Relatório N-ésimo fibonacci em Assembly com Código

INSTITUICAO
Nome extenso da instituição
Campus

Colegiado
Curso de Ciência da Computação
Graduação

Relatório para avaliação de Linguagens de Montagem

Criação de um código iterativo que calcule o n-éssimo número fibonacci

Nome
R.A.: nº de registro

Introdução:

O relatório compreende alguns passos e decisões tomadas para a criação de um código interativo em linguagem Assembly que tem por objetivo calcular o n-éssimo número Fibonacci que foi solicitado pelo usuário dentro do console, e gravar o número resultado em um arquivo binário com 64 bits de precisão não sinalizada, caso o usuário digite um valor.

Para o desenvolvimento foi utilizado o editor de notas Notepad++ para Windows e a compilação e execução foi realizada através do terminal do Windows utilizando a plataforma de WSL 2 com Debian. Os procedimentos para a compilação e execução do código seguiram as diretrizes estabelecidas no documento que descrevia a atividade avaliativa, com “nasm -f elf64 Fib_Nome.asm” e “ld Fib_Nome.o -o Fib_Nome.x” para montar e gdb “Fib_Nome.x” para executar através do Debugger ou “. /Fib_Nome.x” para executar diretamente no terminal.

Desenvolvimento:

De início, ainda no desenvolvimento da ideia, foram criados todos os nomes de funções que seriam desenvolvidas, no intuito de criar uma linha de raciocínio a seguir. A partir daí, foram desenvolvidas cada função uma a uma, sempre testando seu funcionamento através do debugger GDB. Com o desenvolver da atividade, foram notadas a necessidade de outras novas funções para o desenvolvimento e até mesmo a desnecessidade de uma delas.

Funções:

Ao iniciar o programa, dentro da função “_start” e “ScanString” foram utilizadas duas chamadas de sistema para escrever na tela, ler até 3 caracteres digitados no teclado. Ainda dentro destas funções, foi realizada a verificação da quantidade de caracteres que foram lidos, através da presença ou não da quebra de linha, se ela sucedesse no segundo caractere lido ou terceiro, é pulado para a função que transformará a cadeia de caracteres em números decimais, caso contrário, é chamada a função para gerenciar os erros decorrentes de cache do teclado.

A função “HandleScanErrors”, é a estrutura que lê um caractere por vez vindo do teclado até que seja encontrado o “Enter”. Essa função é chamada apenas quando são lidos mais que dois caracteres, e assim que ela o encontra, encaminha para a função “FailPrint” que usa uma chamada de sistema para escrever uma mensagem de erro na tela e é seguida pela função que encerra o programa.

Em caso de sucesso na leitura de um ou dois caracteres, dentro da função “ScanString”, é chamada a Função “ConvertOnetoInt” ou “ConverttoInt”, para converter respectivamente 1 ou 2 caracteres para sua representação inteira, na primeira, apenas através da tabela ASCII, fazendo um “xor” com 30 em representação hexadecimal, sobrando assim, apenas a representação do número lido. Para a segunda, é utilizada para a mesma técnica para ambos os caracteres, porém dentro de uma função chamada de “Multiply”, a parte alta do número lido é somado 10 vezes à parte baixa para gerar a correta representação.

Após estes passos, é realizado o cálculo do número Fibonacci, para os números 0 e 1 lidos, através de comparação é dada a resposta, caso contrário, são inicializados registradores de 64 bits com valores iniciais, e através de estruturas de repetição e comparação a resposta é gerada. Caso haja overflow após alguma das somas que são feitas sucessivamente, a execução encerra com mensagem de erro.

Com o resultado obtido, seja ele por comparação ou através das operações algébricas, entra-se na função que monta o nome do arquivo de saída (“FileNameCreate”). Na mesma, são movidos os 4 caracteres iniciais (“fib”), definidos por outra variável e após estes os caracteres numéricos lidos do teclado no início do programa.

A formação do nome segue o mesmo padrão, diferindo apenas no deslocamento para quando o usuário digitou um número com um ou dois caracteres, assim, nas funções “OneChar” e “TwoChar” é inserido o caractere “)” manualmente, através do seu valor em ASCII, após a quinta ou sexta posição, seguidos pela extensão “.bin” armazenados em outra variável. Fez-se necessária a inserção manual de um dos caracteres finais, pois cada dígito ocupa 2 bytes para a representação, e assim mais que 4 dígitos estouram o poder de representação dos registradores de 64 bits.

Após o desenvolvimento do nome do arquivo a ser criado, faz-se uma chamada de sistema para abrir o arquivo ou cria-lo caso ele não exista, através das flags 102 em octal para permissões do arquivo e 644, para permissões de usuário. Com o arquivo criado, é inserido o resultado dentro dele, ocupando 8 bytes de representação e fechado o arquivo, para então finalizar o programa.

Código do arquivo Fib_Nome.asm:

section .data

    ErrorMsg: db "Entrada Inválida!", 10, "Execução encerrada!", 10, 0

    ErrorMsgl: equ $-ErrorMsg

   

    RequestText: db "Fibonacci requerido (até XX): ", 0

    RequestTextl: equ $-RequestText

   

    FileName: db "fib(", 0

   

    FileNameEnd: db ".bin", 0

   

   

section .bss

    FilePointer: resd 1

   

    ReadStr: resb 3

    ErrorRead: resb 1

   

    Result: resq 1

   

    NewFileName: resb 12

section .text

    global _start

_start:

    mov rax, 1              ; escrita em terminal

    mov rdi, 1

    mov rsi, RequestText

    mov rdx, RequestTextl

    syscall

   

ScanString:

    mov rax, 0              ; leitura do terminal