Гайд по БЭВМ-NG.

/ ! \ Часть из материала не является первоисточником. Это перевод соответствующего англоязычного гайда. Автор: Тернавский Константин Евгеньевич, группа Р3106

Дисклеймер

ТО, ЧТО ВЫ ВИДИТЕ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ПОЛНОЦЕННОЙ ЗАМЕНОЙ МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ! ПОЖАЛУЙСТА, НЕ ИГНОРИРУЙТЕ МЕТОДИЧКУ

Загляните в оригинальный репозиторий: https://github.com/owl-from-hogvarts/OPD-guide

Отдельно про команды

• LOOP
• Micro-commands
• Полная справка по второму рубежу и микрокомандам

Примеры отчетов по лабораторным работам

Вы можете найти примеры отчетов которые по крайней мере были приняты преподавателем в папке с отчетами.

Содержание

• Гайд по БЭВМ-NG.
  • Дисклеймер
  • Отдельно про команды
  • Reports examples
  • Примеры отчетов по лабораторным работам
  • Содержание
  • Модификации запуска
  • Ассемблер
  • Загрузка asm файла в БЭВМ
  • CLI
  • Трассировка
  • Адресация
    • Заметки по Косвенной адресации
  • Этапы исполнения команды

Модификации запуска

БЭВМ-NG может быть запущено в разных режимах:

• gui -- стандартный режим (GUI)
• cli -- режим командной строки
• decoder -- дамп стандартной микропрограммы (микрокомманд) в терминал
• nightmare -- натурально ночной кошмар, не запускайте ее в этом режиме, иначе получите психологическую травму
• dual -- запускает БЭВМ сразу в двух режимах: gui и cli одновременно (рекомендуется к запуску для трассировки)

Чтобы указать режим запуска БЭВМ определите флаг -Dmode=mode_name, заменив mode_name на название одного из режимов выше. Например:

java -jar -Dmode=dual bcomp-ng.jar

Ассемблер

Ассемблерный код может быть написан как в стороннем текстовом редакторе (VScode/Vi Improved), так и в режиме cli БЭВМ-NG.

В основном, строчка ассемблерного кода выглядит так, как показано ниже:

[МЕТКА:] МНЕМОНИКА АРГУМЕНТ

Note: квадратные скобки означают, что данная часть не является обязательнй. Для просмотра полного свода правил синтаксиса ассемблера взгляните на страницу 51 методических указаний

Метки нужны, чтобы указывать на определенное место в памяти. Больше информации в разделе адресация.

Вот несколько специальных комманд которые могут оказаться удобными:

Команда	Описание
org ADDRESS	Указывает компилятору разместить следующее значение (значение переменной/код команды) в ячейке по адресу ADDRESS. Последующие значения будут размещены после адреса ADDRESS друг за другом.
word 0x0000,0xffa4,0xfa	Указывает прямое шестнадцатеричное число по указанному адресу (в формате "как есть"). ? это 0x0000 в данном контексте 0x15 эквивалентен 0x0015

Note: регистр символов не имеет значения; все перечисленные значения: 0xfA51, 0xFF, 0xac допустимы.

Данные специальные комманды не представлены в интерпретаторе БЭВМ. Они предназначены для помощи в написании ассемблерного кода.

Простой пример ассемблерного кода:

org 0x04f
VAR1: word 0x45a9
START: add 0xf
sub VAR1

Здесь 0x45a9 (VAR1) будет размещен в памяти как есть по адресу 0x04f; add 0xf (400F) по адресу 0x050 и так далее.

Загрузка asm файла в БЭВМ

БЭВМ имеет дополнительный параметр для загрузки с кодом: -Dcode=file где file это любой валидный путь к текущему файлу: foobar.asm, ./keklol, /home/foo/kek -- все перечисленные вариации валидны.

Note: расширение .asm опционально и не требуется. Файл может иметь любое допустимое вашей OS имя.

Итак, чтобы загрузить некий ассемблерный код и провести его трассировку, вам нужно запустить БЭВМ следующим образом:

java -jar -Dmode=dual -Dcode=main.asm bcomp-ng.jar

CLI

CLI это довольно крутая модификация. Наконец-то вы можете писать 16-ричные машинные коды. Серьезно, просто напишите это:

ffae

Это установит ваш Input Register значением, которое вы написали. (И даже не нужен кастомный джарник)

Далее, вы можете написать:

a

и текущее значение Input Register будет загружено в командный регистр IP (аналог нажатия кнопки (F4) Ввод адреса в gui модификации). Для полного списка команд вам пригодится стандартная запись help в консоли (кричите о помощи).

Вместо машинных команд вы также можете написать ассемблерный код прямо в БЭВМ:

asm
Введите текст программы. Для окончания введите END
add 0xff
sub (0xf1)
end

Трассировка

Запустите БЭВМ в режиме dual и загрузите в него ваш .asm файл, как это было описано в этой секции. Чтобы увидеть прелестную таблицу в вашем терминале, нажмите (F8) Продолжение кнопку в GUI. Вы увидите, как таблица сама собой появлятся в терминале.

После успешного выполнения программы:

1. Скопируйте таблицу из терминала.
2. Вставьте ее в сырой текстовый файл, например text.txt.
3. Замените все пробелы ( ) на запятые (,).
4. Переименуйте расширение файла на csv: text.csv.
5. Откройте файл в Microsoft Excel / Libreoffice Calc или ином процессоре таблиц.
6. Скопируйте таблицу из процессора таблиц в программу, где пишется ваш отчет (Microsoft Word / Libreoffice Writer)
7. Не забывайте оформить заголовок таблицы в соответствии с ГОСТ 7.32 (задушнил.....)

Адресация

Когда вы видите что-то наподобии этого в вашем машинном коде 2EF5 во втором символе (в данном случае E) - это отвечает за так называемый режим адресации. Взгляните на таблицу ниже (L отвечает за Label - метку):

Машинный код	Имя	Нотация	Пример	Описание
0x0-0x7	Прямая абсолютная	add $L add ADDR	add $VAR1 add 0xf	Добавляет число, взятое напрямую по адресу 0xf или из $VAR1 метки
0xE (1110)	Прямая относительная	add L	add VAR1 4EFE	В ассемблере поддерживаются только метки! IP + 1 + OFFSET. Имейте в виду, что IP указывает на следующую команду. Поэтому мы и имеем + 1 в описании. Оффсет (смещение) может быть как положительным, так и отрицательным. Например, следующие коды 0x80, 0xfe обозначают отрицательное смещение. Давайте обозначимся, что команда 4EFE (add) имеет адресс 0x010. Соответственно, она указывает на адрес прямо за 4EFE (0xFE это отрицательное смещение = -2) т.е. 0x009. По этой логике 4EFF адресует сама к себе.
0x8 (1000)	Косвенная относительная	add (L)	add (VAR1)	Работает как указатели в C/C++. Как будто мы говорим: Эй, посмотри в эту коробку! В ней можно найти бумажку в которой сказанно где же определенно можно найти то, что ты ищешь. add --(Косвенная относительная)--> VAR1 --(Абсолютная)--> value ПОДРОБНЕЕ СНИЗУ
0xA (1010)	Косвенная относительная автоинкрементная постфиксная	add (L)+	add (VAR1)+	Тоже самое, что и выше описанное, но после загрузки абсолютного адреса в регистр, этот адрес увеличивается в ячейке памяти, где этот адрес хранится. AD = VAR1 VAR1 += 1 VAR1 это указатель. Так, мы изменяем указатель. Да, мы безумцы, мы выполняем арифметику указателей =).
0xB (1011)	Косвенная относительная автодекрементная префиксная	add -(L)	add -(VAR1)	VAR1 -= 1 AD = VAR1 Снова, мы меняем указатель, НЕ значение, на которое этот указатель ссылается
0xC (1100)	Смещение относительно SP	add &N add (sp + N)	add &0x4a add (sp + 0x4a)	TODO
0xF (1111)	Прямая загрузка	add #N	add #0xff	Загружает значение напрямую в AC. Только однобайтовое значение может быть загружено прямой загрузкой. Знак операнда расширится т.е. 0xfe станет 0xfffe и 0x7f станет 0x007f (значение 7го бита склонируется в 8й, 9й,.. 15й)

Note: больше информации смотрите в методичке на странице 22 и на странице 32

Заметки по Косвенной адресации

Давайте возьмем следующий пример:

org 0x10 ; конкретно данная команда опциональна, которму что компилятор ассемблера БЭВМ по умолчанию помещает программу ровно по этому самому адресу
POINTER: word 0x15 ; абсолютный адрес операнда
LD (POINTER)

org 0x15
word 0x45a9 ; нужный нам операнд

Здесь, LD (POINTER) LD в памяти будет выглядеть следующим образом: 0xA8FE.

A отвечает за код операции команды LD, 8 описывает, что режим адресации этой команды косвенная относительная и FE это оффсет/смещение. Поскольку оффсет интерпретируется как знаковое число, FE означает (-2). Как вы можете помнить, IP уже инкрементирован (это происходило в цикле выборки команды) поэтому в данный момент он адресует на 0x11 + 0x1 = 0x12. Поэтому LD будет смотреть в значение по адресу 0x12 - 0x2 = 0x10. Значение этой ячейки будет рассмотрено/интерпретировано как абсолютный адрес (а в нашем случае там 0x15) того, где же находится наш операнд. Так, значение по адресу 0x15 (которое в нашем примере 0x45A9) будет загружено в Регистр общего назначения AC.

Этапы исполнения команды

Note: [0, 2] означает промежуток от 0 до 2 включая концы

Стадия исполнения	Кол-во доступов к памяти
Цикл выборки команды	1
Цикл выборки адреса	[0, 2]
Цикл выборки операнда	1
Цикл исполнения	[0, 1]
Цикл прерывания	TODO

Note: Выборка операнда пропускается для всех команд, которые имеют 1 в 14 бите кода команды:

Для примера 0100 0000 0000 0000 здесь 14 бит подсвечен и установлен в 1

P.S. Помогите улучшить этот перевод! Загляните в оригинальный репозиторий и помогите с помощью запросов на вытягивание.