시스템 프로그래밍 프로젝트 SIC 어셈블러 만들기

시스템 프로그래밍 프로젝트

SIC 어셈블러 구현

▣ 사용자가 작성한 어셈블리 프로그램(원시 프로그램)을 목적 프로그램으로 번역하는 SIC 어셈블러를 구현하기

 

sample.s

 

 

assembler.c

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

#define TRUE 1

#define FALSE 0

struct OPTAB { // 연산코드 테이블

    char name[8];

    int code;

}optab[] = {

    { "ADD",0x18 },{ "ADDF",0x58 },{ "ADDR",0x90 },{ "AND",0x40 },{ "CLEAR",0xB4 },

    { "COMP",0x28 },{ "COMPF",0x88 },{ "COMPR",0xA0 },{ "DIV",0x24 },{ "DIVF",0x64 },

    { "DIVR",0x9C },{ "FIX",0xC4 },{ "FLOAT",0xC0 },{ "HIO",0xF4 },{ "J",0x3C },

    { "JEQ",0x30 },{ "JGT",0x34 },{ "JLT",0x38 },{ "JSUB",0x48 },{ "LDA",0x00 },

    { "LDB",0x68 },{ "LDCH",0x50 },{ "LDF",0x70 },{ "LDL",0x08 },{ "LDS",0x6C },

    { "LDT",0x74 },{ "LDX",0x04 },{ "LPS",0xD0 },{ "MUL",0x20 },{ "MULF",0x60 },

    { "MULR",0x98 },{ "NORM",0xC8 },{ "OR",0x44 },{ "RD",0xD8 },{ "RMO",0xAC },

    { "RSUB",0x4C },{ "SHIFTL",0xA4 },{ "SHIFTR",0xA8 },{ "SIO",0xF0 },{ "SSK",0xEC },

    { "STA",0x0C },{ "STB",0x78 },{ "STCH",0x54 },{ "STF",0x80 },{ "STI",0xD4 },

    { "STL",0x14 },{ "STS",0x7C },{ "STSW",0xE8 },{ "STT",0x84 },{ "STX",0x10 },

    { "SUB",0x1C },{ "SUBF",0x5C },{ "SUBR",0x94 },{ "SVC",0xB0 },{ "TD",0xE0 },

    { "TIO",0xF8 },{ "TIX",0x2C },{ "TIXR",0xB8 },{ "WD",0xDC },

    //어셈블러 지시자

    { "START",5 },{ "END",2 },{ "BYTE",1 },{ "RESW",4 },{ "RESB",3 },{ "WORD",6 }

};

struct SYMTAB { // 레이블에 대응하는 주소 값을 저장하는 테이블

    char symtab_label[10];

    int loc;

}symtab[200];

//변수들

int symtab_size=0; // symtab의 원소 개수

int startAdress; // 목적 프로그램의 시작 주소

int programLength; // 목적 프로그램의 총 길이

char opcode[10], label[10], operand[10]; // 연산자, 레이블, 피연산자

int LOCCTR = 0; // 레이블에 대응되는 주소 값을 추적하기 위한 변수

int objectcode = 0x000000; // 목적코드

int operandAddress; // 피연산자의 주소

int symtab_index = 0; // 레이블의 주소를 symtab에서 찾기 위한 인덱스

int opcode_index = 0; // 연산자의 코드를 optab에서 찾기 위한 인덱스

char objectcode_text[100]; // 목적코드를 문자열로 변환시키기 위한 변수

char text_record[100]; // 목적프로그램의 T레코드의 목적 코드를 저장하기 위한 변수

int text_count = 0; // T레코드 한줄에 있는 목적 코드 개수

int TS; // 해당 레코드의 시작 주소

FILE *fp; // 파일 입력

//opcode 테이블에서 탐색

int searchop(char *cp) {

    int i;

    for (i = 0; i < sizeof(optab) / sizeof(optab[0]); ++i) {

        if (strcmp(cp, optab[i].name) == 0) {

            opcode_index = i;

            return TRUE;

        }

    }

    return FALSE;

}

//symbol 테이블에서 탐색

int searchsymbol(char *cp) {

    int i;

    char *dp=malloc(sizeof(char)*10);

    strcpy(dp, cp);

    if (cp[strlen(cp) - 2] == ',') // X비트를 사용하는 피연산자 구분

        dp = strtok(dp, ",");

    for (i = 0; i < symtab_size; ++i) {

        if (strcmp(dp, symtab[i].symtab_label) == 0) {

            symtab_index = i;

            free(dp);

            return TRUE;

        }

    }

    free(dp);

    return FALSE;

}

// label, opcode, operand 구하기

void getCode(char *buf) {

    char *cp;

    int a, i, sw = FALSE;

    strcpy(opcode, ""); strcpy(label, ""); strcpy(operand, "");

    for (cp = strtok(buf, " \t\n"); cp != NULL;) {

        a = atoi(cp);

        if (!a) { // 숫자가 아니라 문자라면

            for (i = 0; i < strlen(cp); ++i) {

                if (cp[i] < 65 || cp[i]>90) {

                    sw = TRUE;

                    break;

                }

            }

            if (sw == FALSE) { // 기타문자가 아닌 알파벳 문자라면

                if (searchop(cp) == TRUE) { // 줄에서 두번째가 opcode라면 opcode로 인식

                    strcpy(opcode, cp);

                    if (strcmp(opcode, "RSUB") != 0) { // RSUB는 피연산자가 없기때문에

                        cp = strtok(NULL, " \t\n");

                        strcpy(operand, cp);

                    }

                }

                else { // 줄에서 두번째가 opcode가 아니라면 label로 인식

                    strcpy(label, cp);

                    cp = strtok(NULL, " \t\n");

                    strcpy(opcode, cp);

                    cp = strtok(NULL, " \t\n");

                    strcpy(operand, cp);

                }

            }

        }

        cp = strtok(NULL, " \t\n");

    }

}

//텍스트 레코드 출력

void write_T_record() {

    printf("T%.6X%.2X%s\n", TS,strlen(text_record)/2, text_record); // 시작주소 목적코드길이 목적코드 출력

    strcpy(text_record, "");

    text_count = 0;

}

//opcode가 BYTE일때 목적코드를 구하기

int get_byte_code(char* cp) {

    int i,n,nsum,k,j;

    if (operand[0] == 'C') { // C의 경우

        nsum = 0;

        for (i = 2; i < strlen(cp) - 2; ++i) {

            nsum += (int)cp[i];

            nsum = nsum << 8;

        }

        nsum += cp[strlen(cp) - 2];

    }

    else if (operand[0] == 'X') { // X의 경우

        nsum = 0;

        for (i = 2; i < strlen(cp) - 2; ++i) {

            if (cp[i] > 65 && cp[i]<90) // 알파벳이라면

                n = (int)cp[i] - 55;

            else // 숫자라면

                n = (int)cp[i] - 48;

            nsum += n;

            nsum = nsum << 4;

        }

        if (cp[strlen(cp) - 2] > 65 && cp[strlen(cp) - 2] < 90)

            nsum += cp[strlen(cp) - 2] - 55;

        else

            nsum += cp[strlen(cp) - 2] - 48;

    }

    return nsum;

}

//loc 구하기

void plus_locctr(char *opcode) {

    if (strcmp(opcode, "WORD") == 0) {

        LOCCTR += 3;

    }

    else if (strcmp(opcode, "RESW") == 0) {

        LOCCTR += 3 * atoi(operand);

    }

    else if (strcmp(opcode, "RESB") == 0) {

        LOCCTR += atoi(operand);

    }

    else if (strcmp(opcode, "BYTE") == 0) {

        if (operand[0] == 'C')

            LOCCTR += strlen(operand) - 3;

        else if (operand[0] == 'X')

            LOCCTR += (strlen(operand) - 3) / 2;

    }

    else {

        LOCCTR += 3;

    }

}

//패스 1

void pass_one(FILE *fp) {

    char buf[80];

    while (fgets(buf, sizeof(buf), fp) != NULL) {

        getCode(buf);

        if (strcmp(opcode, "START") == 0) {

            LOCCTR = strtoul(operand, NULL, 16);

            startAdress = LOCCTR;

            continue;

        }

        if (strcmp(opcode, "END") != 0) {

            if (buf[0] != '.') {

                if (searchsymbol(label) == TRUE) { // 레이블이름이 중복이라면

                    fprintf(stderr, "Label already exists...\n");

                }

                else {

                    if (strcmp(label, "") != 0) { //레이블이 있는 경우 등록

                        strcpy(symtab[symtab_size].symtab_label, label);

                        symtab[symtab_size].loc = LOCCTR;

                        ++symtab_size;

                    }

                }

                if (searchop(opcode) == TRUE) { // loc증가

                    plus_locctr(opcode);

                }

            }

        }

        programLength = LOCCTR - startAdress; // 프로그램 총 길이

    }

}

//패스 2

void pass_two(FILE *fp) {

    LOCCTR = startAdress;

    TS = LOCCTR;

    char buf[80];

    int n;

    int text_sw = FALSE;

    strcpy(text_record, "");

    fgets(buf, sizeof(buf), fp);

    getCode(buf);

    if (strcmp(opcode, "START") == 0) {

        objectcode += strtoul(operand, NULL, 16);

    }

    printf("H%s\t%.6X%.6X\n", label, objectcode, programLength); // H레코드 출력

    while (fgets(buf, sizeof(buf), fp) != NULL) {

        getCode(buf);

        if (strcmp(opcode, "END") != 0) {

            if (buf[0] != '.') {

                if (searchop(opcode)) { // opcode가 optab에 있다면

                    plus_locctr(opcode);

                    if (strcmp(opcode, "BYTE") == 0) { // BTYE일때 목적코드

                        objectcode = get_byte_code(operand);

                        n = strlen(operand) - 3;

                        sprintf(objectcode_text, "%.*X",n, objectcode); // 목적코드 문자열로 전환

                        strcat(text_record, objectcode_text); // T레코드에 합치기

                        ++text_count;

                    }

                    else if (strcmp(opcode, "WORD") == 0) { //WORD일때 목적코드

                        objectcode = 0x000000;

                        objectcode += atoi(operand); // 피연산자가 상수이기때문에

                        sprintf(objectcode_text, "%.6X", objectcode); // 목적코드 문자열로 전환

                        strcat(text_record, objectcode_text); // T레코드에 합치기

                        ++text_count;

                    }

                    else if (strcmp(opcode, "RESW") != 0 && strcmp(opcode, "RESB") != 0) { // 그외에 목적코드

                        if (searchsymbol(operand)) { //symtab에 있으면 해당되는 loc 등록

                            operandAddress = symtab[symtab_index].loc;

                        }

                        else {

                            if (strcmp(operand, "") != 0) { // 피연산자가 존재했는데도 못찾은 거라면 피연산자 에러

                                operandAddress = 0;

                                fprintf(stderr, "The operand does not exist on the symboltable....\n",opcode,operand);

                            }

                            operandAddress = 0;

                        }

                        objectcode = optab[opcode_index].code; // 연산자코드 합성

                        objectcode = objectcode << 16;

                        objectcode += operandAddress; // 피연산자 주소 합성

                        if (operand[strlen(operand) - 2] == ',') { // X비트 사용시

                            objectcode += 0x008000;

                        }

                        sprintf(objectcode_text, "%.6X", objectcode); // 목적코드 문자열로 전환

                        strcat(text_record, objectcode_text); // T레코드에 합치기

                        ++text_count;

                    }

                    else if (strcmp(opcode, "RESW") == 0 || strcmp(opcode, "RESB") == 0) {

                        //RESW 와 RESB는 목적코드가 없고, T레코드에서 이 다음부터 출력되기 때문에

                        if (strcmp(text_record, "") != 0) { // 목적코드가 있다면 출력

                            write_T_record();

                            TS = LOCCTR; // T레코드 시작주소 변경

                        }

                        TS = LOCCTR; // 없다면 T레코드 시작주소만 변경

                    }

                    if (text_count==10) { // 코드의개수가 10개가 되면 출력

                        write_T_record();

                        TS = LOCCTR; // T레코드 시작주소 변경

                    }

                }

            }

        }

    }

    write_T_record(); // 마지막 줄 출력

    printf("E%.6X\n", startAdress); // E레코드 출력

}

void openfile() {

    if ((fp = fopen("sample.s", "r")) == NULL) {

        fprintf(stderr, "file not found...\n"); exit(1);

    }

}

int main() {

    openfile();

    pass_one(fp); // 패스1

    openfile();

    pass_two(fp); // 패스2

}

 

 

 

 

 

 

 

실행결과

 

Header record(‘H’ + 프로그램이름 + 프로그램시작주소 + 프로그램 길이)

Text record(‘T’ + “해당 레코드의 시작 주소 + 목적 코드 길이 + 목적코드”_반복)

End record(‘E’ + 첫 실행 명령어의 주소)

입니다.