DE3921628A1 - Verfahren zur erzeugung von assemblern und/oder disassemblern fuer die beschreibung des maschinenbefehlssatzes eines mikroprozessorbausteins - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Assem­ blern und/oder Disassemblern für die Beschreibung des Maschi­ nenbefehlssatzes eines Mikroprozessorbausteins gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Zur Funktionsprüfung eines digitalen Bausteins werden Dateien mit Prüfmustern erzeugt, die die Reaktion des Bausteins auf vorgegebene Eingangszustände wiedergeben. Dabei wird der im Prüfmuster angegebene Ausgangswert mit dem tatsächlichen Aus­ gangswert des Prüflings verglichen.

Bei einem Mikroprozessorbaustein bedeutet dies, daß für jeden Maschinenbefehl zu jedem Takt die Zustände der Eingabepins und der zugehörigen Ausgabepins anzugeben sind. Da das Aufstellen derartiger Prüfmuster sehr aufwendig ist, bedient man sich zur effizienteren Erstellung von Testmustern eines Testautomaten, unter dessen Kontrolle ein Maschinenprogramm in einem als Mu­ sterbaustein verwendeten Mikroprozessor abläuft. In jedem Takt werden die Ein- und Ausgabepins abgetastet und gespeichert. Das auf diese Art entstandene Prüfmuster dient als Grundlage für das Testen der Mikroprozessoren.

Für die Beschreibung der Maschinenbefehle des zu testenden Mi­ kroprozessorbausteins ist der Einsatz eines Assemblers von Vor­ teil, da eine Codierung von Hand zeitaufwendig und fehlerbehaf­ tet ist. Liegen Testmuster bereits vor, so kann durch einen Disassembler die Suche nach einem eventuell auftretenden Fehler dadurch unterstützt werden, daß der aus der Prüfmusterdatei ausgelesene Maschinencode in einen symbolischen Befehl mit mne­ motechnischen Abkürzungen umgewandelt wird.

Die Umsetzung der symbolischen Befehle in die Maschinencodes und umgekehrt wird durch Verwendung einer Eingabedatei er­ reicht, in der anhand der Codierung in einer formalen Sprache ein Mikroprozessorbaustein ausreichend beschreibbar ist.

Da insbesondere bei neu auf dem Markt erschienenen Mikroprozes­ soren die zugehörigen Assembler und Disassembler erst relativ spät zur Verfügung stehen und außerdem die Notwendigkeit eines darauf zugeschnittenen Entwicklungssystems besteht, ist es Auf­ gabe der vorliegenden Erfindung, einen Assembler bzw. Disas­ sembler zur Beschreibung eines beliebigen Mikroprozessorbau­ steins für Testzwecke zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dem Unteran­ spruch zu entnehmen. Die komplette Angabe sämtlicher mnemotech­ nischer Ausdrücke kann für komplexe Mikroprozessoren umfang­ reich sein. Daher werden die Teile unterschiedlicher Befehle immer gleich codiert, die in diesen Befehlen gemeinsam vorkom­ men. Dazu werden Untertabellen aus den wiederholt anzutreffen­ den Teilcodierungen gebildet. Somit lassen sich auch Mikropro­ zessoren mit einem umfangreichen Befehlssatz mit relativ gerin­ gem Aufwand gut beschreiben.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im einzel­ nen zeigen:

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm zur Erzeugung eines Assemblers bzw. Disassemblers und

Fig. 2 die Zuordnung mnemotechnischer Abkürzungen zu den Ma­ schinencodes in Form von Tabellen.

Das in Fig. 1 dargestellte Ablaufdiagramm sieht eine Eingabeda­ tei INDAT vor, in der einer formalen Programmiersprache ent­ sprechende Sprachmittel zur Beschreibung eines Mikroprozessor­ bausteins zur Verfügung gestellt werden. Diese Sprachmittel be­ stehen aus endlichen Folgen von Zahlen, Namen, Binärzeichenket­ ten oder Sonderzeichen. Durch einen Programmgenerator PG wird mit Hilfe der Eingabedatei INDAT eine Tabellendatei TABD er­ zeugt, in der in Form von Tabellen die Zuweisung der mnemotech­ nischen Abkürzungen symbolischer Befehle zu den Maschinencodes des Prozessors erfolgt.

Jeder Eintrag einer Tabelle besteht aus einem ersten Feld mit dem symbolischen Namen des Befehls und aus einem zweiten Feld mit dem zugehörigen Binärmuster, wobei die einzelnen Tabellen­ einträge durch eine bestimmte Anweisung in der Programmgenera­ torsprache angegeben sind. In der Datei TABD sind somit alle möglichen Befehle mit den vorkommenden Adressierungsarten und ihre zugehörigen Binärwerte enthalten.

Der Programmgenerator PG bedient sich jeweils eines optionalen Deklarationsteils, gefolgt von einem wenigstens eine Tabelle aufweisenden Tabellenteil. Im Deklarationsteil werden verschie­ dene Parameter für den Assembler bzw. Disassembler festgelegt, so z.B. die Länge der Adressen, die der Assembler im Ausgabeli­ sting zu erzeugen hat, der zugrundegelegte Zeichensatz oder die lokalen und globalen Variablen. Dem Deklarationsteil folgen die Beschreibungen der verschiedenen Tabellen, die in beliebiger Reihenfolge angegeben sein können.

Neben der Tabellendatei TABD wird vom Programmgenerator PG auch eine Listingdatei LISD gebildet, in der ein Übersetzungsproto­ koll der Eingabedatei und Fehlermeldungen gespeichert werden. Entdeckt der Programmgenerator PG einen Fehler in der Eingabe­ datei INDAT, so wird der Übersetzungslauf abgebrochen und eine Meldung mit Angabe einer die Art des Fehlers kennzeichnenden Fehlernummer ausgegeben.

In einer weiteren Datei QA bzw. QD wird das Quellprogramm des Assemblers bzw. Disassemblers abgelegt, das jeweils mit Hilfe eines entsprechenden Kompilierers COM in ein Objektmodul MOD übersetzt wird. Nach dem Verknüpfen des Objektmoduls MOD mit einer Modulbibliothek BIB über einen Binder B entsteht ein ab­ lauffähiger Assembler ASS bzw. Disassembler DASS, mit dem die Mnemonics in die Maschinencodes bzw. umgekehrt aus der Tabel­ lendatei TABD umgesetzt werden. Dies erfolgt auf Textebene, d.h. es wird ein Assembler- bzw. Disassemblerlisting LIST mit den entsprechenden Verschlüsselungen in dem gewählten Zahlensy­ stem bzw. mit den Mnemonics ausgegeben.

Das Assemblerlisting enthält die Angabe der Zeilennummer im Quellprogramm, gefolgt von der Symbolnummer, der Adresse in beispielsweise sedezimaler Schreibweise, sowie dem zur Quell­ zeile gehörigen Maschinencode, ebenfalls in sedezimaler Be­ schreibung. Das Disassemblerlisting erscheint mit Aufzeichnung der sedezimalen Adresse des nächstfolgenden Befehls, des zum Mnemonic gehörenden Maschinencodes in sedezimaler Darstellung, sowie des Assemblerbefehls in seiner symbolischen Notation.

Fig. 2 zeigt an einem Additionsbefehl ADD und einem Subtrakti­ onsbefehl SUB die Zuweisung der Mnemonics zu den Maschinenco­ des. Dabei soll der Inhalt eines aus einer Menge von Registern A, B, C, D, E, H und L ausgewählten Registers addiert oder sub­ traheirt werden. Denkbar wäre die Verwendung nur einer Tabelle, die alle möglichen Befehle und ihre entsprechend zugeordneten Maschinencodes enthielte. Da dies zu einem mühsamen Suchen des gewünschten Eintrags aus einer Vielzahl von Einträgen führen würde, nützt man den vorteilhaften Umstand, daß Teile der Mne­ monics unterschiedlichen Befehlen gemeinsam sind.

Daher sind für die Register A...L immer gleiche Teilcodierungen vorgesehen, die in einer Untertabelle REG für Register abgelegt werden. In einer Haupttabelle MAIN ist neben dem mnemotechni­ schen Befehlsnamen ADD bzw. SUB und dem Binärmuster jeweils ein Tabellenverweis durch Angabe des Untertabellennamens REG ange­ geben. Die Zuweisung erfolgt dabei immer durch die ASSIGN-An­ weisung.

Derartige Verweise können beliebig verschachtelt werden, d.h. die referierte Untertabelle darf wiederum Verweise auf andere Untertabellen enthalten.

Claims (2)

1. Verfahren zur Erzeugung von Assemblern und/oder Disassemb­ lern für die Beschreibung des Maschinenbefehlssatzes des Mikro­ prozessorbausteins unter Verwendung einer Eingabedatei mit einer Codierungsvorschrift zur Umsetzung symbolischer Befehle mit mnemotechnischen Abkürzungen in Maschinencodes und umge­ kehrt, dadurch gekennzeichnet,

• - daß mit Hilfe der Eingabedatei (TABD) von einem Programmgene­ rator (PG) mehrere Ausgabedateien erzeugt werden, von denen eine Datei (LISD) ein Übersetzungsprotokoll der Eingabedatei und Fehlermeldungen enthält, eine andere Datei (TABD) Tabellen aufweist, in denen jeweils einem symbolischen Befehl (z.B. ADD) ein Maschinencode zugewiesen wird, während in einer weiteren Datei (QA/QD) das Quellprogramm für den Assembler oder Disas­ sembler abgelegt wird,
• - daß das jeweilige Quellprogramm von einem Kompilierer (COM) in eine Objektmodul (OM) übersetzt wird,
• - daß das Objektmodul (OM) mit einer Modulbibliothek (BIB) zu einem ablauffähigen Assembler bzw. Disassembler (ASS bzw. DASS) verknüpft wird, und
• - daß von dem ablauffähigen Assembler bzw. Disassembler (ASS bzw. DASS) die Maschinencodes bzw. mnemotechnischen Ausdrücke aus der Tabellendatei (TABD) gelesen werden, bevor sie in Form eines Übersetzungsprotokolls (LIST) ausgegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet,

• - daß übereinstimmenden Teilen der in unterschiedlichen Befeh­ len enthaltenen mnemotechnischen Abkürzungen jeweils gleiche Maschinencodes zugeordnet werden, die in Untertabellen (z.B. REG) hinterlegt werden, und
• - daß in einer Haupttabelle (MAIN) Verweise auf die Untertabel­ len eingetragen werden.