Sistemski softver/Projekat

Projekat na predmetu Sistemski softver je obavezan i sastoji se od 3 programa koji čine skup alata za razvoj softvera na apstraktnom računarskom sistemu. Ovaj vodič teži da bude nezavisan od postavke, koja se neznatno menja iz godine u godinu.

Podela po celinama

Zbog svog velikog obima, preporučuje se detaljna razrada zahteva na lako razumljive celine i korake. Preporučuje se sledeći redosled zadataka:

1. Tabelarno predstavljanje mašinskih instrukcija i adresiranja u sklopu simboličkog mašinskog jezika asemblera i samog mašinskog koda. Pre nego što se krene sa implementacijom leksera i parsera neophodno je detaljno pregledati tražene zahteve u jeziku.
2. Izrada modela simboličkog mašinskog jezika u softveru. Ovde se može primeniti objektno orijentisani pristup modelovanju, ili strukturni pristup nalik izlaznom formatu.
3. Razvoj leksera i parsera koristeći generatore flex i bison ili pisanjem svog leksera i parsera.
4. Izrada modela izlaznih podataka asemblera. Ovo uključuje sekcije, relokacije, simbole i sve što nije bilo pokriveno modelovanjem jezika.
5. Implementacija samog asembliranja. Prolazi se kroz izlaz parsera i popunjava izlazni model.
6. Opciono tekstualno/grafičko predstavljanje izlaznih podataka nalik readelf i objdump olakšava debagovanje.
7. Testiranje asemblera.
8. Modelovanje i implementacija izlaznog binarnog formata asemblera
9. Model ulaznih podataka linkera. Mogu se koristiti i strukture iz asemblera, ali nije preporučljivo jer su neophodni podaci za rad linkera i asemblera znatno različiti - sve postojeće enkapsulacije i interfejsi verovatno nisu dovoljno univerzalni ili su ograničavajući.
10. Implementacija linkera
11. Implementacija ispisa radne memorije u tekstualni fajl, kao i ispisa u prethodno osmišljeni objektni format, za šta kod ne bi trebalo da se znatno razlikuje.
12. Testiranje linkera.
13. Modelovanje memorije u emulatoru. Učitavanje memorije iz fajla.
14. Modelovanje procesora, registara, obrade prekida.
15. Implementacija emuliranja instrukcija. Sa naglaskom na pažljivo pisanje koda i razumevanje postavke.
16. Implementacija periferije terminal. Postavka preporučuje termios biblioteku.
17. Implementacija periferije tajmer.
18. Testiranje emulatora.

Asembler

Tabelarno predstavljanje mašinskih instrukcija i adresiranja

Postavka projekta sadrži mnogo informacija koje nisu naročito kvalitetno organizovane i predstavljene. Tabelarna reorganizacija projekta pomaže pri izradi i zato se preporučuje. Dat je primer za projekat iz 2022. godine. Primetiti da je u ovoj postavci podatak u instrukciji big endian, a podatak u memoriji little endian. Podebljana slova označavaju polja koja se zamenjuju pri generisanju mašinskog koda. Značenja su: D - odredišni registar S - izvorni registar.

Instrukcije u asembli jeziku

Instrukcija	Dužina u bajtovima	InstrDescr	RegsDescr	AddrMode	DataHigh	DataLow
		0	1	2	3	4
HALT	1	00
IRET	1	20
RET	1	40
INT	2	10	DF
PUSH	3	B0	6S	12
POP	3	A0	D6	42
NOT	2	80	D0
XCHG	2	60	DS
ADD	2	70	DS
SUB	2	71	DS
MUL	2	72	DS
DIV	2	73	DS
CMP	2	74	DS
AND	2	81	DS
OR	2	82	DS
XOR	2	83	DS
TEST	2	84	DS
SHL	2	90	DS
SHR	2	91	DS
CALL	3/5	30	FS	Adresiranje za skok
JMP	3/5	50	FS	Adresiranje za skok
JEQ	3/5	51	FS	Adresiranje za skok
JNE	3/5	52	FS	Adresiranje za skok
JGT	3/5	53	FS	Adresiranje za skok
LDR	3/5	A0	DS	Adresiranje za podatke
STR	3/5	B0	DS	Adresiranje za podatke

U tabelama adresiranja, polja su: L - deo literala S - deo vrednosti simbola, D - odredišni registar, R - izvorni registar.

Adresiranje za skok

Notacija	Adresiranje	1	2	3	4
<literal>	Neposredno	F0	00	LL	LL
<symbol>	Neposredno	F0	00	SS	SS
%<symbol>	PC relativno	F7	05	SS	SS
*<literal>	Mem. direktno	F0	04	LL	LL
*<symbol>	Mem. direktno	F0	04	SS	SS
*<reg>	Reg. direktno	FR	01
*[<reg>]	Reg. indirektno	FR	02
*[<reg>+<lit>]	Reg. ind. sa pomerajem	FR	03	LL	LL
*[<reg>+<sym>]	Reg. ind. sa pomerajem	FR	03	SS	SS

Adresiranje za podatke

Notacija	Adresiranje	1	2	3	4
$<literal>	Neposredno	D0	00	LL	LL
$<symbol>	Neposredno	D0	00	SS	SS
%<symbol>	PC relativno	D7	03	SS	SS
<literal>	Mem. direktno	D0	04	LL	LL
<symbol>	Mem. direktno	D0	04	SS	SS
<reg>	Reg. direktno	DR	01
[<reg>]	Reg. indirektno	DR	02
[<reg>+<lit>]	Reg. ind. sa pomerajem	DR	03	LL	LL
[<reg>+<sym>]	Reg. ind. sa pomerajem	DR	03	SS	SS

Ovakve tabele odlično predstavljaju šta je dati izlaz u mašinskom kodu za dati ulaz u jeziku. Preporuka je koristiti ih pri modeliranju ulaznih podataka i leksičke analize.