------------------------------------------------------------------- Programmation assembleur - Auteur: HPmƒd - HPisteurs recopi‚ de HPisteur par Manu - www.chez.com/manuhp ------------------------------------------------------------------- 8. Programmation (Meta instruction de bases). 8.1. Introduction Vous devez maintenant savoir quelles sont les vraies difficult‚s de la programmation en assembleur: la traduction d'algos. Dans ce chapitre, je vais vous commenter une s‚rie de 'meta instruction' standard. Ainsi, vous n'aurez pas … ‚tudier ces instructions et … retrouver leur algo. Elles deviendront des instructions 'connues' c'est … dire pratiquement des instructions de base (pour votre esprit) de l'assembleur HP. 8.2. Initialisation, retour au RPL, PUSH et POP sur la pile. 8.2.1. Les registres RPL. Le RPL utilise plusieurs registres du SATURN pour stocker des informa- tions trŠs utiles. Il convient … la sortie de tout programme de laisser ces registres … la valeur o— ils ‚taient en entr‚e sous peine de memlost. Ces registres sont D1, D0, Ba et Da. D1 pointe sur la premiŠre adresse de la pile. D0 pointe sur l'instruction RPL suivante … ex‚cuter. Da contient une estimation de la m‚moire libre en case de pile. Ba contient l'adresse de la fin de la pile de retours RPL. 8.2.1.1. D1 D1 pointe sur le premier niveau de la pile RPL. Pour comprendre exac- tement … quoi cela correspond, il faut connaŒtre la structure de la pile RPL de la HP. @D1+30 -> 7: @Objet7 @D1+25 -> 6: @Objet6 @D1+20 -> 5: @Objet5 @D1+15 -> 4: @Objet4 @D1+10 -> 3: @Objet3 @D1+5 -> 2: @Objet2 @D1 -> 1: @Objet1 En faisant une lecture sur un champ A en D1, on r‚cupŠre l'adresse de l'objet du niveau 1 de la pile. C'est … dire qu'en faisant A=DAT1 A D1=A D1 pointe sur le d‚but de l'objet du niveau 1 de la pile. Il faut alors con- naŒtre la structure des objet pour pouvoir l'utiliser. Le fond de la pile est marqu‚ par un #00000h. C'est … dire que si on lit l'adresse 0, c'est que l'on est … la fin de la pile. Il faut noter que plusieurs niveaux de la pile peuvent pointer le mˆme objet. Si on modifie le contenu de objet dont l'adresse est au niveau 1 et que cet objet est aussi pointe au niveau 2, cette modification affectera l'objet des deux niveaux. 8.2.1.2. D0 D0 pointe sur l'adresse de la prochaine instruction RPL … ex‚cuter. D0 est le PC du RPL. 8.2.1.3. Ba Ba contient l'adresse du haut de la pile de retours RPL. Dans cette pile, le systeme stocke les adresses de retour de programmes RPL. C'est … dire qu'… chaque fois qu'il y a ouverture d'un programme RPL ($02D9D), le systeme empile l'adresse de retour qu'il d‚pile … la sortie. Cette pile est dans l'autre sens par rapport … la pile RPL. Ba contient donc l'adresse de la premiŠre case libre. Pour passer … la case … la case pr‚cedente, il faut faire B=B-5 A. 8.2.1.4. Da Da contient une estimation de la m‚moire libre en cases de 5 quartets, c'est … dire une estimation du nombre de case de pile que l'on peut cr‚er. Cette m‚moire libre se trouve entre Ba et D1. Pour cr‚er un ‚tage de pile RPL, on fait D=D-1 A GOC .Insufisant_Memory D1=D1-5 D1 pointe alors sur la nouvelle case. Il ne faut alors pas oublier de g‚rer le cas de m‚moire insuffisante. 8.2.2. Initialiser et quitter un programme assembleur. Il faut donc … l'initialisation sauver les registres et les recup‚rer … la fin. Il faut ensuite continuer l'‚xecution … l'instruction RPL suivante. A l'initialisation, le plus pratique est de sauvegarder les registres D0, D1, Ba et Da. Pour ce faire, 4 places sont reserv‚es en RAM r‚serv‚e. Il y a mˆme une routine en ROM qui effectue la sauvegarde: GOSBVL 0679B. Elle modifie D0 et Ca. De mˆme pour 'd‚sinitialiser'; on utilise GOSBVL 067D2 qui r‚cupŠre les valeurs stock‚es de D1, D0, Ba et Da. Il faut ensuite effectuer en retour au RPL. Ceci se fait par A=DAT0 A %Aa contient l'adresse de la prochaine instruction RPL. %C'est … dire l'adresse de l'adresse de la routine %assembleur a ex‚cuter pour ex‚cuter l'instruction RPL. D0=D0+ 5 %On fait pointer D0 sur l'adresse de l'instruction RPL %suivante de la suivante. PC=(A) %On branche PC … l'adresse de la routine assembleur … %l'ex‚cution de l'instruction RPL On appele cette s‚quence de 3 instruction le retour au RPL bien que ce soit plut“t la continuation de RPL. (NDGQR(Note Du Gars Qu'aRecopi‚) on peut remplacer cette s‚quence par un GOVLNG 12002) Il est ‚vident que si le but du programme ‚tait de modifier l'ex‚cution du programme RPL en cours, ou de manipuler la pile, on ne fera pas de save et load regs, il suffit de renvoyer D1 5 quartets plus loin. D1=D1+ 5 %Le premier ‚l‚ment de la pile est ignor‚ D=D+1 A %Il y a une case m‚moire de plus vu que l'on vient d'en %lib‚rer une. A=DAT0 A %Retour au RPL D0=D0+ 5 PC=(A) Comme vous pouvez le voir, je n'ai pas fait de sauvegarde des registres RPL car le but du programme ‚tait justement de les modifier. Voyons le SWAP. Il faut que j'inverse l'adresse du niveau 2 et celle du niveau1. A=DAT1 A %Aa:@objet niveau 1 D1=D1+ 5 %D1:niveau 2 C=DAT1 A %Ca:@objet niveau 1 DAT1=A A %Niveau 2:@objet niveau 1. Le niveau 2 contient donc %l'objet du niveau 1 D1=D1- 5 %D1: niveau 1 DAT1=C A %niveau 1:@objet niveau 2. Le niveau 1 contient l'adresse %de l'objet du niveau 2. A=DAT0 A %Retour au RPL. D0=D0+ 5 PC=(A) Et voila pour le SWAP. On finit par le DUP qui est le plus compliqu‚. Il faut cr‚er une nouvelle case m‚moire et y mettre l'adresse de l'objet du niveau 1. D=D-1 A %On enlŠve une case m‚moire GOC .Insufisant_Mem %Si carry: pas assez de m‚moire C=DAT1 A %Ca:@objet 1 D1=D1- 5 %D1:@niveau -1 qui deviendra DAT1=C A %On y met l'adresse de l'objet de l'ancien niveau 1 A=DAT0 A D0=D0+ 5 PC=(A) Et voil… poue le DUP. On finit avec le REVn, ce n'est pas une instruction RPL. Elle retourne les N premiers niveaux de la pile. N ‚tant un entier au niveau 1 de la pile. L'algo est simple, c'est le mˆme que celui de retournement d'un tableau. FOR i=1 TO n/2 { a=T[i] T[i]=T[n-i+1] T[n-i+1]=a } Ici, le tableau c'est la pile, un tableau de case de 5 quartets. Il suffit en fait de faire un SWAP entre les niveaux i et N-i+1. Pour ce faire, on met 1 pointeur au d‚but de la pile (i) un pointeur en fin de pile (n-i+1) et on rapproche les pointeurs. Commen‡ons par la lecture de l'entier (expliqu‚e dans le paragraphe suivant). GOSBVL 0679B %on vas se servir de D1, D0 et Ba. %Il faut donc que je sauve les registres. A=DAT1 A D1=D1+ 5 %D1: niveau 2: premier niveau … retourner. D0=A D0=D0+ 10 A=DAT0 A %Aa: entier du niveau 1. cf structure des # B=A A %Ba:n %Il faut maintenant initialiser un pointeur sur le dernier niveau: %le niŠme. Son adresse est D1+n*5-5. A=A+A A %Multiplication par 5, cf. page A=A+A A A=A+B A CD1EX %C=D1 instruction inexistante D1=C %donc … d‚composer A=A+C A %A:@niveau n+1 D0=A %D0: niveau n+1 BSRB A %Ba: n/2 B=B-1 A %On utilise un GONC GOC .Fin *.Boucle D0=D0- 5 %Niveau n A=DAT1 A %@obj 1 C=DAT0 A %@obj n DAT1=C A %Niv 1=Niv n DAT0=A A %Niv n=Niv 1 D1=D1+ 5 %Niveau 2 B=B-1 A %Boucle GONC .Boucle *.Fin GOSBVL 067D2 D1=D1+5 %On drop l'entier D=D+1 A %Fin du DROP A=DAT0 A %retour au RPL D0=D0+ 5 PC=(A) Magnifique non! 8.2.4. Prendre un ‚l‚ment de la pile Je ne vais pas vous expliquer comment prendre un ‚l‚ment sur la pile pour la bonne raison que cela d‚pend de l'‚l‚ment en question. Pour le faire il faudra connaŒtre la structure de cet ‚l‚ment. Ce chapitre vous expliquera comment initialiser un pointeur sur l'objet du niveau 1 de la pile (ou d'un autre niveau). Il faut d'abord r‚cup‚rer l'adresse de cet ‚l‚ment. Pour ce faire il faut initialiser un pointeru au d‚but la pile. Si on est en d‚but de programme assembleur, D1 pointe sur cette pile, sinon, il faut aller r‚cup‚rer la valeur de D1 l… o— la routine en 0679B l'a sauv‚e, c'est … dire en 806F8. D1= 806F8 %D1: @@pile = @@@ 1er objet de la pile A=DAT1 A %A:@pile D1=A %D1: pile A=DAT1 A %A: @objet D1=A %D1: objet D1 pointe maintenant sur le prologue de l'objet du niveau 1. On peut maintenant r‚aliser un test pour v‚rifier si cet objet est bien du type voulut. A=DAT1 A %Aa: prologue de l'objet LC 02A2C %Ca: prologue de string. A vous de mettre le prologue %voulut ?A=C A %l'objet est du type d‚sir‚ GOYES .Bon_Type GOSBVL 067D2 %Load Reg LC 00202 %ERRN de Bad_Arg_Type GOVLNG 10F80 %Ca doerr *.Bon_Type 8.2.5. Mettre un ‚l‚ment sur la pile L… ca se complique. Pour mettre un objet sur la pile il faut disposer de cet objet, c'est … dire le construire. Pour le construire, il faut avoir une zone de m‚moire qui lui est r‚serv‚e. Donc il faut d'abord r‚server de la m‚moire puis aprŠs cr‚er une case de pile ou mettre son adresse. Mais commen‡ons par le commencement. Essayons de transformer en Entier en caractŠre. C'est … dire que notre programme mettra dans la pile un caractŠre de code ASCII les deux quartets de poids faible de l'entier en argument. Mais r‚alisons d'abord la lecture de ces deux quartest, c'est … dire la lecture et le DROPing de l'entier du niveau 1. A=DAT1 %Lecture de l'adresse D1=D1+ 5 %DROP D=D+1 A GOSBVL 0679B %Save Regs D1=A %D1: prologue de l'entier D1=D1+ 10 %D1: contenu de l'entier C=DAT1 B %Lecture des deux quartets RSTK=C %Sauvegarde des 2 quartets LC 00007 %on va r‚server 7 quartets pour le caractŠre. GOSBVL 039BE %R‚servation de Ca quartets, adresse de la zone %reserv‚e en D0 LC 029BF %prologue de caractŠre DAT0=C A %on poke le prologue D0=D0+ 5 %on pointe sur la zone ou il faut mettre la valeur du chr C=RSTK %on recupŠre la valeur sauvegard‚e DAT0=C B %et on la poke D0=D0- 5 %on r‚cupŠre l'adresse AD0EX %de d‚but du caractŠre GOSBVL 067D2 %Load (ne modifie pas Aa) D=D-1 A %y a t-il assez de place? GOC .Ins %M‚moire insuffisante D1=D1- 5 %on ajoute un niveau DAT1=A A %on y met l'adresse du caractŠre A=DAT0 A %retour au retour D0=D0+ 5 PC=(A) *.Ins LC 00001 %ERRN de Insufisant memory GOVLNG 10F80 %Ca doerr 8.3. Math‚matique 8.3.1. Stocker un nombre Il existe trois sortes de nombres en informatique, ou plut“t trois moyens de repr‚senter un nombre. Le format entier, le format virgule fixe et le format virgule flottante. Le format entier est le stockage classique en base 2. C'est … dire que le bit n a un poids de 2^n (NDGQC: ^ signifie puissance). Pour repr‚senter les entiers sign‚s, on a recours … deux techniques diff‚rentes: le compl‚ment … deux et la marque de signe. Dans la premiŠre, on peut repr‚senter sur n bits les entiers de -2^(n-1) … 2^(n-1)-1. Un entier positif est stock‚ normalement, et son oppos‚ est calcul‚ par compl‚ment … 2, c'est … dire grƒce … l'instruction A=-A A. On reconnaŒt si un entier est n‚gatif ou positif grƒce … la valeur du dernier bit. S'il est … 0, l'entier est n‚gatif. Il faut noter que les additions et les soustractions marchent trŠs bien. La deuxiŠme technique, la sign‚e se sert du dernier bit pour indiquer le signe. Les op‚rations math‚matique sont un peu plus complexe. De plus le nombre 0 est repr‚sent‚ 2 fois. +0 et -0. Le format … virgule fixe est obtenu en prenant des entiers en repr‚sentation sign‚e et en disant qu'il repr‚sentent le r‚el … un facteur multiplicatif prŠs. C'est … dire qu'au lieu de stocker le r‚el on le stocke sous forme entiŠre en sachant que l'on retrouve le r‚el en faisant une division. Par exemple, on peut prendre un facteur multiplicatif de 256. Il faut choisir ce facteur en fonction de l'ordre des r‚els avec lesquels on doit travailler. Le dernier mode de stockage, en virgule flottante correspond aux r‚els classiques. Le stockage est du type: Signe, mqtrice, exposant. Les op‚rations sur les flottants sont trŠs complexes. Il y a des problŠmes de normalisation entres autres. Il est peu ais‚ de s'y attaquer en assembleur. De toutes fa‡on, … par si on veut faire des prgrammes math‚matiques, on se sert exclusivement d'entiers. Mˆme pour tracer Mandelbrot, on travail en virgule fixe ce qui revient presque … travailler sur des entiers. 8.3.2. Lire un nombre Par lire un nombre, j'entends l'algo pour lire un nombre en hexa ou en d‚cimal dans un chaŒne de caractŠres, donc en ASCII et le retranscrire en entier dans un registre. Voyons d'abord le cas de la lecture d'un nombre HEXA. 1. Lire un nombre HEXA L'algo est simple. Etant donn‚ que la lecture commence par les digits de poids fort (on ‚crit de gauche … droite), le systŠme vas ˆtre: Lecture d'un digit, Multiplication par la base on continue avec l'autre digit. Ainsi, les problŠmes de modulo, de nombres de digits … lire sont r‚gl‚s. Mais si on est au dernier digit, on a multiplie une fois de trop par la base, il va donc falloir diviser par la base. Pour une base 16, cela ne pose pas problŠme, mais en base 10, ce sera plus embˆtant. On modifie donc l'algo en: Result=0 While encore digit { Result=Result*base Result=Result+digit } Ce qui donne en assembleur, en lisant la chaine en D1: B=0 A %Ba: Result *.Boucle A=DAT1 B %Lecture du chr ASCII LC 30 %Chr de 0 A=A-C B %On essaye de r‚cup‚rer la valeur du digit en %fonction du code ASCII GOC .fin %Il n'y a pas de digits valides en dessous de 30 LC 09 %on teste si l'on est au dessus de 9 ?AC B %On est dessus de F GOYES .Fin BSL A %B=B*16 B=A P %Result=Result+digit D1=D1+2 %on passe au chr suivant GOTO .Boucle *.Fin 2. Lecture d'un nombre Decimal L…, il y a moins de problŠme pour r‚cupŠrer le digit que pour la lec- ture HEXA car les digits permis sont entre 0 et 9, mais il faut faire une multiplication par 10. B=0 A %Ba: Result *.Boucle A=0 A A=DAT1 B %Lecture du chr ASCII LC 30 %chr de 0 A=A-C B %on essaye de re‚cup‚rer la valeur du digit en %fonction du code ASCII GOC .fin %il n'y a pas de digits valides en dessous de 30 LC 09 %c'est le maximum ?A>C B %On est au dessus de 9: fin GOYES .fin C=B A %Result=Result*10 C=C+C A C=C+C A B=B+C A B=B+B A BSL A %B=B*16 B=A P %Result=Result+digit D1=D1+2 %on passe au chr suivant GOTO .Boucle *.fin Et voila. Je pr‚cise que le resultat est dans Ba. 8.3.3. Addition (virgule flottante). Je vais juste expliquer le principe. Mais d'abord voyons le stockage d'un entier. L'exposant est un entier relatif. On utilise g‚n‚ralement un stockage en compl‚ment … 2. Le signe est un bit qui indique si le r‚el est positif ou n‚gatif. La mantisse est comprise entre 1 et 1/base. C'est … dire que son premier digit doit ˆtre non nul. Le r‚el est 'calcul‚' par Mantisse*BaseExposnt Pour faire une addition entre deux r‚els, il faut tout d'abord les normaliser, c'est … dire mettre le plus petit au mˆme exposant que le plus grand. il faut mettre les digits de mˆme poids en face. Puis, il faut teste les signes pour voir si on doit faire une addition ou une soustraction. Il faut ensuite effectuer cette op‚ration. Il faut ensuite renormaliser. En effet, s'il y a eu une retenue, il faut mettre le bon signe, il faut redecaler la mantisse le cas ‚ch‚ant. 8.3.4 Addition (entier relatif) La c'est trŠs simple. En compl‚ment … 2, il suffit de faire A=A+B A. Il faut noter que l'on travaille dans (NDGQR: l… je sais pas c bizarre ca veut rien dire)... C'est …n dire modulo un certain nombre. Il en r‚sulte un 'bouclage'. Max integer+1=Min integer. Si on veut faire un contr“le d'overflow, il faut d‚composer l'addition, ou augmenter temporarirment le nombre de digits pour pouvoir tester aprŠs l'addition si on est pas pass‚ sur des chiffres inrepr‚sentable dans le format choisit. 8.3.5. Multiplication par une constante Le principe de la multiplication du contenu d'un registre par une constante est de d‚composer cette multiplication en addition et en multiplications par une puissance de 2. Ainsi, une multiplication par 10 peut ˆtre ‚crite sous la forme: A*10=(A*4+A)*2 qui se programmerait: C=A A A=A+A A %A=A*2 A=A+A A %A=A*4 A=A+C A %A=A*4+A=A*5 A=A+A A %A=(A*4+A)*2=A*10 De mˆme pour une multiplication par 15 on ferait C=A A ASL A %A=A*16 A=A-C A A=A*16-A=A*15 Ceci pour vous montrer que l'on peut utiliser la soustraction. Pour une multiplication par #27h on ferait A=(A*32)+A*8-A donc C=A A A=A+A A A=A+A A A=A+A A %A=A*8 C=A-C A %C=A*7 A=A+A A A=A+A A %A=A*32 A=A+C A %A=A*32+A*7=A*(#27h) 8.3.6. Division par une constante Le principe est simple, on 'approxime' 1/N par n'/2b. Le seul problŠme est de calculer n' et b. b d‚pend de la pr‚cision que l'on veut avoir. Et n'=2b/N. Evidemment, n' ne sera pas un entier, on fera donc un arrondi. Il convient ensuite de diviser n' par 2b pour voir si l'approximation est bonne. Prenons l'exemple de la division par 10. Je choisi b=8. n'=256/10=25,6=26. Donc je r‚alise une division de 9,84 au lieu de 10. Il convient alors de savoir si cette approximation est suffisante. Ici, pour 543, j'obtient 55,15 au lieu de 54. Pour 200, j'obtient bien 20, pour 400 j'obtient bien 40. Je suis donc pr‚cis jusqu'… … peut prŠs 400. A moi de voir si je d‚sire plus de pr‚cision et d'augmenter b en cons‚quence. C=A A %Multiplication par #1Ah (26) C=C+C A %C=C*10 A C=C+C A C=C+A A C=C+C A ASL A %A=A*16 A A=A+C A %A=A*26 A ASR A %A=A/256 ASR A 8.3.7. Multiplication (principe et entiŠre) On se sert de la multiplication … d‚calage dite aussi multplication indienne. Le principe est le suivant. A*B=B0*A + B1*A*2 + B2*A*4 .... + Bn*A*2^n o— Bn est le bit n de B. Cela donne sur HP: B=0 A %Ba: somme partielle *.Boucle ?ABIT=0 0 %impair GOYES .Im B=B+C A %on somme si le bit est … 1 *.Im ASRB A %on passe au bit suivant C=C+C A %on multiplie par 2 ?A#0 A %il reste encore des bits? GOYES .Boucle Ceci r‚alise donc la multiplication de A*C et met le resultat dans Ba. 8.3.8. Conversions Hexa-Decimal Pour la conversion d'un nombre hexa en un nombre decimal, on se sert de la proposition suivante: X*1=X. Vous me direz "ha, ‡a, on le savait. Mais o— cela nous mŠne-t-il?". Et bien, il se trouve que si le premier X est exprim‚ en hexa, et le deuxiŠme en decimal, la conversion est termin‚e. Il suffit donc de multiplier par 1 en mode SETDEC pour r‚aliser la conver- sion. B=0 A %sommme partielle LC 00001 %facteur 1 SETDEC %passage en SETDEC (NDGQR: en decimal) *.Boucle ?ABIT=0 0 GOYES .Im B=B+C A %Addition en DECIMALE *.Im C=C+C A %multiplication en DECIMALE ASRB A %division en HEXA (les d‚calages ne prennent pas en %compte SETDEC et SETHEX) ?A#0 A GOYES .Boucle SETHEX %et on oublie pas de retourner en mode SETHEX Pour la conversion decimale vers hexa, onr‚alise une lecture virtuelle d'un nombre decimale. Cela ce traduit ainsi A=0 A %retournement de Ca CPEX 4 %Echanges des quartets 0 et 4 CPEX 0 CPEX 4 CPEX 1 %echanges des quartets 1 et 3 CPEX 3 CPEX 1 *.Boucle B=A A %A=A*10 A=A+A A A=A+A A A=A+B A B=0 A %A=A+digit B=C P A=A+B A CSR A %on passe au digit suivant ?C#0 A GOYES .Boucle 8.3.9. Division (principe et entiŠre) Le principe est le mˆme que celui de la multiplication, on va diminuer progressivement une valeur test qui correspondait … la valeur de chaque bit. mais voyons l'algo de A/B While B pair { A=A/2 B=B/2 } While A>B { B=B+B } C=0 While B pair { C=C+C If A>B Then { A=A-B C=C+1 } B=B/2 } Ce qui donne en assembleur %A/C ?CBIT=1 0 %on regarde s'il faut diviser par 2 GOYES .imp1 *.Pa1 ASRB A %On fait les division par 2 CSRB A ?CBIT=0 0 %et on teste s'il faut GOYES .Pa1 %recommencer *.Imp1 C=C+C A %je recommence par multiplier par 2 pour %pouvoir faire un DO et non un WHILE aprŠs. ?A>=C A %le while GOYES .Pg *.Mg C=C+C A %multiplication par 2 ?C