartient pas au jeu d'instructions du microprocesseur et ne sera pas convertie en langage machine. Elle sert simplement, comme son nom l'indique, à donner une directive à l'assembleur. 2. Assemblez-le et donnez la valeur hexadécimale de toutes les étiquettes. Afin de déterminer la valeur de chacune des étiquettes, nous allons examiner en détail ce programme. T.D. 8 – Corrigé 4/7 David Bouchet – Architecture des ordinateurs – Info-Spé 2011/2012 Commençons par la première ligne : PRINT EQU $7CA480 Il y apparaît la directive EQU qui permet d'assigner une expression à une étiquette. L'étiquette PRINT prend donc la valeur $7CA480. ORG $2000 La directive ORG permet de sélectionner l'adresse à partir de laquelle seront assemblées les instruc- tions qui suivent. ORG $2000 DEBUT LEA MESSAGE,A0 L'instruction LEA sera donc assemblée à l'adresse $2000. De plus, une étiquette placée en début de ligne prend la valeur de l'adresse de l'instruction qui suit. L'étiquette DEBUT prendra donc la valeur $2000. ORG $2000 DEBUT LEA MESSAGE,A0 BOUCLE MOVE.W $FFFF85FC.L,D1 Afin de déterminer la valeur de l'étiquette BOUCLE, il faut trouver à quelle adresse est située l'instruc- tion MOVE. Or, cette instruction sera placée en mémoire à la suite de l'instruction LEA. Il faut donc déterminer sur combien d'octets est codée l'instruction LEA. Pour cela, il faut la coder en langage ma- chine. Mot de 16 bits de l'instruction LEA 0 1 0 0 REGISTER 1 1 1 EFFECTIVE ADDRESS MODE REGISTER 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 LEA A0 LEA (xxx).L = MESSAGE L'adresse effective source est ici l'étiquette MESSAGE. Cette étiquette représente une adresse située légèrement plus loin dans le code source. Il s'agit donc d'un adressage absolu long. Le problème est qu'à ce stade de l'assemblage, la valeur de MESSAGE n'est pas connue. Par contre, sa taille est connue : un adressage absolu long représente une adresse codée sur 32 bits. Il faut donc réserver un espace dans la mémoire d'une taille de 32 bits. Code machine de l'instruction : 41F9 ???? ???? T.D. 8 – Corrigé 5/7 David Bouchet – Architecture des ordinateurs – Info-Spé 2011/2012 Afin de faciliter la notation, le contenu de la mémoire sera maintenant représenté à gauche du code source : ORG $2000 002000 41F9 ???????? DEBUT LEA MESSAGE,A0 BOUCLE MOVE.W $FFFF85FC.L,D1 Avec cette nouvelle représentation, on constate que l'instruction LEA est située à l'adresse $2000 et que son code machine débute par $41F9 pour se terminer par une valeur inconnue sur 32 bits. On peut maintenant en déduire l'adresse de l'instruction MOVE qui suit puisque l'on connaît la taille de l'instruction LEA : ORG $2000 002000 41F9 ???????? DEBUT LEA MESSAGE,A0 002006 BOUCLE MOVE.W $FFFF85FC.L,D1 Assemblons maintenant, de la même manière, le reste du programme afin de déterminer la valeur de toutes les étiquettes. 7CA480 PRINT EQU $7CA480 002000 ORG $2000 002000 41F9 00002018 DEBUT LEA MESSAGE,A0 002006 3239 FFFF85FC BOUCLE MOVE.W $FFFF85FC.L,D1 00200C 303C 65F3 MOVE.W #$65F3,D0 002010 4EB9 007CA480 JSR PRINT 002016 4E75 RTS 002018 41726368690D0A00 MESSAGE DC.B "Archi",13,10,0 002020 0000 0000 0000 DS.W 3 002026 FIN Une fois que la valeur de l'étiquette MESSAGE est connue ($2018), on peut terminer le codage ma- chine de l'instruction LEA située à l'adresse $2000. La directive DC.B sert à écrire une suite d'octets en mémoire. Les octets peuvent s'exprimer sous la forme d'une chaîne de caractères s'ils sont contenus entre deux doubles quotes. La directive DS.W 3 permet de réserver un espace mémoire de 3 mots de 16 bits. Cet espace mé- moire est généralement rempli par des zéros. T.D. 8 – Corrigé 6/7 David Bouchet – Architecture des ordinateurs – Info-Spé 2011/2012 Exercice 3 Sachant que seules les instructions JMP, RTS et ADDI sont utilisées, donnez le programme assembleur correspondant au contenu de la mémoire ci-dessous : 007000 06 40 4E 75 007004 4E 75 uploads/Industriel/ td-08-corrige.pdf