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LICENSE.md

+# Lizenz
+
+In diesem Repository sind Übungsaufgaben zur Vorlesung "Grundgebiete der Informatik 4" zufinden,
+die im Rahmen des Studiengangs "Technische Informatik" an der RWTH Aachen angeboten werden.
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+Wenn nichts anderes angegeben wurde, sind die Texte unter folgender Lizenz veröffentlicht:
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+[![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/3.0/88x31.png)](http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/de/)
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+**Übung zur Vorlesung "Grundgebiete der Informatik 4"** vom [Institute for Automation of Complex Power Systems](http://www.acs.eonerc.rwth-aachen.de), [RWTH Aachen University](http://www.rwth-aachen.de), ist lizenziert unter einer [Creative Commons Lizenz BY-NC-SA 3.0 DE](http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/de/).

README.md

+# Übung 7: Assembler
+
+In dieser Aufgabe sollen Sie die Arbeitsweise eines Assemblers anhand des folgenden Beispielprogramms für die vereinfachte Mikroprozessor-Architektur aus der Vorlesung nachvollziehen, die der x86-Architektur ähnlich ist. Das Befehlsformat ist gegenüber der x86-Architektur vereinfacht und besteht aus den folgenden Elementen:
+
+* OpCode (1 Byte)
+* Register- und Adressmodusbezeichner 1. Operand (1 Byte, optional)
+* Register- und Adressmodusbezeichner 2. Operand (1 Byte, optional)
+* SI-Byte (Abkürzung steht für „Scale and Index“, 1 Byte, optional)
+* Displacement (4 Bytes, optional)
+* Immediate (4 Bytes, optional)
+
+Anhand der Anweisung `mov edx, [ebx+8*ecx]` wird die Bildung des Maschinencodes exemplarisch erläutert. Der Opcode wird mit Hilfe der Tabelle 1 bestimmt und entspricht in diesem Fall `0x0C`. Für die beiden Operanden muss anschließend jeweils ihr Register- und Adressmodusbezeichner bestimmt werden, die jeweils in einem Byte codiert werden und ebenfalls aus Tabelle 1 ersichtlich sind. Die Bits 0-3 des Bezeichners spezifizieren den Adressmodus, die Bits 4-7 spezifizieren, welches Register als Basis für den Adressmodus verwendet wird.
+
+Der erste Operand stellt ein Register dar, so dass die Bits 0-3 den Wert 0x0 annehmen. Da es sich bei dem Register des ersten Operanden um das Register `edx` handelt, nehmen die Bits 4-7 den Wert 0x3 an. Somit besitzt der Register- und Adressmodusbezeichner des ersten Operanden den Wert `0x30`.
+
+Der zweite Operand verwendet als Adressierungsmodus *indirekt indiziert*, so dass die Bits 0-3 des Register- und Adressmodusbezeichners den Wert `0x4` annehmen. Die Bits 4 bis 7 nehmen den Wert `0x1` an, der für das Register ebx steht. Somit besitzt der Register- und Adressmodusbezeichner des zweiten Operanden den Wert `0x14`. Anschließend muss im SI-Byte das Index-Register sowie der Skalierungsfaktor des zweiten Operanden codiert werden. Bits 0-3 stehen hierbei für das Index-Register und nehmen wegen des Registers ecx den Wert `0x2` an. Die Bits 4-7 beschreiben den Skalierungsfaktor und nehmen daher hier den Wert `0x8` an.
+
+Somit ergibt sich für die exemplarische Anweisung der Maschinencode `0x0C301482`.
+
+1. Erläutern Sie kurz und prägnant die Funktionsweise des Beispielprogramms.
+2. Vollziehen Sie die Phase 1 eines Assemblers wie in der Vorlesung nach:
+
+	* Markieren Sie die Pseudooperationen im Quelltext.
+	* Errechnen Sie die Länge der einzelnen Befehle und geben Sie diese am Zeilenen- de in Klammern an.
+	* Schreiben Sie vor jede Zeile im Quellcode den entsprechenden Locationcounter.
+	* Generieren Sie die Symboltabelle des Assemblers, verwenden Sie hierzu die
nachfolgende Tabelle.
+	* Geben Sie die Länge des Code- und des Datensegmentes sowie die Gesamtlänge an.
+
+3. Vollziehen Sie nun die Phase 2 des Assemblers nach, indem Sie eine Objektdatei im in der Vorlesung vorgestellten Objektformat erzeugen. Zur Vereinfachung können alle Zahlen im *Big Endian*-Format dargestellt werden, außerdem seien alle Sprünge relativ und alle Funktionsaufrufe absolut. Kodieren Sie, soweit möglich, genau drei Befehle in einem T-Datensatz. Nutzen Sie auch den den S-Datensatz. Gehen Sie davon aus, dass der Dateiname und damit auch der Modulname *cntdwn* lautet.
+
+{% highlight nasm %}
+SECTION .text
+extern printf
+extern exit
+global main
+global msg

main:
push ebp
mov ebp , esp
+sub esp, 4

mov ebx, 0x39
mov dword [ebp-4], 0x30

schleife:
cmp ebx , dword [ebp -4]
+je ende

mov byte [msg+msg_len -4], bl

push dword msg
+call printf
+add esp, 4

dec ebx
jmp schleife

ende:
add esp, 4
+pop ebp

push dword 0
+call exit
+add esp, 4

mov eax, 1
+mov ebx, 0
+int 0x80

SECTION .data
CR equ 13
LF equ 10
msg db "Hello World! ebx = ?", CR, LF, 0
+msg_len equ $ - msg
+{% endhighlight %}
+
+* Symboltabele 
+
+| Symbol | Typ | Wert | Global sichtbar? (Ja/Nein) | Weitere Attribute |
|--------|-----|------|----------------------------|---------------------|
+| |
+| |
+| |
+| |
+| |
+| |
+| |
+| |
+| |
+| |
+
+* Opcodes
+
+| Mnemonic | OpCode |
+|----------|--------|
| add | 0x01 |
+| sub |0x02 |
+| inc | 0x03 |
+| dec | 0x04 |
+| push | 0x05 |
+| pop | 0x06 |
+| jmp | 0x07 | 
+| call | 0x08 |
+| ret | 0x09 | 
+| cmp | 0x0A |
+| je | 0x0B | 
+| mov | 0x0C |
+| int | 0x0D |
+
+* Adressmodus (untere 4 Bits)
+
+| Adressierungsart | Adressmodus | Beispiele |
+|------------------|-------------|-----------|
| register | 0x0 | mov eax, ... |
+| immediate | 0x1 | push 2000 |
+| direkt | 0x2 | mov [2000], ...|
+| indirekt | 0x3 | mov [ebx], ...|
+| indirekt indiziert | 0x4 | mov [ebx+8*eax], ...|
+| indir. mit disp. | 0x5 | mov [eax-4], ... |
+| indir. ind. m. disp. | 0x6 | mov [eax+8*ebx-4], ...|
+
+* Register (obere 4 Bits)
+
+| Register | Bezeichner |
+|----------|------------|
+| eax | 0x0 |
| ebx | 0x1 |
+| ecx | 0x2 |
+| edx | 0x3 |
+| ebp | 0x4 |
+| esp | 0x5 |
+| edi | 0x6 |
+| esi | 0x7 |
+| ax | 0x8 |
+| al | 0x9 |
+| ah | 0xA |
+| bx | 0xB |
+| bl | 0xC |
+| bh | 0xD |
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