diff options
| -rw-r--r-- | uk-ua/mips-ua.html.markdown | 366 |
1 files changed, 366 insertions, 0 deletions
diff --git a/uk-ua/mips-ua.html.markdown b/uk-ua/mips-ua.html.markdown new file mode 100644 index 00000000..8d4517fe --- /dev/null +++ b/uk-ua/mips-ua.html.markdown @@ -0,0 +1,366 @@ +--- +language: "MIPS Assembly" +filename: MIPS.asm +contributors: + - ["Stanley Lim", "https://github.com/Spiderpig86"] +translators: + - ["AstiaSun", "https://github.com/AstiaSun"] +lang: uk-ua +--- + +Мова ассемблера MIPS (англ. Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) була написана для роботи з мікропроцесорами MIPS, парадигма яких була описана в 1981 році [Джоном Геннессі](https://uk.wikipedia.org/wiki/Джон_Лерой_Геннессі). Ці RISC процесори використовуються у таких вбудованих системах, як маршрутизатори та мережеві шлюзи. + +[Детальніше](https://en.wikipedia.org/wiki/MIPS_architecture) + +```asm +# Коментарі позначені як'#' + +# Всі символи після '#' ігноруються лексичним аналізатором асемблера. + +# Зазвичай програми поділяються на .data та .text частини + +.data # У цьому розділі дані зберігаються у пам'яті, виділеній в RAM, подібно до змінних + # в мовах програмування вищого рівня + + # Змінна оголошується наступним чином: [назва]: .[тип] [значення] + # Наприклад: + hello_world: .asciiz "Hello World\n" # Оголосити текстову змінну + num1: .word 42 # word - це чисельний тип 32-бітного розряду + + arr1: .word 1, 2, 3, 4, 5 # Масив чисел + arr2: .byte 'a', 'b' # Масив буквених символів (розмір кожного - 1 байт) + buffer: .space 60 # Виділити місце в RAM + # (не очищується, тобто не заповнюється 0) + + # Розміри типів даних + _byte: .byte 'a' # 1 байт + _halfword: .half 53 # 2 байти + _word: .word 3 # 4 байти + _float: .float 3.14 # 4 байти + _double: .double 7.0 # 8 байтів + + .align 2 # Вирівнювання пам'яті даних, де число + # показує кількість байтів, вирівнених + # у степені 2. (.align 2 означає + # чисельне (word) вирівнювання оскільки + # 2^2 = 4 байти) + +.text # Розділ, що містить інструкції та + # логіку програми + +.globl _main # Оголошує назву інструкції як + # глобальну, тобто, яка є доступною для + # всіх інших файлів + + _main: # програми MIPS виконують інструкції + # послідовно, тобто першочергово код + # буде виконуватись після цієї позначки + + # Виведемо на екран "hello world" + la $a0, hello_world # Завантажує адресу тексту у пам'яті + li $v0, 4 # Завантажує значення системної + # команди (вказуючи тип функціоналу) + syscall # Виконує зазначену системну команду + # з обраним аргументом ($a0) + + # Регістри (використовуються, щоб тримати дані протягом виконання програми) + # $t0 - $t9 # Тимчасові регістри використовуються + # для проміжних обчислень всередині + # підпрограм (не зберігаються між + # викликами функцій) + + # $s0 - $s7 # Збережені регістри, у яких значення + # зберігаються між викликами підпрограм. + # Зазвичай зберігаються у стеку. + + # $a0 - $a3 # Регістри для передачі аргументів для + # підпрограм + # $v0 - $v1 # Регістри для значень, що повертаються + # від викликаної функції + + # Типи інструкції завантаження / збереження + la $t0, label # Скопіювати адресу в пам'яті, де + # зберігається значення змінної label + # в регістр $t0 + lw $t0, label # Скопіювати чисельне значення з пам'яті + lw $t1, 4($s0) # Скопіювати чисельне значення з адреси + # пам'яті регістра зі зміщенням в + # 4 байти (адреса + 4) + lb $t2, label # Скопіювати буквений символ в частину + # нижчого порядку регістра $t2 + lb $t2, 0($s0) # Скопіювати буквений символ з адреси + # в $s0 із зсувом 0 + # Подібне використання і 'lh' для halfwords + + sw $t0, label # Зберегти чисельне значення в адресу в + # пам'яті, що відповідає змінній label + sw $t0, 8($s0) # Зберегти чисельне значення в адресу, + # що зазначена у $s0, та зі зсувом у 8 байтів + # Така ж ідея використання 'sb' та 'sh' для буквених символів та halfwords. + # 'sa' не існує + + +### Математичні операції ### + _math: + # Пам'ятаємо, що попередньо потрібно завантажити дані в пам'ять + lw $t0, num # Із розділа з даними + li $t0, 5 # Або безпосередньо з константи + li $t1, 6 + add $t2, $t0, $t1 # $t2 = $t0 + $t1 + sub $t2, $t0, $t1 # $t2 = $t0 - $t1 + mul $t2, $t0, $t1 # $t2 = $t0 * $t1 + div $t2, $t0, $t1 # $t2 = $t0 / $t1 (Може не підтримуватись + # деякими версіями MARS) + div $t0, $t1 # Виконує $t0 / $t1. Отримати частку можна + # за допомогою команди 'mflo', остаток - 'mfhi' + + # Бітовий зсув + sll $t0, $t0, 2 # Побітовий зсув вліво на 2. Біти вищого порядку + # не зберігаються, нищого - заповнюються 0 + sllv $t0, $t1, $t2 # Зсув вліво зі змінною кількістю у + # регістрі + srl $t0, $t0, 5 # Побітовий зсув вправо на 5 (не зберігає + # біти, біти зліва заповнюються 0) + srlv $t0, $t1, $t2 # Зсув вправо зі змінною кількістю у + # регістрі + sra $t0, $t0, 7 # Побітовий арифметичний зсув вправо + # (зберігає біти) + srav $t0, $t1, $t2 # Зсув вправо зі змінною кількістю у + # регістрі зі збереження значеннь бітів + + # Побітові операції + and $t0, $t1, $t2 # Побітове І (AND) + andi $t0, $t1, 0xFFF # Побітове І з безпосереднім значенням + or $t0, $t1, $t2 # Побітове АБО (OR) + ori $t0, $t1, 0xFFF # Побітове АБО з безпосереднім значенням + xor $t0, $t1, $t2 # Побітова виключна диз'юнкція (XOR) + xori $t0, $t1, 0xFFF # Побітове XOR з безпосереднім значенням + nor $t0, $t1, $t2 # Побітова стрілка Пірса (NOR) + +## Розгалуження ## + _branching: + # В основному інструкції розгалуження мають наступну форму: + # <instr> <reg1> <reg2> <label> + # де label - це назва змінної, в яку ми хочемо перейти, якщо зазначене твердження + # правдиве + + beq $t0, $t1, reg_eq # Перейдемо у розгалуження reg_eq + # якщо $t0 == $t1, інакше - + # виконати наступний рядок + bne $t0, $t1, reg_neq # Розгалужується, якщо $t0 != $t1 + b branch_target # Розгалуження без умови завжди виконується + beqz $t0, req_eq_zero # Розгалужується, якщо $t0 == 0 + bnez $t0, req_neq_zero # Розгалужується, якщо $t0 != 0 + bgt $t0, $t1, t0_gt_t1 # Розгалужується, якщо $t0 > $t1 + bge $t0, $t1, t0_gte_t1 # Розгалужується, якщо $t0 >= $t1 + bgtz $t0, t0_gt0 # Розгалужується, якщо $t0 > 0 + blt $t0, $t1, t0_gt_t1 # Розгалужується, якщо $t0 < $t1 + ble $t0, $t1, t0_gte_t1 # Розгалужується, якщо $t0 <= $t1 + bltz $t0, t0_lt0 # Розгалужується, якщо $t0 < 0 + slt $s0, $t0, $t1 # Інструкція, що посилає сигнал коли + # $t0 < $t1, результат зберігається в $s0 + # (1 - правдиве твердження) + + # Просте твердження якщо (if) + # if (i == j) + # f = g + h; + # f = f - i; + + # Нехай $s0 = f, $s1 = g, $s2 = h, $s3 = i, $s4 = j + bne $s3, $s4, L1 # if (i !=j) + add $s0, $s1, $s2 # f = g + h + + L1: + sub $s0, $s0, $s3 # f = f - i + + # Нижче наведений приклад знаходження максимального значення з 3 чисел + # Пряма трансляція в Java з логіки MIPS: + # if (a > b) + # if (a > c) + # max = a; + # else + # max = c; + # else + # max = b; + # else + # max = c; + + # Нехай $s0 = a, $s1 = b, $s2 = c, $v0 = повернути регістр + ble $s0, $s1, a_LTE_b # якщо (a <= b) розгалуження(a_LTE_b) + ble $s0, $s2, max_C # якщо (a > b && a <=c) розгалуження(max_C) + move $v0, $s1 # інакше [a > b && a > c] max = a + j done # Перейти в кінець програми + + a_LTE_b: # Мітка розгалуження, коли a <= b + ble $s1, $s2, max_C # якщо (a <= b && b <= c) розгалуження(max_C) + move $v0, $s1 # якщо (a <= b && b > c) max = b + j done # Перейти в кінець програми + + max_C: + move $v0, $s2 # max = c + + done: # Кінець програми + +## Цикли ## + _loops: + # Цикл складається з умови виходу та з інструкції переходу після його завершення + li $t0, 0 + while: + bgt $t0, 10, end_while # Коли $t0 менше 10, продовжувати ітерації + addi $t0, $t0, 1 # Збільшити значення + j while # Перейти на початок циклу + end_while: + + # Транспонування 2D матриці + # Припустимо, що $a0 зберігає адресу цілочисельної матриці розмірністю 3 x 3 + li $t0, 0 # Лічильник для i + li $t1, 0 # Лічильник для j + matrix_row: + bgt $t0, 3, matrix_row_end + + matrix_col: + bgt $t1, 3, matrix_col_end + + # ... + + addi $t1, $t1, 1 # Збільшити лічильник стовпця (col) + matrix_col_end: + + # ... + + addi $t0, $t0, 1 + matrix_row_end: + +## Функції ## + _functions: + # Функції - це процедури, що викликаються, приймають аргументи та повертають значення + + main: # Програма починається з головної функції + jal return_1 # jal збереже поточний ПЦ (програмний центр) в $ra, + # а потім перейде до return_1 + + # Як передати аргументи? + # По-перше, ми маємо передати значення аргументів у регістри аргументів + li $a0, 1 + li $a1, 2 + jal sum # Тепер ми можемо викликати функцію + + # Як щодо рекурсії? + # Тут потрібно дещо більше роботи оскільки ми маємо впевнитись, що ми збережемо + # та зчитаємо попередній ПЦ в $ra, оскільки jal автоматично перепише її при виклику + li $a0, 3 + jal fact + + li $v0, 10 + syscall + + # Ця функція повертає 1 + return_1: + li $v0, 1 # Завантажити val в регіст $v0 + jr $ra # Повернутись до попереднього ПЦ і продовжити виконання + + + # Функція з двома аргументами + sum: + add $v0, $a0, $a1 + jr $ra # Повернутись + + # Рекурсивна функція, яка знаходить факторіал + fact: + addi $sp, $sp, -8 # Виділити місце в стеку + sw $s0, ($sp) # Зберегти регістр, що містить поточне число + sw $ra, 4($sp) # Зберегти попередній ПЦ + + li $v0, 1 # Проініціалізувати значення, що повертатиметься + beq $a0, 0, fact_done # Закінчити, якщо параметр 0 + + # Інакше, продовжити рекурсію + move $s0, $a0 # Скопіювати $a0 в $s0 + sub $a0, $a0, 1 + jal fact + + mul $v0, $s0, $v0 # Множення + + fact_done: + lw $s0, ($sp) + lw $ra, ($sp) # Відновити ПЦ + addi $sp, $sp, 8 + + jr $ra + +## Макроси ## + _macros: + # Макроси надзвичайно корисні для заміни блоків коду, що повторюються, за допомогою + # однієї змінної, для покращення читабельності + # Це не заміна функцій. + # Вони мають бути оголошені перед використанням + + # Макрос для виведення нових рядків (оскільки операція досить часто виконується) + .macro println() + la $a0, newline # Значення нового рядка зберігатиметься тут + li $v0, 4 + syscall + .end_macro + + println() # Асемблер скопіює цей блок коду сюди + # перед тим, як виконувати його + + # Можна передавати параметри у макроси. + # Параметри позначаються знаком '%' з довільною назвою + .macro print_int(%num) + li $v0, 1 + lw $a0, %num + syscall + .end_macro + + li $t0, 1 + print_int($t0) + + # Значення також можна передавати безпосередньо в макроси + .macro immediates(%a, %b) + add $t0, %a, %b + .end_macro + + immediates(3, 5) + + # Одночасно із назвами змінних + .macro print(%string) + la $a0, %string + li $v0, 4 + syscall + .end_macro + + print(hello_world) + +## Масиви ## +.data + list: .word 3, 0, 1, 2, 6 # Це масив чисел + char_arr: .asciiz "hello" # Це текстовий масив + buffer: .space 128 # Виділяє блок пам'яті, що + # автоматично не очищується + # Ці блоки пам'яті вирівнені + # вирівнені поруч один з одним + +.text + la $s0, list # Завантажити адресу списку + li $t0, 0 # Лічильник + li $t1, 5 # Довжина списку + + loop: + bgt $t0, $t1, end_loop + + lw $a0, ($s0) + li $v0, 1 + syscall # Вивести число + + addi $s0, $s0, 4 # Розмір числа - 4 байти + addi $t0, $t0, 1 # Збільшити + j loop + end_loop: + +## Включення ## +# Потрібно для імпорту сторонніх файлів у програму (насправді, код з цього файлу +# копіюється та вставляється в місце, де оголошений імпорт) +.include "somefile.asm" + +``` |