Atividade de Laboratório 6

Objetivos

O objetivo desta atividade é exercitar o uso de instruções aritméticas e a manipulação de entrada e saída utilizando o conjunto de instruções da arquitetura RISC-V.

Descrição

Neste laboratório, você deve fazer um programa em linguagem de montagem do RISC-V que calcule a sua posição geográfica num plano bidimensional, baseado no tempo atual e em mensagens recebidas de 3 satélites, como ilustrados na figura a seguir.

Para simplificar o problema, assumimos que o satélite A se encontra na origem no plano cartesiano (0, 0), enquanto B e C têm posições (0, Y_B) e (X_C, 0), respectivamente. Os satélites enviam mensagens contendo uma Marca Temporal (timestamp) continuamente através de ondas que se propagam em todas as direções numa velocidade de 3 x 10⁸ m/s. Em um dado instante T_R, você recebeu uma mensagem de cada satélite contendo os tempos T_A, T_B e T_C. Supondo que todos os tempos estejam perfeitamente sincronizados, imprima sua coordenada (x, y) no plano cartesiano. Note que a formulação utilizada neste exercício não é realista.

Entrada e Saída

Seu programa deve ler da entrada padrão os valores Y_B, X_C, T_A, T_B, T_C e T_R e imprimir na saída padrão a sua coordenada (x, y).

Entrada:

• Linha 1 - Coordenadas Y_B, X_C: Valor em metros, representado por números inteiros de 4 dígitos na base decimal e precedido pelo sinal '+' ou '-'.
• Linha 2 - Tempos T_A, T_B, T_C e T_R: Valor em nanosegundos e representado por números naturais de 4 dígitos na base decimal.

Para realizar a leitura de dados, basta utilizar a chamada de sistema 63, como no template abaixo:

    li a0, 0 # file descriptor = 0 (stdin)
    la a1, input_adress #  buffer
    li a2, 1 # size (lendo apenas 1 byte, mas tamanho é variável)
    li a7, 63 # syscall read (63)
    ecall

input_adress:   # buffer

Saída:

• Sua coordenada (x, y): Valor em metros, aproximado, representado por números inteiros de 4 dígitos na base decimal e precedido pelo sinal '+' ou '-'.

Observações:

• Múltiplos valores impressos ou lidos na mesma linha serão separados por um único espaçamento.
• Cada linha é finalizada com o caracter '\n'.

Exemplo

Entrada:

+0700 -0100
2000 0000 2240 2300

Saída:

-0088 +0016

Dicas

Geometria do problema

Existem diversas formas de resolver o problema. Aqui, sugerimos a utilização das fórmulas do círculo. Seja d_A, d_B e d_C as distâncias entre sua posição e os satélite A, B e C, respectivamente, temos que:

x2 + y2 = dA2	(Eq. 1)
x2 + (y - YB)2 = dB2	(Eq. 2)
(x - XC)2 + y2 = dC2	(Eq. 3)

Assim, a partir das Equações 1 e 2, temos:

y = (dA2 + YB2 - dB2) / 2YB	(Eq. 4)
x = + sqrt(dA2 - y2) OU - sqrt(dA2 - y2)	(Eq. 5)

Para encontrar o x correto, basta substituir os dois valores possíveis na Equação 3 e verificar qual mais se aproxima de satisfazer a igualdade.

Implementação da Raiz Quadrada

• Sugerimos a utilização do mesmo algoritmo utilizado no laboratório 2.
• 10 Iterações são suficientes.
• Neste laboratório, aceitaremos soluções aproximadas para o problema.

Processamento dos dados de entrada

• Os dados de entrada são representados como cadeias de caracteres na codificação ASCII. Dessa forma, o valor 2240 é representado como a cadeia de caracteres '2', '2', '4', '0', que possuem os valores numéricos 50, 50, 52, e 48. Seu código deve converter esta cadeia de caracteres para valores numéricos nos registradores. Neste exemplo, a conversão se dá por (50-48)*10³ + (50-48)*10² + (52-48)*10¹ + (48-48)*10⁰ = 224010.
• + != -: Lembre-se de processar o sinal.

A imagem a seguir uma tabela com os códigos ASCII.

Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ascii_Table-nocolor.svg

Entrega

Você deve submeter um arquivo no SuSy chamado raXXXXXX-lab6.s, em que XXXXXX é seu RA com 6 dígitos.

Endereço para a entrega da atividade no sistema SuSy: https://susy.ic.unicamp.br:9999/mc404ab/06a ou https://susy.ic.unicamp.br:9999/mc404ab/06b