Este documento contiene la información necesaria relacionada con el capítulo 3 del libro:

Estructura de computadores. Problemas resueltos. M.Isabel García Clemente y otros. Noviembre 2006. Editorial Ra-Ma.

El capítulo 3 (Programación en ensamblador) contiene programas resueltos en ensamblador IEEE-694 y en ensamblador nativo del microprocesador de Motorola MC88110.

El microprocesador MC88110 es un procesador RISC superescalar que se encuadra dentro de la familia 88000 de Motorola. Es capaz de despachar dos instrucciones cada ciclo de reloj respetando el orden secuencial del programa a través del mecanismo de pipeline del secuenciador. El despacho de instrucciones se hace hacia diez unidades funcionales que trabajan en paralelo.

Para mejorar la utilidad académica de dicho procesador se ha construido un simulador que permite configurar el procesador teniendo en cuenta los siguientes parámetros:

• Configuración de la memoria principal. Permite establecer el número de bloques de la memoria y su tiempo de acceso.
   
• Configuración de la cache de instrucciones. Permite configurar el tamaño, el tamaño del bloque, la política de ubicación de la cache de instrucciones y si la cache está activada o no.
   
• Configuración de la cache de datos. Permite configurar el tamaño, el tamaño del bloque, la política de ubicación, la política de escritura en memoria de la cache de datos y si la cache está activada o no.
   
• Configuración de la CPU. Permite configurar el modo de ejecución de la CPU: serie o superescalar, el modo de redondeo del procesador de coma flotante y el ordenamiento de bytes en memoria (little-endian o big-endian).

Los ejemplos resueltos utilizando el ensamblador nativo del 88110 utilizan la configuración del fichero serie que se incluye en la distribución. Este fichero configura la CPU según los siguientes parámetros:

• Cache de datos e instrucciones inhibidas
• Memoria de un solo bloque con tiempo de acceso de 10 ciclos.
• Ejecución serie.
• Ordenamiento de bytes en memoria little-endian.
• Modo de redondeo al más cercano.

Este modo de ejecución se invoca mediante el shellscript mc88100 de la distribución.

La documentación se compone del manual de usuario del simulador y del ensamblador y una descripción completa del juego de instrucciones. Puede obtener estos documentos en distintos formatos (Postscript o PDF) y comprimidos con diferentes compresores (Winzip o tar y gzip):

• Manual de usuario en formato Postscript comprimido con Winzip. (240 Kb)
• Manual de usuario en formato PDF comprimido con Winzip. (340 Kb)

A continuación se listan las distribuciones disponibles del simulador. Cada una de ellas contiene los siguientes ficheros:

• 88110e: Programa ensamblador. Permite ensamblar un fichero con un programa ensamblador a un fichero binario que puede leer el simulador.
   
• em88110: Simulador. Simulador del MC88110. Al invocarlo se le pasan dos parámetros: el fichero de configuración de la máquina y el fichero que contiene el programa compilado.
   
• 88110ins: Programa que permite generar o modificar un fichero de configuración.
   
• serie: Fichero de configuración de un computador serie sin caches.
   
• paralelo: Fichero de configuración de un computador superescalar con cache de instrucciones y datos.
   
• INSTALL: ShellScript que instala la aplicación. Además genera el script mc88110 que invoca al emulador con el fichero de configuración serie. Se invoca con ./INSTALL ó sh INSTALL
   

Las distribuciones disponibles de la versión 1.5 del simulador son las siguientes:

• Solaris 7 para máquinas Sparc.
• Solaris 9 para máquinas Intel.
• Linux. Versión compilada con librerías estáticas. Si utiliza Linux (en cualquiera de sus distribuciones) instale esta distribución.

A continuación se proporcionan los ficheros que contienen el código ensamblador de los problemas del 2 al 9 del capítulo 3 del libro:
 

Estos problemas se resuelven utilizando el ensamblador nativo del mc88110 y los puede obtener en formato zip. En esta distribución se incluyen dos soluciones alternativas para los problemas 2, 3 y 5.

Todos los problemas que se resuelven mediante una subrutina contienen un programa llamante a dicha subrutina y un conjunto de parámetros que permiten comprobar su funcionamiento. Cada uno de los ficheros contiene al final uno o varios programas llamantes identificados por sus correspondientes etiquetas. Para ensamblar cada uno de los ficheros, se debe utilizar el comando:

Donde llamante es la etiqueta de comienzo del programa llamante, fich.ens es el nombre del fichero que contiene el programa que se desea ensamblar y fich.bin es el fichero resultado del proceso de ensamblado.

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