Demos and stuff
Эта программа использовалась для отладки коммуникации между платой "Марсоход" и персональным компьютером по последовательно коммуникационному порту. Программа использовалась для контроля целостности принимаемых данных.
Всё, что она умеет делать - выводить приветствие и ожидать нажатия на клавишу удалённого терминала. При получении кода нажатой клавиши, программа в ответ отправляет в терминал строку, содержащую текстовое представление кодов нажатых клавиш в десятичном и шестнадцатеричном виде.
Компьютер "Террикон" - новый компьютер с новой архитектурой. В 2023 году у него нет компилятора. В в 2034 году у него нет операционной системы. Единственный способ писать программы для него - макроассемблер "Эверест". Чтобы писать на "голом железе" без операционной системы, требуется прошивка. Макроассемблер генерирует такие прошивки. Результатом работы макроассемблера является двоичный файл, являющийся программой аналогом прошивки. Для создания программы-прошивки существует универсальная точка входа - выполнение начинается с первого байта двоичного файла с прошивкой.
Для создания прошивки необходимо выполнить следующую команду в командной строке:
C:> slagheap.exe usr_demo.asm
В результате выполнения этой команды в текущей директории появятся новые файлы, одним из которых будет usr_demo.bin - это и есть прошивка, т.е. двоичный файл с инструкциями микропроцессора Эверест. Он используется для загрузки в память виртуального компьютера "Террикон" и передачи ему управления. В терминах персональных компьютеров двоичный образ исполняемых файлов есть не что иное, как BIOS и является его аналогом - это тот код, которому процесссор передаёт управление после включения питания или сброса.
; --- Точка входа при отладке на "голом железе". Она должна быть первой в файле function test_string load r14, 0x8000 ; set stack notch jmp entry entry: end
Строки, начинающиеся с точки-с-запятой - комментарии. Комментарии нужны разработчикам как воздух - без них трудно понять что делает соответствующий комментариям код. при При построении двоичного кода макроассемблер игнорирует комментарии!
Слово function определяет начало функции. Функция, в зависимости от используемого языка программирования, также известна как подпрограмма или как процедура. Названия разные - смысл одинаков.
За словом function следует имя функции. В ассемблерах функциями принято называть подпрограммы. Подпрограммы умеют вызвать другие подпрограммы, т.е. передать управление другой подпрограмме и вернуться обратно в вызывающую в точности к следующей (которая исполнится следом за вызывающей) инструкции. Подпрограммы-функции - это именованные объекты.
Далее, со смещением вправо и по одной на строку, перечисляются инструкции процессора, являющиеся телом функции. Рассмотрим инструкции заголовка:
load r14, 0x8000 - загрузка константы в регистр R14. По соглашению Everest ABI Этот регистр используется как указатель стека. Аналог регистра SP архитектуры 8086. Установка регистра R14 необходима при отсутствии операционной системы, если файл usr_demo3.asm использован как основной файл проекта и является точкой входа в прошивку. Вершина устанавливается равной размеру оперативной памяти, количество которой ограничено 32 килобайтами.
notch - инструкция-префикс. Устанавливает одноимённый внутренний флаг, который меняет поведение следующей за префиксом инструкции.
jmp entry - безусловный переход на метку entry. Метка может быть определена выше или ниже, но в пределах функции-подпрограммы. Поскольку перед инструкцией был использован префикс, при переходе на метку в регистр R15 заносится адрес следующей за инструкцией перехода инструкцией. Таким образом сохраняется адрес возврата для инструкции return.
entry: - собственно сама метка. Хороший стиль - метка в первой позиции строки. Метку отличает от команд, операндов и зарезервированных слов наличие двоеточия в конце. Метка не может начинаться с цифры или любого знака, отличающегося от латинского алфавита.
Далее начнётся исполнение инструкций, следующих за меткой. Приём с сохранением адреса возврата выбран для тестирования библиотечных функций. В каждом исходном файле библиотечных функуий точка входа - первая функция, которая устанавливает стек, поэтому вызывать эту функцию нельзя. Но поскольку она устанавливает стек, она может вызывать другие функции и эта возможность использована для тестирования.
На оригинальной Slagheap SoC инициализировать кроме стека было нечего, поэтому следующую за заголовком небиблиотечную функцию логично назвать maim, по канонам языка Си.
function _main push r15 ; сохранение адреса возврата в стеке lea r1, $hi_str ; загрузка в регистр R1 адреса строки, объявленной где-то за пределами функции call _puts ; вывод строки в консоль loop: call _getchar ; ожидает нажатия клавиши в консоли push r0 ; сохраняет код нажатой клавиши в стеке lea r1, $dec_str ; загрузка в регистр R1 адреса строки call _puts ; вывод строки в консоль mov r0, (r14) ; запись в регистр RO кода прочитанного символа, сохранённого в стеке call _print_dec ; вызов подпрограммы печати десятичного числа lea r1, $hex_str ; загрузка в регистр R1 адреса строки call _puts ; вывод строки в консоль mov r0, (r14) ; чтение кода нажатой клавиши с вер call _print_hex ; вызов подпрограммы шестнадцатеричного числа call _newline ; вызов подпрограммы перевода строки pop r0 ; восстановление кода нажатой клавиши из стека в регистр R0 load r1, 0x51 ; Загрузка константы 0x51 (код клавиши Q) в регистр R1 cmp r1, r0 ; сравнение кода нажатой клавиши jne loop ; если код клавиши, отличный от кода клавиши Q, то переход на метку loop - начало цикла pop r15 ; восстановление адреса возврата из стека в регистр R15 return ; возврат из функции _main end
Макроассемблер ничего не знает о функциях _puts, _getchar, _print_dec, _print_hex и т.д. Соответственно ему надо как-то сообщить откуда их брать. Для этого существует директива include.
include ../lib/asm/tty/tty.asm include ../lib/asm/emulate/div.asm include ../lib/asm/tty/print_dec.asm
Выше в коде использовалась инструкции lea r1, $hi_str, которая ссылалась на текстовые строки. Текстовые строки объявляются в макроассемблере Эверест следующим образом:
$hi_str db 'Press Q to quit',13,10,0
$dec_str db 'Decimal ',0
$hex_str db ' Hex ',
db 'number', 0
Особенности выравнивания данных показаны в примере выше. Массивы размерностью N байт имеют особенности выравнивания. В случае, если массив имеет метку, он выравнивается на границу 4 байта (размер машинного слова архитектуры Эверест). Иначе в массив следует без выравнивания за предыдущим. В примере строка с меткой $hex_str имеет размерность, не кратную четырём: ' Hex ' - состоит из двух пробелов и трёх букв, что в сумме даёт длину массива 5 байт. Соответственно, пример сгенерирует следующий массив:
0000: 20 48 65 78 20 6e 75 6d 62 65 72 00 " Hex number#"
В случае же, если бы строка с текстом 'number' имела метка, например так:
$hex_str db ' Hex ', $metka db 'number', 0
То массив имел бы следующий виде:
0000: 20 48 65 78 20 00 " Hex " 0008: 6e 75 6d 62 65 72 00 00 "number#"
В результате обработки файла usr_demo3.asm макроассемблером Эверест был создан файл usr_demo3.bin Для старта виртуального компьютера Эверест используйте следующую команду:
C:> slagheap.exe usr_demo3.bin
Для сборки прошивки из исходного ассемблерного кода и для моделирования виртуального компьютера используется один и тот же исполняемый файл. Режим работы определяется расширением указанного фала - .asm - режим ассемблера, .bin - режим виртуального компьютера с образом прошивки, указанной в командной строке.