WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Architektura i organizacja komputerów II Sprawozdanie z pracy laboratoryjnej

Nr 3

Student : Adrian Kępa

Grupa : I3X6S1

Nr : 14

Data : 02.04.2014r.

Kod programu

;*********** WINDLX Exp.2: Generate prime number table *************

;*********** (c) 1991 Günther Raidl

*************

;*********** Modified 1992 Maziar Khosravipour

*************

;-------------------------------------------------------------------

; Program begins at symbol main

; generates a table with the first 'Count' prime numbers from 'Table'

;-------------------------------------------------------------------

.data

;*** size of table

.global

Count

Count:

.word

6

.global

Table

Table:

.space

Count*4

.text

.global main

main:

;*** Initialization

addi

r1,r0,0

;Index in Table

addi

r2,r0,2 ;Current value

;*** Determine, if R2 can be divided by a value in table NextValue:

addi

r3,r0,0 ;Helpindex in Table

Loop:

seq

r4,r1,r3 ;End of Table?

bnez

r4,IsPrim

;R2 is a prime number

lw

r5,Table(R3)

divu

r6,r2,r5

multu

r7,r6,r5

subu

r8,r2,r7

beqz

r8,IsNoPrim

addi

r3,r3,4

j

Loop

IsPrim: ;*** Write value into Table and increment index sw

Table(r1),r2

addi

r1,r1,4

;*** 'Count' reached?

lw

r9,Count

srli

r10,r1,2

sge

r11,r10,r9

bnez

r11,Finish

IsNoPrim:

;*** Check next value

addi

r2,r2,1 ;increment R2

j

NextValue

Finish: ;*** end

trap

0

Program PRIM.S generuje ustaloną ilość liczb pierwszych i wypełnia nimi tablicę. By zmienić ilość wygenerowanych liczb należy zmienić wartość etykiety Count.

Count:

.word

6

Program działa następująco:

addi

r1,r0,0

;Index in Table

addi

r2,r0,2 ;Current value Pierwszy rozkaz addi powoduje wpisanie 0 do rejestru R1.

Drugi rozkaz addi powoduje wpisanie 2 do rejestru R2.

NextValue:

addi

r3,r0,0 ;Helpindex in Table

Kolejnemu rozkazowi addi jest przyporządkowana etykieta NextValue. Ten rozkaz dodawania z argumentem natychmiastowym, spowoduje że w rejestrze R3 znajdzie się 0.

Loop:

seq

r4,r1,r3

;End of Table?

bnez

r4,IsPrim

;R2 is a prime number

lw

r5,Table(R3)

divu

r6,r2,r5

multu

r7,r6,r5

subu

r8,r2,r7

beqz

r8,IsNoPrim

addi

r3,r3,4

j

Loop

Etykieta Loop opisuje szereg kolejnych rozkazów. Rozkaz seq sprawdza czy zawartości rejestrów R1 i R3 są sobie równe, jeśli tak to do rejestru R4 zostanie wpisana 1.

Następnie rozkaz bnez sprawdza czy zawartość rejestru R4 nie jest równa zero. Jeśli nie, to program wykonuje skok do etykiety IsPrim. Jeśli natomiast R4 == 0 to program wykonuje dalsze rozkazy, skok jest nieefektywny.

Rozkaz lw ładuje do rejestru R5 zawartość komórki pamięci TABLE o argumencie w rejestrze R3.

Kolejnym krokiem jest obliczenie dzielenia zawartości rejestru R2 przez zawartość R5 bez znaku, i zapisanie wyniku w rejestrze R6. Następnie rozkaz multu mnoży zawartości R6 i R5 przez siebie bez znaku i zapisuje w rejestrze R7.

Kolejnym rozkazem jest subu czyli odejmowanie bez znaku, w tym rozkazie odejmuje się zawartość rejestru R7 od zawartośći rejestru R2 i wynik zostaje wpisany do rejestru R8.

Następnym krokiem jest sprawdzenie czy zawartość R8 jest równa zero. Jeśli tak, to program skacze do miejsca oznaczonego etykietą IsNoPrim a w przeciwnym wypadku, wykonuje dalej instrukcje w pętli Loop.

Dalej za sprawą rozkazu Addi, w rejestrze R3 zostaje zapisana wartość dodawania zawartości rejestru R3 i R4. Na koniec zostaje wykonany skok bezwarunkowy do miejsca oznaczonego etykietą Loop.

IsPrim:

;*** Write value into Table and increment index sw

Table(r1),r2

addi

r1,r1,4

;*** 'Count' reached?

lw

r9,Count

srli

r10,r1,2

sge

r11,r10,r9

bnez

r11,Finish

W tym fragmencie kodu oznacznym etykietą IsPrim wykonane zostają następujące czynności. Rozkaz sw zapisuje zawartość rejestru R2 do komórki pamięci TABLE od rejestru R1. Następnie rozkaz addi dodaje do zawartości rejestru R1 argument natycmiastowy 4 i zapisuje w rejestrze R1.

Do rejestru R9 zostaje załadowana wartość Count. Następnie wykonane jest przesunięcie logiczne w prawo o 2 miejsca rejestru R1 a wynik tej operacji zostaje wpisany do rejestru R10. Kolejno zostają porównane ze sobą rejestry R10 i R9. Jeśli zawartość R10 jest większa od zawartości R9 to w R11 zostaje wpisana liczba 1. Jeśli R11 nie jest równe zero, to zostaje wykonany skok do etykiety Finish.

IsNoPrim:

;*** Check next value

addi

r2,r2,1 ;increment R2

j

NextValue

W tym miejscu kodu, wykonywany jest rozkaz addi który zwiększa zawartość rejestru R2 o 1. Następnie wykonuje skok bezwarunkowy do etykiety NextValue.

Finish: ;*** end

trap

0

W tym miejscu jest to koniec działania programu.

Tabela śledzenia

Rozkaz:

Argumenty:

Wynik:

ADDI

R1, R0, #0

R1 = 0

ADDI

R2, R0, #2

R2 = 2

ADDI

R3, R0, #0

R3 = 0

SEQ

R4, R1, R3

R4 = 1

BNEZ

R4, IsPrim

SKOK EFEKTYWNY

SW

Table(R1), R2

Table(0) = 2

ADDI

R1, R1, #4

R1 = 4

LW

R9, Count

R9 = 3

SRLI

R10, R1, #2

R10 = 1

SGE

R11, R10, R9

R11 = 0

SKOK

BNEZ

R11, Finish

NIEEFEKTYWNY

ADDI

R2, R2, #1

R2 =3

SKOK

J

NextValue

NIEEFEKTYWNY

ADDI

R3, R0, #0

R3 = 0

SEQ

R4, R1, R3

R4 = 0

SKOK

BNEZ

R4, IsPrim

NIEEFEKTYWNY

LW

R5, Table(R3)

R5 = 2

DIVU

R6, R2, R5

R6 = 1

MULTU

R7, R6, R5

R7 = 2

SUBU

R8, R2, R7

R8 = 1

SKOK

BEQZ

R8, IsNoPrim

NIEEFEKTYWNY

ADDI

R3, R3, #4

R3 = 4

J

Loop

SKOK EFEKTYWNY

SEQ

R4, R1, R3

R4 = 1

BNEZ

R4, IsPrim

SKOK EFEKTYWNY

SW

Table(R1), R2

Table(4) = 3

ADDI

R1, R1, #4

R1 = 8

LW

R9, Count

R9 = 3

SRLI

R10, R1, #2

R10 = 0

SGE

R11, R10, R9

R11 = 0

SKOK

BNEZ

R11, Finish

NIEEFEKTYWNY

ADDI

R2, R2, #1

R2 =4

J

NextValue

SKOK EFEKTYWNY

ADDI

R3, R0, #0

R3 = 0

SEQ

R4, R1, R3

R4 = 0

SKOK

BNEZ

R4, IsPrim

NIEEFEKTYWNY

LW

R5, Table(R3)

R5 = 2

DIVU

R6, R2, R5

R6 = 2

MULTU

R7, R6, R5

R7 = 4

SUBU

R8, R2, R7

R8 = 0

BEQZ

R8, IsNoPrim

SKOK EFEKTYWNY

ADDI

R2, R2, #1

R2 = 5

J

NextValue

SKOK EFEKTYWNY

ADDI

R3, R0, #0

R3 = 0

SEQ

R4, R1, R3

R4 = 0

SKOK

BNEZ

R4, IsPrim

NIEEFEKTYWNY

LW

R5, Table(R3)

R5 = 2

DIVU

R6, R2, R5

R6 = 2

MULTU

R7, R6, R5

R7 = 4

SUBU

R8, R2, R7

R8 = 1

SKOK

BEQZ

R8, IsNoPrim

NIEEFEKTYWNY

ADDI

R3, R3, #4

R3 = 4

SEQ

R4, R1, R3

R4 = 0

SKOK

BNEZ

R4, IsPrim

NIEEFEKTYWNY

DIVU

R6, R2, R5

R6 = 2

MULTU

R7, R6, R5

R7 = 4

SUBU

R8, R2, R7

R8 = 1

SKOK

BEQZ

R8, IsNoPrim

NIEEFEKTYWNY

ADDI

R3, R3, #4

R3 = 8

J

Loop

SKOK EFEKTYWNY

SEQ

R4, R1, R3

R4 = 1

BNEZ

R4, IsPrim

SKOK EFEKTYWNY

SW

Table(R1), R2

Table(8) = 5

ADDI

R1, R1, #4

R1 = 12

LW

R9, Count

R9 = 3

SRLI

R10, R1, #2

R10 = 3

SGE

R11, R10, R9

R11 = 1

BNEQ

R11, Finish

SKOK EFEKTYWNY

TRAP

0

KONIEC

Tabela przedstawia działanie rozkazów dla Count = 3.

Poniżej przedstawiam zawartość rejestrów i pamięci po wykonaniu programu dla Count = 6.

Jak widać, pamięć została wypełniona odpowiednio liczbami pierwszymi 2, 3, 5, 7, 11, 13.