comp411p1_2020112757.asm

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# [KNU COMP411 Computer Architecture] Skeleton code for the 1st project (calculator)
# 컴퓨터학부 2020112757 김유진
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.globl main

.data
error_str: .string "error!"
expr: .asciz ""
.align 2
.space 100

.text	
# main
main:

	jal x1, test #functionality test, Do not modify!!
	
	#----TODO-------------------------------------------------------------
	#1. read a string from the console
	#2. perform arithmetic operations
	#3. print a string to the console to show the computation result
	#----------------------------------------------------------------------
	
	addi sp, sp, -80			
	sw s1, 0(sp)			
	sw s2, 8(sp)				
	sw s3, 16(sp)
	sw s4, 24(sp)
	sw s5, 32(sp)
	sw s6, 40(sp)
	sw s7, 48(sp)
	sw s8, 56(sp)
	sw s9, 64(sp)
	sw s10, 72(sp)
	
	# input: get string from console 
	la a0, expr
	li a1, 100
	li a7, 8
	ecall  
	
	addi t3, zero, 43		# '+'
	addi t4, zero, 45		# '-'
	addi t5, zero, 42		# '*'
	addi t6, zero, 47		# '/'
	

	# s1 -> 1바이트씩 읽어서 저장
	# s2 -> 첫 번째 operand를 위한 자릿수 counter
	# s3 -> 두 번째 operand를 위한 자릿수 counter
	# s4 -> 10의 n승!!
	# s5 -> 첫 번째 operand의 10의 자리 주소값 저장.
	# s6 -> 두 번째 operand의 10의 자리 주소값 저장.
	
	# s7 -> a1 값 임시 저장
	# s8 -> a2 값 임시 저장
	# s9 -> a3 값 임시 저장.
	
	# s10 -> '\n' 아스키코드 값
	li s10, 10
	
	# a5 -> string의 원래 주소
	mv a5 a0
	
	li s2, -1			# first counter -1로 초기화
	li s3, -1			# second counter -1로 초기화
	li s4, 10	
	addi a1, zero, 2 
	
	oploop:
	lb s1, (a5)			# 1바이트씩 읽어옴.
	addi a5, a5, 1			# pointer를 뒤로 한칸 옮김.
	beq s1, t3, addop		#
	beq s1, t4, subop
	beq s1, t5, mulop
	beq s1, t6, dividop
	addi s8, s1, -48		# a2의 값을 임시로 s8에
	addi s5, a5, -2			# 이 주소를 읽으면 a2의 10의 자리 숫자
	addi s2, s2, 1			# counter
	beq zero, zero, oploop
	
	# s7(a1)에 부호값 넣기
	addop:
	addi s7, zero, 0
	beq zero, zero, setdone
	subop:
	addi s7, zero, 1
	beq zero, zero, setdone
	mulop:
	addi s7, zero, 2
	beq zero, zero, setdone
	dividop:
	addi s7, zero, 3
	
	# second operand의 자릿 수 구하기.
	setdone:
	lb s1, (a5)		
	addi a5, a5, 1
	addi a3, a3, 1
	beq s1, s10, second   # \n문자 아스키 값 비교
	addi s9, s1, -48		# a3값을 임시로 s9에 저장 (마지막에 일의 자리 수가 저장됨.)
	addi s6, a5, -2			# 이 주소를 읽으면 a2의 10의 자리 숫자
	addi s3, s3, 1			# counter
	beq zero, zero, setdone
	
	# s9(a3)에 second operand 값 구해서 넣기.
	second:
	beq s3, zero, reset		# second set complete
	lb s1, (s6)				# 다음 자리 숫자 읽어옴. ###
	addi s1, s1, -48
	mv a2, s1
	mv a3, s4
	jal x1, calc			# 계산
	add s9, s9, a0			# 곱한 값 더해주기.
	addi s3, s3, -1			# index - 1
	addi s6, s6, -1
	beq s3, zero, reset		# second set complete
	mv a2, s4
	li a3, 10
	jal x1, calc
	mv s4, a0				# 0의 갯수 증가.
	beq zero, zero, second
	
	reset:
	li s4, 10
	
	# s8(a2)에 first operand 값 구해서 넣기.
	first: 
	beq s2, zero, goout	 	# second set complete
	lb s1, (s5)				# 다음 자리 숫자 읽어옴.
	addi s1, s1, -48
	mv a2, s1
	mv a3, s4
	jal x1, calc			# 계산
	add s8, s8, a0			# 곱한 값 더해주기.
	addi s2, s2, -1			# index - 1
	addi s5, s5, -1
	beq s2, zero, goout	 	# second set complete
	mv a2, s4
	li a3, 10
	jal x1, calc
	mv s4, a0				# 0의 갯수 증가.
	beq zero, zero, first
	
	# 결과 값 출력
	goout:
	mv a1, s7
	mv a2, s8
	mv a3, s9	
	jal x1, calc
	li a7, 1	
	ecall
	
	# 나눗셈일 경우 나머지 출력
	li t0, 3
	bne a1, t0, exit		# a1이 3이 아니면 종료
	li a7, 11
	li a0, 44				# display ','
	ecall 
	li a0, 32
	ecall					# display ' '
	li a7, 1				
	mv a0, a4				# display remainder
	ecall
				
	lw s1, 0(sp)			
	lw s2, 8(sp)				
	lw s3, 16(sp)
	lw s4, 24(sp)
	lw s5, 32(sp)
	lw s6, 40(sp)
	lw s7, 48(sp)
	lw s8, 56(sp)
	lw s9, 64(sp)
	lw s10, 72(sp)
	addi sp, sp, 80
	
	# Exit (93) with code 0
	exit:
    li a0, 0
    li a7, 93
    ecall
    ebreak

#----------------------------------
#name: calc
#func: performs arithmetic operation
#x11(a1): arithmetic operation (0: addition, 1:  subtraction, 2:  multiplication, 3: division)
#x12(a2): the first operand
#x13(a3): the second operand
#x10(a0): return value
#x14(a4): return value (remainder for division operation)
#----------------------------------
calc:
	addi sp, sp, -24			#adjust stack pointer
	sw a2, 0(sp)				# first
	sw a3, 8(sp)				# second
	sw s0, 16(sp)
	
	#TODO
	addi t0, zero, 0
	bne a1, t0, calc_sub
	
	calc_add:
	add a0, a2, a3
	beq zero, zero, done
	
	calc_sub:
	addi t0, zero, 1
	bne a1, t0, calc_mul
	neg a3, a3						# a3을 음수로 전환
	add a0, a2, a3
	beq zero, zero, done
	
	calc_mul:
	addi t0, zero, 2
	bne a1, t0, calc_div
	addi t4, zero, 32				# index
	addi a0, zero, 0				# result (return value)
		mul_loop:
		andi t5, a3, 1				# LSB 구하기
		beq zero, t5, shift  		# 0 이면 바로 shift 
		add a0, a0, a2    			# a0에 multiplicand 더하기
		shift: 
		slli a2, a2, 1    			# multiplicand <<
		srli a3, a3, 1     			# multiplier >>
		addi t4, t4, -1   			# index 감소
		bne t4, zero, mul_loop		# index가 0이 아니면 반복
		beq zero, zero, done
	
	calc_div:
	beq a3, zero, error
	addi t4, zero, 17				# index
	addi a4, a2, 0					# initialize remainder (return value)
	addi a0, zero, 0				# quotient (return value)
	slli a3, a3, 16					# divisor << (initialized in the left half) 
		div_loop:
		addi t5, a4, 0				# t5에 remainder 저장
		neg s0, a3
		add a4, a4, s0				# remainder = remainder-divisor
		blt a4, zero, recovery		# remainder < 0 라면 recovery로
		slli a0, a0, 1				# (remainder >= 0) quotient << 1
		addi a0, a0, 1				# quotient + 1
		beq zero, zero, divisor_shift
		recovery:
			addi a4, t5, 0			# remainder = t5
			slli a0, a0, 1			# quotient << 1
		divisor_shift:
		srli a3, a3, 1				# divisor >> 1
		addi t4, t4, -1   			# index 감소
		bne t4, zero, div_loop     # index가 0이 아니면 반복
		
	done:
	lw a2, 0(sp)
	lw a3, 8(sp)
	lw s0, 16(sp)
	addi sp, sp, 24
	
	jalr zero, 0(ra)
	
	# print error!
	error:
	la a0, error_str
	li a7, 4
	ecall						

	# Exit (93) with code 0
    li a0, 0
    li a7, 93
    ecall
    ebreak

.include "common.asm"