计算机组成与结构 项目指南 2015年春季学期.docVIP

计算机组成与结构项目指南 汇编指令到机器代码的转换程序（汇编器） 项目目标 掌握汇编器的设计方法； 为项目四CPU设计提供测试工具。 项目条件 Linux操作系统； Linux操作系统程序开发工具GCC，GDB。 项目准备 安装Linux操作系统； 如果发现Linux默认安装没有带GCC、GDB等编译开发工具，那么要下载安装编译开发工具； 回顾教材A.1，A.2节中关于汇编器的内容； 利用图书馆或互联网资源，了解GCC命令（例如：/man/1/gcc）； 利用图书馆或互联网资源，了解GDB工具（例如：/developerworks/cn/linux/sdk/gdb/index.html）。 项目内容 假设有一个简单的CPU，它能访问64KB的存储器（CPU有16位地址输出，8位数据输入和输出），内部有3个程序员可见的寄存器AC, R和Z ： 程序员不可见的寄存器如下： 当简单CPU启动时，所有寄存器都会被自动清零。简单CPU的指令集如下表所示： 指令集表中 Γ 表示一个16位二进制地址（采用小端序保存）。因此LDAC, STAC, JUMP, JMPZ, JPNZ这5条指令都是3字节指令，其余指令为单字节指令。 请编写一个C程序，输入为该简单CPU的汇编指令序列（以文本文件形式提供），输出为该CPU的机器指令代码（以二进制文件形式保存）； 用该简单CPU指令集中的指令编写一个汇编指令序列“sum10”，完成计算从1加到10的任务，并把结果保存到内存某个存储单元。以下为一段从1加到n的参考代码： 可以根据以上代码的思路来完成sum10的编写（提示：可以把需要的常数10当作机器代码的一部分，也保存在二进制文件中——可能需要增加数据伪指令。当机器代码装载到内存中时，该常数也被装入到某个内存单元，从而可以被LDAC指令按照地址读出）； 用所编写的汇编器将汇编指令序列“sum10”翻译成二进制机器代码，并保存为一个二进制文件，为项目二提供测试例子。 思考问题 汇编器的基本功能是什么，基本设计方法是什么； 符号表是什么，地址计数器是什么，单趟汇编和多趟汇编有何区别； 实际的汇编语言通常支持标号（label），这有什么好处，应该怎么处理； 实际的汇编语言通常提供一些伪指令，其中包括定义数据的伪指令，它们的作用是什么； 本项目中，汇编器怎样设计，才能支持sum10的编写和翻译为二进制机器指令代码。 报告要求 项目报告需要有姓名，学号，班级，项目名称，项目目标，项目条件，项目内容，需求分析，设计方案，测试记录，项目总结等项目； 需求分析要描述汇编器实现的具体功能和要求，可接收输入的详细信息，可能产生的输出的详细信息； 设计方案有：（1）完成需求分析所提出的功能和要求解决的问题；（2）对所列问题的解决思路；（2）程序流程图；（3）程序各模块说明； 测试记录需要有如下信息：（1）项目机器CPU配置，内存配置，操作系统名称和版本号，内核版本号，GCC版本号，GDB版本号；（2）程序源代码，GCC编译命令文本；（3）测试输入例子说明和源代码；（4）输出结果记录和说明； 项目总结要根据项目目标，项目内容，需求分析，设计方案，测试记录，评估项目达到的效果； 设计方案和项目总结中要体现出对思考问题的回答，但不要逐条回答，而是融入到设计方案和项目总结本身的叙述中。  机器代码到汇编指令的转换程序（反汇编器） 项目目标 掌握反汇编器的设计方法； 为项目一的汇编器设计提供验证工具。 项目条件 Linux操作系统； Linux操作系统程序开发工具GCC，GDB； 项目准备 安装Linux操作系统； 如果发现Linux默认安装没有带GCC、GDB等编译开发工具，那么要下载安装编译开发工具； 回顾教材A.1，A.2节中关于汇编器的内容； 利用图书馆或互联网资源，了解GCC命令（例如：/man/1/gcc）； 利用图书馆或互联网资源，了解GDB工具（例如：/developerworks/cn/linux/sdk/gdb/index.html）。 项目内容 假设有一个简单的CPU，它能访问64KB的存储器（CPU有16位地址输出，8位数据输入和输出），内部有3个程序员可见的寄存器AC, R和Z ： 程序员不可见的寄存器如下： 当简单CPU启动时，所有寄存器都会被自动清零。简单CPU的指令集如下表所示： 指令集表中 Γ 表示一个16位二进制地址（采用小端序保存）。因此LDAC, STAC, JUMP, JMPZ, JPNZ这5条指令都是3字节指令，其余指令为单字节指令。 请编写一个C程序，输入为项目一中汇编器所生成的二进制机器代码文件，输出为该简单CPU的汇编指令序列（以文本文件形式保存）。请使用项目一中的sum10程序作为测试例子； 比较本项目反汇编器对sum10程序机器