시스템 프로그래밍 프로젝트 #7 최종 (Assembler in C)

Problem:

지금까지의 프로젝트를 참고하여 2 pass assembler를 만들면 됩니다.

먼저 어셈블러(Assembler)란?

하드웨어가 직접 이해하여 실행하는 기계어는 일반적으로 비트 열 또는 16진수로 표현되기 때문에 인간이 이해하기 어렵다. 그래서 인간이 이해하기 쉽도록 기계어와 거의 일대일로 대응하는 기호로 표현된 언어로 어셈블러 언어가 있으며, 어셈블러 언어를 기계어로 번역하는 프로그램을 어셈블러, 번역하는 것을 어셈블이라고 합니다.

어셈블러의 역할을 그림으로 간단하게 나타내 보면 다음과 같습니다.

이 글에서 구현 할 2 패스 어셈블러의 알고리즘을 보겠습니다.

pass 1 :

pass 2 :

Input File:

[input.txt

0.00MB](https://blog.kakaocdn.net/dna/xUij6/btqCOy7htQe/AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAB_VWkVfA2rInIajg3ZSoMTmT7rJBACuRmMZNSZeb_gJ/input.txt?credential=yqXZFxpELC7KVnFOS48ylbz2pIh7yKj8&expires=1788188399&allow_ip=&allow_referer=&signature=NHNwwOKeDH%2BidHDibeoD82XJB5w%3D&attach=1&knm=tfile.txt)

Execution Result:

출력 파일 :

Code:


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458	#include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> #define MAX 100 #define XR 32768 // X 레지스터 더할 값 int pass1(char bp); int pass2(char bp, FILE Sample_o); //int find_optab(); int fprint(int res, FILE sample_1st); // pass 1의 실행 결과를 파일에 출력하는 함수 struct OPTAB { char name[8]; int len; } optab[] = { {"LDA", 00}, {"STA", 12}, {"TIX", 44}, {"STL", 20}, {"JSUB", 72}, {"COMP", 40}, {"JEQ", 48}, {"J", 60}, {"RSUB", 76}, {"BYTE", 1}, {"WORD", 3}, {"RESW", 3}, {"RESB", 1}, {"TD", 224}, {"RD", 216}, {"LDX", 04}, {"STCH", 84}, {"JLT", 56}, {"STX", 16}, {"WD", 220}, {"LDCH", 80}}; struct TABLE { char lable[10], opcode[10], oprand[10]; int symloc; // lable의 주소 int object; } symtab[MAX]; int p1_start; long locctr=0; // 위치 계수기 LOCCTR long p2_locctr=0; int flag=0; // pass 1 에서 오류판독, loop정지, 이벤트 후 다음 줄 읽어옴 등 여러가지 상황을 알려주는 flag int flag2; // opcode가 OPTAB에 정의된 단어인지 아닌지 알려주는 flag int j=0; // 정상적으로 SYMTAB에 추가된 lable 개수 count int cnt=0; // line number, 한 줄당 5씩 증가 ( 5, 10, 15, 20, ..... , cnt) int res = 0; // 파일 출력시 loop문 탈출을 위한 flag int flag3 = 0; // space를 파일의 lable에 출력하기 위한 flag int p2_start=0; int l=0, T=10; int a=1, b=11; int main() { int i; FILE fp; FILE sample_1st; FILE sample_o; char buf[80]; char token; if( (fp = fopen("input.txt", "r")) == NULL) { // 입력 소스파일 오픈 printf("input.txt not found...\n"); exit(1); } if( (sample_1st = fopen("Sample.txt", "w+")) == NULL) { // 출력 Sample파일 오픈 printf("Sample.txt not open...\n"); exit(1); } if( (sample_o = fopen("Sample_o.txt", "w+")) == NULL){ // 출력 Sample.o파일 오픈 printf("Sample.txt not open...\n"); exit(1); } // pass 1 while(fgets(buf, sizeof(buf), fp) != NULL){ flag = pass1(buf); res = fprint(res, sample_1st); if(res == 4) break; } fclose(fp); rewind(sample_1st); // sample_1st의 file pointer를 0(시작점)으로 이동 /* void rewind(FILE stream); : 파일의 현재 위치를 0(시작점)으로 이동 / while(fgets(buf, sizeof(buf), sample_1st) != NULL){ // Sample.txt 파일 내용 출력 printf("%s",buf); } printf("\ntotal length : %X", locctr); printf("\n\n"); printf("\n---------Symbol Table---------\n\n"); printf("\tSymbol\tValue\n\n"); for(i=1; i<MAX; i++){ if(!strlen(symtab[i].lable) < 1 ) printf("\t%s\t%X\n",symtab[i].lable, symtab[i].symloc); } printf("\n\n"); // pass 2 rewind(sample_1st); // sample_1st의 file pointer를 0(시작점)으로 이동 printf("---------Object Code---------\n\n"); while(fgets(buf, sizeof(buf), sample_1st) != NULL){ // Sample.txt 파일을 한줄씩 읽어옴 flag = pass2(buf, sample_o); if(flag == 1) break; } fclose(sample_1st); fclose(sample_o); return 0; } int pass2(char bp, FILE Sample_o){ char test; char tmp_token; int i,k,n; char token = strtok(bp, "\t\n"); char tmp_lable[10]; if(token == NULL) // token이 NULL이면 다음 줄 읽어옴 return 0; if(p2_start == 0){ //p2_start가 0이면 실행 for(i=0; i<3; i++){ if(i==2) strcpy(tmp_lable, token); token = strtok(NULL, "\t\n"); } if(!strcmp(token, "START")){ printf("H^%s^",tmp_lable); fprintf(Sample_o, "H%s", tmp_lable); token = strtok(NULL, "\t\n"); p2_start = strtoul(token, NULL, 16); p2_locctr = p2_start; printf("%.6X^%.6X\n", p2_locctr, locctr); fprintf(Sample_o, "%.6X%.6X\n", p2_locctr, locctr); printf("T^%.6X^",p2_locctr); fprintf(Sample_o, "T%.6X",p2_locctr); printf("%.2X^",symtab[b].symloc-p2_start); fprintf(Sample_o, "%.2X", symtab[b].symloc-p2_start); b += 7; } else return 4; } else { p2_locctr = symtab[a].symloc; a++; for(i=0; i<4; i++){ if(l==10){ printf("\n"); fputs("\n",Sample_o); printf("T^"); fputs("T",Sample_o); printf("%.6X^",p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.6X",p2_locctr); printf("%.2X^",symtab[b].symloc-p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.2X", symtab[b].symloc-p2_locctr); b += 13; l++; } else if(l==18){ p2_locctr = symtab[a+2].symloc; printf("\n"); fputs("\n",Sample_o); printf("T^"); fputs("T",Sample_o); printf("%.6X^",p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.6X",p2_locctr); printf("%.2X^",symtab[b].symloc-p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.2X", symtab[b].symloc-p2_locctr); b += 10; l++; } else if(l==32){ printf("\n"); fputs("\n",Sample_o); printf("T^"); fputs("T",Sample_o); printf("%.6X^",p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.6X",p2_locctr); printf("%.2X^",symtab[b].symloc-p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.2X", symtab[b].symloc-p2_locctr); b += 3; l++; } else if(l==43){ printf("\n"); fputs("\n",Sample_o); printf("T^"); fputs("T",Sample_o); printf("%.6X^",p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.6X",p2_locctr); printf("%.2X^",symtab[b].symloc-p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.2X", symtab[b].symloc-p2_locctr); l++; } switch (i){ case 0: break; case 1: break; case 2: break; case 3: if(!strcmp(token, "END")){ printf("\nE^"); fputs("\nE",Sample_o); printf("%.6X",p1_start); fprintf(Sample_o, "%.6X\n",p1_start); printf("^\n"); return 1; } else if(!strcmp(token ,"WORD")){ token = strtok(NULL, "\t\n"); printf("%.6X", atoi(token)); fprintf(Sample_o, "%.6X", atoi(token)); printf("^"); l++; break; } else if(!strcmp(token ,"BYTE")){ token = strtok(NULL, "\t\n"); if(token[0] == 'X') { // oprand의 첫부분이 X이면 for(k=2; k< strlen(token)-1; k++){ // ex) X'F1' 이면 X,',' 세개를 제외한 길이 printf("%c", token[k]); fprintf(Sample_o, "%c", token[k]); } printf("^"); l++; break; } else if(token[0] == 'C') { // oprand의 첫 부분이 C이면 for(k=2; k< strlen(token)-1; k++){ // ex) C'EOF' 이면 X,',' 세개를 제외한 길이 printf("%X", token[k]); fprintf(Sample_o, "%X", token[k]); } printf("^"); l++; break; } } else if(!strcmp(token, "RESB")

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458

#include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> #define MAX 100 #define XR 32768 // X 레지스터 더할 값 int pass1(char *bp); int pass2(char *bp, FILE *Sample_o); //int find_optab(); int fprint(int res, FILE *sample_1st); // pass 1의 실행 결과를 파일에 출력하는 함수 struct OPTAB { char name[8]; int len; } optab[] = { {"LDA", 00}, {"STA", 12}, {"TIX", 44}, {"STL", 20}, {"JSUB", 72}, {"COMP", 40}, {"JEQ", 48}, {"J", 60}, {"RSUB", 76}, {"BYTE", 1}, {"WORD", 3}, {"RESW", 3}, {"RESB", 1}, {"TD", 224}, {"RD", 216}, {"LDX", 04}, {"STCH", 84}, {"JLT", 56}, {"STX", 16}, {"WD", 220}, {"LDCH", 80}}; struct TABLE { char lable[10], opcode[10], oprand[10]; int symloc; // lable의 주소 int object; } symtab[MAX]; int p1_start; long locctr=0; // 위치 계수기 LOCCTR long p2_locctr=0; int flag=0; // pass 1 에서 오류판독, loop정지, 이벤트 후 다음 줄 읽어옴 등 여러가지 상황을 알려주는 flag int flag2; // opcode가 OPTAB에 정의된 단어인지 아닌지 알려주는 flag int j=0; // 정상적으로 SYMTAB에 추가된 lable 개수 count int cnt=0; // line number, 한 줄당 5씩 증가 ( 5, 10, 15, 20, ..... , cnt) int res = 0; // 파일 출력시 loop문 탈출을 위한 flag int flag3 = 0; // space를 파일의 lable에 출력하기 위한 flag int p2_start=0; int l=0, T=10; int a=1, b=11; int main() { int i; FILE *fp; FILE *sample_1st; FILE *sample_o; char buf[80]; char *token; if( (fp = fopen("input.txt", "r")) == NULL) { // 입력 소스파일 오픈 printf("input.txt not found...\n"); exit(1); } if( (sample_1st = fopen("Sample.txt", "w+")) == NULL) { // 출력 Sample파일 오픈 printf("Sample.txt not open...\n"); exit(1); } if( (sample_o = fopen("Sample_o.txt", "w+")) == NULL){ // 출력 Sample.o파일 오픈 printf("Sample.txt not open...\n"); exit(1); } // pass 1 while(fgets(buf, sizeof(buf), fp) != NULL){ flag = pass1(buf); res = fprint(res, sample_1st); if(res == 4) break; } fclose(fp); rewind(sample_1st); // sample_1st의 file pointer를 0(시작점)으로 이동 /* void rewind(FILE *stream); : 파일의 현재 위치를 0(시작점)으로 이동 */ while(fgets(buf, sizeof(buf), sample_1st) != NULL){ // Sample.txt 파일 내용 출력 printf("%s",buf); } printf("\ntotal length : %X", locctr); printf("\n\n"); printf("\n---------Symbol Table---------\n\n"); printf("\tSymbol\tValue\n\n"); for(i=1; i<MAX; i++){ if(!strlen(symtab[i].lable) < 1 ) printf("\t%s\t%X\n",symtab[i].lable, symtab[i].symloc); } printf("\n\n"); // pass 2 rewind(sample_1st); // sample_1st의 file pointer를 0(시작점)으로 이동 printf("---------Object Code---------\n\n"); while(fgets(buf, sizeof(buf), sample_1st) != NULL){ // Sample.txt 파일을 한줄씩 읽어옴 flag = pass2(buf, sample_o); if(flag == 1) break; } fclose(sample_1st); fclose(sample_o); return 0; } int pass2(char *bp, FILE *Sample_o){ char test; char *tmp_token; int i,k,n; char *token = strtok(bp, "\t\n"); char tmp_lable[10]; if(token == NULL) // token이 NULL이면 다음 줄 읽어옴 return 0; if(p2_start == 0){ //p2_start가 0이면 실행 for(i=0; i<3; i++){ if(i==2) strcpy(tmp_lable, token); token = strtok(NULL, "\t\n"); } if(!strcmp(token, "START")){ printf("H^%s^",tmp_lable); fprintf(Sample_o, "H%s", tmp_lable); token = strtok(NULL, "\t\n"); p2_start = strtoul(token, NULL, 16); p2_locctr = p2_start; printf("%.6X^%.6X\n", p2_locctr, locctr); fprintf(Sample_o, "%.6X%.6X\n", p2_locctr, locctr); printf("T^%.6X^",p2_locctr); fprintf(Sample_o, "T%.6X",p2_locctr); printf("%.2X^",symtab[b].symloc-p2_start); fprintf(Sample_o, "%.2X", symtab[b].symloc-p2_start); b += 7; } else return 4; } else { p2_locctr = symtab[a].symloc; a++; for(i=0; i<4; i++){ if(l==10){ printf("\n"); fputs("\n",Sample_o); printf("T^"); fputs("T",Sample_o); printf("%.6X^",p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.6X",p2_locctr); printf("%.2X^",symtab[b].symloc-p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.2X", symtab[b].symloc-p2_locctr); b += 13; l++; } else if(l==18){ p2_locctr = symtab[a+2].symloc; printf("\n"); fputs("\n",Sample_o); printf("T^"); fputs("T",Sample_o); printf("%.6X^",p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.6X",p2_locctr); printf("%.2X^",symtab[b].symloc-p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.2X", symtab[b].symloc-p2_locctr); b += 10; l++; } else if(l==32){ printf("\n"); fputs("\n",Sample_o); printf("T^"); fputs("T",Sample_o); printf("%.6X^",p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.6X",p2_locctr); printf("%.2X^",symtab[b].symloc-p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.2X", symtab[b].symloc-p2_locctr); b += 3; l++; } else if(l==43){ printf("\n"); fputs("\n",Sample_o); printf("T^"); fputs("T",Sample_o); printf("%.6X^",p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.6X",p2_locctr); printf("%.2X^",symtab[b].symloc-p2_locctr); fprintf(Sample_o, "%.2X", symtab[b].symloc-p2_locctr); l++; } switch (i){ case 0: break; case 1: break; case 2: break; case 3: if(!strcmp(token, "END")){ printf("\nE^"); fputs("\nE",Sample_o); printf("%.6X",p1_start); fprintf(Sample_o, "%.6X\n",p1_start); printf("^\n"); return 1; } else if(!strcmp(token ,"WORD")){ token = strtok(NULL, "\t\n"); printf("%.6X", atoi(token)); fprintf(Sample_o, "%.6X", atoi(token)); printf("^"); l++; break; } else if(!strcmp(token ,"BYTE")){ token = strtok(NULL, "\t\n"); if(token[0] == 'X') { // oprand의 첫부분이 X이면 for(k=2; k< strlen(token)-1; k++){ // ex) X'F1' 이면 X,',' 세개를 제외한 길이 printf("%c", token[k]); fprintf(Sample_o, "%c", token[k]); } printf("^"); l++; break; } else if(token[0] == 'C') { // oprand의 첫 부분이 C이면 for(k=2; k< strlen(token)-1; k++){ // ex) C'EOF' 이면 X,',' 세개를 제외한 길이 printf("%X", token[k]); fprintf(Sample_o, "%X", token[k]); } printf("^"); l++; break; } } else if(!strcmp(token, "RESB")

Explanation:

위에 올려둔 알고리즘을 참고하여 차근차근 작성하시면 될 것 같습니다.

제가 작성한 코드는 완벽한 코드가 아니므로 2 pass assembler를 만드시는데 참고용으로 사용하세요.

혹시 더 자세한 Explanation을 원하시면 아래 링크를 참고하시면 됩니다.

http://genderi.org/unit--2-assembler-design.html

[Unit- 2 Assembler Design

The input to the assembler is a source code written in assembly language (using mnemonics) and the output is the object code. The design of an assembler depends upon the machine architecture as the language used is mnemonic language

genderi.org](http://genderi.org/unit--2-assembler-design.html)

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