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path: root/semestre 3/architecture des ordinateurs/2- Programmation en ASM Mips.md
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-rw-r--r--semestre 3/architecture des ordinateurs/2- Programmation en ASM Mips.md157
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diff --git a/semestre 3/architecture des ordinateurs/2- Programmation en ASM Mips.md b/semestre 3/architecture des ordinateurs/2- Programmation en ASM Mips.md
new file mode 100644
index 0000000..bbc1631
--- /dev/null
+++ b/semestre 3/architecture des ordinateurs/2- Programmation en ASM Mips.md
@@ -0,0 +1,157 @@
+---
+tags:
+ - sorbonne
+ - informatique
+ - architecture-des-ordinateurs
+semestre: 3
+---
+## Registres
+Un registre de $n$ bits est un composant capable de mémoriser un mot binaire de $n$ bits
+|> changement de valeur possible uniquement lors de front montant/descendant du signal de l’horloge
+|> émission de la valeur contenue dans le registre en continu
+|> les registres dépendent du processeur
+-> contient toutes les informations utilisées par le processeur
+
+Tous les registres du Mips font 32 bits et en possèdent 32
+|> les registres sont nommés par leur numéro
+
+PC (Program Counter) = adresse de l’instruction en cours d’exécution (ou la suivante)
+|> modifié après l’exécution de chaque instruction
+
+IR (Instruction Register) = instruction en cours de traitement
+
+HI/LO (High/Low) = les registres contenant le résultat d’opérations de multiplication ou de division
+
+Il y a d'autres registres qu'on n'utilisera pas en cours
+
+> [!info] L'architecture moderne du Mips est le RISC-V
+
+Processus d'exécution :
+1. Lire une instruction en mémoire (dans IR)
+2. Décoder l'instruction
+3. Exécuter l'instruction
+4. Calculer l'adresse de l'instruction suivante : mettre à jour le PC
+
+Utilisation des registres :
+- `$0` contient la valeur 0 -> est le générateur du 0
+- `$1` registre réservé à l'assembleur (programme qui génère le binaire)
+- `$2 - $3` contiennent les résultats des appels de fonction
+- `$2` peut aussi contenir le numéro d'appel système
+- `$4 - $7` (est aussi appelé de `a0` à `a3`) utilisés pour le passage d'arguments lors des appels de fonctions ou appels systèmes
+- `$8 - $15` contiennent les valeurs non persistantes (libre)
+- `$16 - $25` contiennent les valeurs persistantes (libre)
+- `$26 - $27` contiennent les valeurs OS
+-> voir les diapos pour les autres
+
+Les valeurs persistantes gardent les valeurs avant les appels
+
+> [!NOTE] Notation des registres
+> En Mips, on peut les notés avec `R`, `r` ou `$`, ainsi `R1 = r1 = $1`
+
+> [!danger] On **doit** respecter les règles d'utilisation
+## Jeu d'instruction
+La vue externe d'un CPU peut être définie par l'ensemble des instructions qu'il est capable de traiter
+
+Jeu d'instruction d'un CPU (aussi appelé ISA) est la donnée :
+- de l'ensemble des instructions qu'il peut effectuer
+- le codage de ces instructions en binaire
+
+Une instruction, c'est une commande définissant le traitement à effectuer et quelle sera la prochaine instruction à exécuter
+-> le traitement séquentiel est implicite
+
+On peut spécifier quelle autre ligne à utiliser après l'instruction en cours
+-> c'est un « saut »
+
+Le code d'opération définit quelle opération utiliser
+|> elle porte sur les opérandes
+|> opérandes immédiates sont codées dans l'instruction
+|> les autres opérandes sont dans des registres indiqués
+
+`add $4, $2, $5` signifie `$4 <- $2 + $5`
+`ori $4, $2, 0xABCF` signifie `$4 <- $2 | (0x0000 ABCF)`
+`addi $4, $2, 0xABCF`signifie `$4 <- $2 + (0xFFFF ABCF)` car, par défaut, les entiers sont considérés comme relatifs
+`mult $3, $4` signifie `(HI/LO) <- $3 × $4`
+`div $3, $4` signifie `(HI/LO) <- $3 ÷ $4` (`HI` contient le quotient et `LO` le reste)
+
+On peut définir un label pour savoir où sauter
+
+4 classes d'instructions :
+- arithmétique et logique -> addition, and...
+- transfert mémoire -> lire la mémoire...
+- rupture de séquence -> faire un saut...
+- appels systèmes -> lire un caractère, écrire un entier sur l'écran
+
+Voir le memento pour la liste des instructions
+
+L'instruction `ori` permet de placer une certaine valeur dans un registre
+|> `ori $2, $0, 0x1234` place `0x1234` dans `$2`
+
+Les instructions en Mips possèdent 3 formats :
+- R -> quand on utilise 3 registres
+- I -> quand on fait des calculs avec des immédiats
+- J -> quand on fait des sauts
+
+| Nom\n° de bit | 31 - 26 | 25 - 21 | 20 - 16 | 15 - 11 | 10 - 6 | 5 - 0 |
+| ------------- | ------- | ------- | ------- | ------- | ------ | ----- |
+| **R** | OPCODE | RS | RT | RD | SH | FUNC |
+| **I** | OPCODE | RS | RT | IMM | IMM | IMM |
+| **J** | OPCODE | JUMP | JUMP | JUMP | JUMP | JUMP |
+OPCODE est spécifié dans un codage normé
+|> détecte le format utilisé en fonction de l'OPCODE
+
+Le codage normé ne contient pas tous les OPCODE
+|> s'il n'est pas dedans, l'OPCODE est le "special" et l'opération est dans la case FUNC
+|> l'opération dans FUNC est aussi dans un codage normé
+
+On regarde le memento pour savoir ce que signifie RS, RT et RD
+|> j'ai l'impression que le registre contenant le résultat est toujours le dernier affiché, mais c'est à vérifier
+
+SH permet d'utiliser le shift
+
+Langage haut niveau :
+- $\forall$ ISA
+- notions de type
+- peut créer des variables
+- structure les traitements
+- gestions d'erreurs
+
+Assembleur :
+- Allocation des données et gestion mémoire
+- Suite d'instructions spécifiques
+- Présence d'étiquettes pour désigner les adresses (données ou instructions)
+
+Un programme de haut niveau peut être :
+- natif, i.e. il est compilé pour être exécuté sur la machine cible
+- interprété, i.e. un programme natif interprète le programme et l'exécuté
+
+Nous, on ne regarde que les programmes natifs
+
+Assemblage = assembleur -> binaire
+Désassemblage = binaire -> assembleur
+
+Un label (ou étiquette) s'écrit comme : `nom: add $4, $4, $3`
+|> ici le label `nom` désigne la ligne `add $4, $4, $3`
+-> elles ne sont pas conservées par lors de l'assemblage
+
+En Mips, toujours deux sections différentes :
+1. les données du programme
+2. la section de code
+
+Directive `.data` permet de dire que la suite sera des données
+Directive `.text` indique que la suite sera des instructions
+
+On met toujours `.data`, y compris si c'est vide (dans le cadre de cette UE)
+
+Pour exécuter un programme, on a besoin de le charger
+|> le mettre en mémoire
+|> mettre dans PC la première adresse à exécuter
+
+En Mips, les syscall se font à l'aide de `syscall`
+|> il cherche toujours le numéro de l'appel dans `$2`
+-> se finit donc toujours par
+```asm
+ori $2, $0, 10 # place 10 dans $2
+syscall # syscall dans $2, i.e. syscall 10, i.e. fin du programme
+```
+
+On utilise le simulateur Mars pour écrire / exécuter des programmes \ No newline at end of file