Implementação de Funções em Risc - 5 assembly

DCC006DCC017 Organização de computadores IIntrodução à Arquitetura de Computadores Trabalho Prático 1 Professores Daniel Fernandes Macedo e Omar Paranaiba Vilela Neto Antes de começar seu trabalho leia todas as instruções abaixo O trabalho deve ser feito individualmente Cópias de trabalho acarretarão em devida penalização às partes envolvidas Entregas após o prazo serão aceitas porém haverá uma penalização Quanto maior o atraso maior a penalização Submeta apenas um arquivo zip contendo as suas soluções e um arquivo txt com seu nome e matrícula Nomeie os arquivos de acordo com a numeração do problema a que se refere Por exemplo o arquivo contendo a solução para o problema 1 deve ser nomeado prob1s Se for solicitado mais de uma implementação para o mesmo problema nomeie prob1as prob1bs e assim por diante O objetivo do trabalho é praticar as suas habilidades na linguagem assembly Para isso você utilizará o Venus Simulator httpswwwkvakilmevenus O Venus é um simulador de ciclo único que te permite enxergar o valor armazenado em cada registrador e seguir a execução do seu código linha a linha O simulador foi desenvolvido por Morten Petersen e possui a ISA do RISCV embora apresente algumas alterações Você pode utilizar o seguinte link httpsgithubcommortbopetRipesblobmasterdocsintroductionmd para verificar as modificações da sintaxe ISA utilizada pelo simulador Note que no livro e material da disciplina os registradores são de 64 bits mas o simulador utiliza registradores de apenas 32 bits Para utilizar o simulador basta você digitar seu código aba Editor e para executálo basta utilizar a aba Simulator A correção do trabalho prático usará o simulador e será feita de forma automatizada Portanto é crucial que vocês empreguem as convenções de chamada de procedimento e de gerenciamento de pilha do RISCV Isso irá permitir que o trabalho desenvolvido seja avaliado corretamente por exemplo iremos usar registradores sx que são salvos pelo chamador para realizar a contabilização automática de testes que foram executados corretamente em outras palavras caso seu procedimento use registradores sx eles deverão ser salvos na pilha Para cada uma das questões iremos definir um arquivo de base onde está marcado a partir de qual ponto vocês deverão fazer o seu código A avaliação irá considerar somente o que estiver escrito dentro daqueles limites pois no momento da correção iremos alterar o início e fim do código fonte para fazer a correção Eventuais testes apresentados nesta documentação são somente para indicar a funcionalidade a ser desenvolvida O código dos alunos deve funcionar corretamente para todo e qualquer caso inclusive aqueles que não estão previstos nos códigos desde que sigam as especificações do trabalho Façam testes além dos que estão descritos nesta documentação Em ambos os problemas especificados estamos fornecendo alguns exemplos de execução para que saibam como o código será avaliado A sugestão é que enviem o código baseado nestes exemplos modificando apenas a região delimitada Com isso será possível executar scripts que substituem automaticamente a parte exemplo do programa com o código de testes Caso sejam feitas alterações fora destas partes o seu programa corre o risco de funcionar parcialmente ou mesmo não funcionar Problema 1 Mínimo múltiplo comum prob1s 5 pontos Escreva um procedimento chamado mmc que irá calcular o mínimo múltiplo comum de dois números O seu programa deverá receber os seguintes parâmetros a0 primeiro número a1 segundo número O retorno deve ser o mínimo múltiplo comum O Venus não mapeia o registrador r0 para x10 então usem x10 ou a0 como o nome do registrador de retorno em ambos os problemas Assuma que a memória onde os números do vetor serão escritos possui espaço suficiente para que todos eles sejam escritos Utilize o esqueleto a seguir para o seu arquivo prob1s repare que a parte acima e abaixo do MODIFIQUE AQUI poderá ser alterada pelo professormonitor no momento da correção data R1 START MODIFIQUE AQUI START Este espaço é para você definir as suas constantes e vetores auxiliares vetor word 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R1 END MODIFIQUE AQUI END text add s0 zero zero Quantidade de testes em que seu programa passou addi a0 zero 10 addi a1 zero 2 jal ra mmc addi t0 zero 10 bne a0t0teste2 addi s0s01 teste2 addi a0 zero 6 addi a1 zero 4 jal ra mmc addi t0 zero 12 bne a0t0 FIM addi s0s01 beq zerozeroFIM R2 START MODIFIQUE AQUI START mmc jalr zero 0ra R2 END MODIFIQUE AQUI END FIM addi t0 s0 0 Problema 2 Primos de Mersenne prob2s 5 pontos Este programa irá exercitar um conceito muito importante no assembly a gestão da pilha de chamadas de subrotinas de forma correta que é necessária para desenvolvermos programas em que um procedimento chama outro procedimento ou para que seja possível usar bibliotecas de terceiros Em outras palavras você terá que manipular o espaço da memória denominado stack pilha de funções para armazenar corretamente o endereço de retorno para as próximas instruções Os números de mersenne são os números na forma 2n1 por exemplo 1 3 7 15 31 63 Alguns destes números são primos e são chamados de primos de Mersenne Os primeiros números primos de Mersenne são M1 3 M2 7 M3 31 M4 127 M5 8191 M6 131071 M7 524287 Você irá fazer três procedimentos como especificados a seguir Procedimento geramersenne que recebe dois argumentos a quantidade de números de mersenne a serem gerados e um vetor onde os números serão armazenados nesta ordem Procedimento eprimo que recebe como argumento um número inteiro Ele retorna 1 se não for primo e 0 se for primo Procedimento primosmersenne que retorna o enésimo primo de mersenne Considere que o índice começa em 1 como mostrado na lista acima de primos de mersenne O procedimento primosmersenne deve usar internamente os procedimentos geramersenne e eprimo Trabalhos que não operarem desta forma terão a nota zerada será feita uma conferência visual do código Vale salientar também que todos os procedimentos serão testados também de forma individual ou seja deve ser possível fazer a chamada de procedimentos do programa de teste para cada um dos procedimentos individuais Devido ao fato do Venus usar variáveis de 32 bits o cálculo dos números primos de mersenne será limitado até o oitavo número primo de Mersenne que é 2321 veja a lista de números conhecidos em httpswwwmersenneorgprimes Segue um exemplo de programa de teste data R1 START MODIFIQUE AQUI START Este espaço é para você definir as suas constantes e vetores auxiliares vetor1 word 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Primeiro vetor R1 END MODIFIQUE AQUI END text add s0 zero zero la a0 4 jal ra eprimo addi t0 zero 0 bne a0t0teste2 addi s0s01 teste2 addi a0 zero 2 jal ra primosmersenne addi t0 zero 7 bne a0t0 FIM addi s0s01 beq zerozero FIM R2 START MODIFIQUE AQUI START Esse espaço é para você escrever o código dos procedimentos Por enquanto eles estão vazios geramersenne jalr zero 0ra eprimo jalr zero 0ra primosmersenne jalr zero 0ra R2 END MODIFIQUE AQUI END FIM add t0 zero s0 Dicas e sugestões Não deixe o trabalho para o último dia Não viva perigosamente Comente seu código sempre que possível Isso será visto com bons olhos 2