From 9cb070097ebf4692ae2bcb23e854a3e4ffdccd53 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Anhgelus Morhtuuzh Date: Fri, 26 Sep 2025 12:24:19 +0200 Subject: Cours du 22 au 26 septembre --- .../2- Programmation en ASM Mips.md | 157 +++++++++++++++++++++ 1 file changed, 157 insertions(+) create mode 100644 semestre 3/architecture des ordinateurs/2- Programmation en ASM Mips.md (limited to 'semestre 3/architecture des ordinateurs/2- Programmation en ASM Mips.md') 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 -- cgit v1.2.3