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Ensamblador Solaris sobre SPARC
Danilo Riffo C. – danriffo@gmail.com
Sebastián Romero S. – sebaslac1@gmail.com
Resumen –desde la creación del primer chip hasta los mas
actuales se ha necesitado de programarlos desde su nivel mas
bajo, de ahí es el hecho el que exista Assembler, en este articulo se
hablara del procesador SPARC, sistema Operativo Solaris,
NetBeans, y su programación de SPARC en base Assembler.
Palabras clave –Assembler, Sistema Operativo, computadores,
programación, Procesadores, Chips.
I. NOMENCLATURA
SPARC: Scalable Processor ARChitecture.
NetBeans: procesador y compilador de algoritmos versátil,
usa java, C/C++, ASM, etc.
D
II. INTRODUCTION
ecadas atrás cuando se creo el primer chip, surgió la
necesidad de darle instrucciones, esas pequeñas
instrucciones se ejecutaban mediante pulsos eléctricos, mas
adelante con la tecnología un poco mas avanzada se pudo
programar mediante una consola, pero este dispositivo no se
podía volver a programar, después surgió la problemática de
comandar todos los otros dispositivos con un solo dispositivo
regulador, de ahí comienza el concepto de CPU, después
surgió la problemática que varios ensambladores de placas
tenían diferentes chips para cada dispositivo y surgió la
necesidad de hacerla reprogramable, de ahí que se empezó a
usar lenguaje de bajo nivel para poder programarlos, después
se implemento assembler para procesadores x86 y RISC, el
procesador en cuestión llamado SPARC esta basado en RISC,
el cual tiene una alta escalabilidad.
III. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Como problemas se plantean 3 interrogantes las cuales se
desarrollaran en lo siguiente:
A. Como ensamblar en Solaris SPARC
Para poder ensamblar en el sistema operativo Solaris y en el
Procesador SPARC ambos propiedades de Sun Microsystems,
es necesario la herramienta de programación NetBeans en su
ultima versión ( versión 6.7), para programar en assembler es
necesario hacer el programa en C, después de tenerlo digitado
con el comando –S se puede transformar a lenguaje assembler.
B. Compilador para ensamblador en Solaris SPARC
Como compilador y ensamblador o seudo-ensamblador se
usa NetBeans en su versión más reciente (Versión 6.7), este
funciona como compilador y ensamblador como se dijo
anteriormente.
NetBeans tiene la ventaja de que se puede programar en
distintos lenguajes, ya sea Java, PHP, Python, Ruby, CSS,
etcétera haciéndolo un IDE poderoso y versátil,
C. Similitudes y diferencias con X86
En similitudes y diferencias que existen entre estas 2
familias de procesadores, es que, por un lado, SPARC es
escalable, ya que en modelos modernos se subdividen rutinas
entre sus núcleos haciéndolo mucho mas rendidor que sus
rivales x86, lo cual x86 no puede hacer de forma optima, esto
se llama segmentación.
Su similitud en trabajar en base Assembler, ya que se eligió
en gran parte mantener las mismas rutinas de programación
que en x86, para no hacer el trabajo de ensamblar en sus
procesadores tan engorrosos y se pudiera tomar una base
conocida.
IV.
OBJETIVO.
A. Resolver la problemática del Ensamblador sobre Solaris
SPARC.
Explicar a la persona que no conoce acerca ensamblador
sobre Solaris en SPARC entregándole conocimiento acerca de
la plataforma y como ensamblar.
B. Familiarizar Solaris.
Entregar el conocimiento necesario para que la persona
pueda comprender el sistema operativo, sus orígenes y su
finalidad.
C. Describir la tecnología SPARC.
Describir la complejidad del procesadores en si explicar su
arquitectura, su forma de funcionamiento, sus modelos mas
famosos, además de las ventajas que tiene este sobre los
procesadores convencionales basados en x86.

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V. SOLARIS
5.1 Logo Solaris
La historia comienza en Silicon Valley en febrero de 1982
fecha en la que nace la empresa Sun Microsystems fundada
por el alemán Andy Bechtolsheim y los norteamericanos
Vinod Khosla, Bill Joy, y Scott McNealy.
En el mismo año de su fundación Sun comercializa su
primera estación y fue bautizada como Sun-1, dicha máquina
estaba gobernada por un microprocesador Motorola a 6 MHz,
tenía un 1 Mbyte de RAM y un disco duro de 60 Mbyte. El
sistema operativo al mando era el SunOS 1 basado en BSD 4.1
(1981) incorporando TCP/IP.
En el año 1984 Sun desarrolla el Sistema de archivos de red
NFS (Network File System) que permite a cualquier máquina
conectada a la red acceder a discos remotos como si estuvieran
en la máquina local. La tecnología NFS fue licenciada
gratuitamente para la industria estableciendo un nuevo
estándar que incorporan en su nueva versión de sistema SunOS
2 en el año 1985.
Un año más tarde con la salida de la versión de SunOS 3
(1986) se introducen utilidades de System V y coincide en el
tiempo con el lanzamiento de la estación Sun-3 que todavía
continúa basándose en un micro Motorola a 25 MHz y 32
Mbyte de RAM.
Ya en 1987 se produce un cambio importante en con el
lanzamiento la serie Sun-4 que adopta por primera vez la
arquitectura SPARC V7 RISC.
SunOS 4 (1989) es la primera versión del sistema operativo
que soporta la nueva arquitectura Sparc de la serie Sun-4 que
continua basada en BSD 4.3 pero con cambios hacia la
arquitectura System V. Con la versión SunOS 4.1.1 finaliza
una primera etapa del sistema operativo a la que Sun
Microsystem denomina Solaris 1 y utilizara este nombre para
referirse al sistema SunOS desde 1982 a 1990.
A continuación veremos la evolución Solaris 1 SunOS de
1982 a 1989:
1982 Febrero SunOS 1.0 basada en BSD
1984 Abril SunOS 1.1 basada en BSD
1985 Enero SunOS 1.2 basada en BSD
1985 Mayo SunOS 2.0 basada en BSD
1986 Febrero SunOS 3.0 Introduce utilidades de System V
1986 Sep SunOS 3.2 Introduce utilidades de System V
1988 SunOS 3.5 Introduce utilidades de System V
1989 SunOS 4.0 Soporte microprocesador Sparc/
arquitectura System V STREAMS I/O
1990 Noviembre Solaris 1.0 (SunOS 4.1.1)
Solaris 2 (1990-2006)
En Julio de 1991 se produce el lanzamiento de SunOS 5.0
que incorpora importantes cambios:
· Pasa a denominarse Solaris 2
· Se basa en System V Release 4
· Se introduce CDE (Common Desktop Environment)
como escritorio estándar aunque conserva OpenWindows.
· Soporte de Multiprocesamiento Simétrico (SMP) que
posibilita el uso de múltiples CPUs.
Desde 1991 se produce un rápido avance de versiones de
Solaris hasta la actual Solaris 10, la siguiente lista es un breve
resumen de la evolución de Solaris y las tecnologías que al
incorporado al sistema:
Versión de Solaris Año Tecnologías
Solaris 1.0 (SunOS 4.1.1) 1990
Solaris 2.3 (SunOS 5.3) 1993 NFS V3 Y CDE
Solaris 2.4 (SunOS 5.4) 1994 x86 platform
Solaris 2.6 (SunOS 5.6) 1998 Kerberos, PAM,
TrueType 64 bits para plataforma
Solaris 7(SunOS 5.7) 1998 UltraSPARC
Solaris 8 beta 1999 IPv6 support
Solaris 9 SPARC 2002 Solaris Volume Manager
Solaris 10 2004 Java Desktop
Solaris 10 2006 Java Desktop
Solaris Containers
Service Management Facility (SMF)
NFSv4 /ZFS
Durante este tiempo Sun ha desarrollado nuevas tecnologías
para mantener su sistema operativo entre los más potentes y
fiables del mercado. Sun Microsystems también ha integrado
en Solaris tecnologías de Software Libre y como ejemplo de
esta sinergia tenemos el escritorio Gnome.
A. OpenSolaris
OpenSolaris nace en Junio de 2005 y es el resultado de la
liberación de la mayor parte del código fuente de Solaris
pasando a ser un proyecto de software libre. Desde este nuevo
enfoque nacen nuevas distribuciones que aportan mejoras al
sistema además de enriquecerlas con más software.
B. Distribuciones OpenSolaris
OpenSolaris.org es el punto de encuentro donde se pueden
ver los proyectos abiertos ya sean para crear nuevas
distribuciones o grupos de trabajo que aportan nuevas
funcionalidades, mejoras, software etc.
De las diferentes aportaciones realizadas por comunidades
de usuarios o desarrolladores nacen las siguientes
distribuciones:

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Solaris 10 y Solaris 10 Express
Es la versión oficial de Sun Microsystems disponible para
arquitectura SPARC y x86. Es estable y robusta estando
diseñada para entornos de producción donde se necesita
estabilidad. Es gratuita y podemos descargarla del sitio web
oficial de Sun.
Solaris 10 Express contiene todas las nuevas
incorporaciones de funcionalidades y software que darán lugar
a la próxima versión estable de Solaris por lo tanto está
recomendado para entornos de desarrollo o preproducción.
Es un sistema certificado oficialmente como versión de
Unix.
VI. SPARC
SPARC (del inglés Scalable Processor ARChitecture) es
una arquitectura RISC big-endian. Es decir, una arquitectura
con un conjunto reducido de instrucciones.
Fue originalmente diseñada por Sun Microsystems y
dirigido por el ingeniero Kaa en 1985, se basa en los diseños
RISC I y II de la Universidad de California en Berkeley que
fueron definidos entre los años 1980 y 1982.
La empresa Sun Microsystems diseñó esta arquitectura y la
licenció a otros fabricantes como Texas Instruments, Cypress
Semiconductor, Fujitsu, LSI Logic entre otros.
SPARC es la primera arquitectura RISC abierta y como tal,
las especificaciones de diseño están publicadas, así otros
fabricantes de microprocesadores pueden desarrollar su propio
diseño.
Una de las ideas innovadoras de esta arquitectura es la
ventana de registros que permite hacer fácilmente
compiladores de alto rendimiento y una significativa reducción
de memoria en las instrucciones load/store en relación con
otras arquitecturas RISC. Las ventajas se aprecian sobre todo
en programas grandes.
La cpu SPARC esta compuesta de una unidad entera, UI
(Integer Unit) que procesa la ejecución básica y una FPU
(Floating-Point Unit) que ejecuta las operaciones y cálculos
de reales. La IU y la FPU pueden o no estar integradas en el
mismo chip.
Aunque no es una parte formal de la arquitectura, las
computadoras basadas en sistemas SPARC de Sun
Microsystems tienen una unidad de manejo de memoria
(MMU) y un gran caché de direcciones virtuales (para
instrucciones y datos) que están dispuestos periféricamente
sobre un bus de datos y direcciones de 32 bits.
6.1 Procesador SPARC
6.2 Procesador Ultra SPARC.
A. Principales características
- Su característica distintiva es utilizar ventanas de registros.
- 32 registros de enteros de 32 bits.
- 16 registros de punto flotante de 64 bits (para el caso de
doble precisión) que se pueden utilizar como 32 registros de
32 bits (para precisión simple).
- Modos de direccionamiento:
· Inmediato, (constantes de 13 bits).
· Directo, (offset de 13 bits).
· Indirecto, (registro + offset de 13 bits o registro + registro).
- Utiliza instrucciones retardadas (saltos, load y store).
- Manejo de memoria:
· Espacio virtual de 4 Gigabytes.
· Unidad de manejo de memoria (MMU) que trabaja con
páginas de tamaño configurable.

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B. Categorías de Instrucciones
La arquitectura SPARC tiene cerca de 50 instrucciones
enteras, unas pocas más que el anterior diseño RISC, pero
menos de la mitad del número de instrucciones enteras del
6800 de Motorola.
Las instrucciones de SPARC se pueden clasificar en cinco
categorías:
· LOAD y STORE (La única manera de acceder a la
memoria). Estas instrucciones usan dos registros o un registro
y una constante para calcular la dirección de memoria a
direccionar.
· Instrucciones Aritméticas/Lógicas/Shift. Ejecutan
operaciones aritméticas, lógicas y de desplazamiento de bits.
Estas instrucciones calculan el resultado si es una función de 2
operándos y guardan el resultado en un registro.
· Operaciones del Coprocesador. La IU extrae las
operaciones de punto flotante desde las instrucciones del bus
de datos y los coloca en la cola para la FPU. La FPU ejecuta
los cálculos de punto flotante con un número fijo en unidad
aritmética de punto flotante, (el número es dependiente de la
aplicación). Las operaciones de punto flotante son ejecutadas
concurrentemente con las instrucciones de la IU y con otras
operaciones de punto flotante cuando es necesario. La
arquitectura SPARC también especifica una interfaz para la
conexión de un coprocesador adicional.
· Instrucciones de Control de Transferencia. Estas incluyen
jumps, calls, traps y branches. El control de transferencia es
retardado usualmente hasta después de la ejecución de la
próxima instrucción, así el pipeline no es vaciado porque
ocurre un control de tiempo. De este modo, los compiladores
pueden ser optimizados por ramas retardadas.
· Instrucciones de control de registros Read/Write. Estas
instrucciones se incluyen para leer y grabar el contenido de
varios registros de control. Generalmente la fuente o destino
está implícito en la instrucción.
VII. SPARC VS X86
Como comparativa entre estos 2 tipos de familias de
procesadores podemos tener varias cosas en cuenta, apartando
de lado su diferente arquitectura.
Primeramente la similitud en ensamblar en ambos
procesadores, a primera vista podemos ver que su forma de
ensamblar y su línea de código es sumamente parecida a el
tipo de código que corre sobre un x86, tan solo difiere en
casos puntuales, pero en forma medular es prácticamente igual
su código que un x86.
Como Pro que tiene SPARC es su alta escalabilidad y su
aprovechamiento de segmentación de datos que se reparten
entre los sub-procesadores que se encuentran dentro de el
(actualmente un ULTRA-SPARC contiene 4 procesadores con
2 threads cada uno, eso da un total de 8 núcleos, 4 Físicos y 4
virtuales). Optimizando la carga de trabajo, no por nada son
los procesadores preferidos por empresas que necesita gastar
poco dinero y tener potencia suficiente para mover gran
cantidad de datos.
Y su diferenciación mas notoria es el no pago de licencia
sobre su arquitectura, ya que su ingeniería es totalmente
abierta, esto quiere decir que cada empresa de
semiconductores puede hacer su propia versión basándose en
SPARC, dando una gran probabilidad de ir mejorando errores
y mejorar cada vez más su capacidad, son los opensource de
los procesadores.
VIII. ENSAMBLADOR SOLARIS SOBRE SPARC
C. Roadmap SPARC
8.1 Logo NetBeans
1.3 avance y futuras arquitecturas basadas en SPARC
NetBeans se refiere a una plataforma para el desarrollo de
aplicaciones de escritorio usando Java y a un entorno de
desarrollo integrado (IDE) desarrollado usando la Plataforma
NetBeans.
La plataforma NetBeans permite que las aplicaciones sean
desarrolladas a partir de un conjunto de componentes de
software llamados módulos. Un módulo es un archivo Java que
contiene clases de java escritas para interactuar con las APIs
de NetBeans y un archivo especial (manifest file) que lo
identifica como módulo. Las aplicaciones construidas a partir
de módulos pueden ser extendidas agregándole nuevos
módulos. Debido a que los módulos pueden ser desarrollados
independientemente, las aplicaciones basadas en la plataforma
NetBeans pueden ser extendidas fácilmente por otros
desarrolladores de software.

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NetBeans es un proyecto de código abierto de gran éxito
con una gran base de usuarios, una comunidad en constante
crecimiento, y con cerca de 100 socios en todo el mundo. Sun
MicroSystems fundó el proyecto de código abierto NetBeans
en junio 2000 y continúa siendo el patrocinador principal de
los proyectos.
Lenguajes Soportados por NetBeans:
- C/C++.
- Python.
- Ruby.
- PHP.
- AJAX
- Java
IX. EJEMPLOS DE PROGRAMACIÓN ASM SOBRE SOLARIS-
SPARC
.seg "data1"
.align 4
L16:
.ascii "hello world\n"
.seg "text"
.proc 04
.global _main
.align 4
_main:
!#PROLOGUE# 0
sethi %hi(LF12),%g1
add %g1,%lo(LF12),%g1
save %sp,%g1,%sp
!#PROLOGUE# 1
L14:
.seg "text"
set L16,%o0
call _printf,1
nop
LE12:
ret
restore
.optim "-O~Q~R~S"
LF12 = -96
LP12 = 96
LST12 = 96
LT12 = 96
X. CONCLUSIONES Y AGRADECIMIENTOS
Concluyendo con el informe podemos darnos cuenta de lo
poderosa que son estas herramientas, vienen potenciadas para
sacarle su máximo provecho además son amigables con el
programador, no poniéndolo en aprietos sobre como debería
programar en una nueva plataforma.
Agradecemos al equipo de Sun Microsystems por su
material que nos fue de bastante ayuda a las personas que nos
apoyaron y a nuestros compañeros.
XI. REFERENCIAS
http://developers.sun.com/solaris/articles/x86_assembly_lang.
html
http://docs.sun.com/app/docs/doc/817-5477/eqbuia=view
http://en.wikibooks.org/wiki/SPARC_Assembly
http://docs.sun.com/app/docs/doc/816-1681
http://www.cs.clemson.edu/~mark/sparc_assembly.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Sun_SPARC
http://www.dcc.uchile.cl/~rbaeza/cursos/proyarq/maraya/nod
e9.html
http://www.geocities.com/fuentes_d/sparc.html
http://www.content4reprint.com/view/spanish-83913.htm
http://sistemasoperativossun.wikiole.com/HISTORIA+Y+EV
OLUCION+DEL+SISTEMA+OPERATIVO+SOLARIS
http://es.wikipedia.org/wiki/Solaris_(sistema_operativo)
http://www.content4reprint.com/view/spanish-83841.htm
http://developers.sun.com
XII. BIOGRAFIA
Andreas von Bechtolsheim
(nacido en Alemania en 1955)
es uno de los fundadores de
Sun Microsystems junto a
Vinod Khosla, Hill Joy, y Scott
McNeally.
Bechtolsheim se graduó en
la Universidad Técnica de Múnich (Alemania) y recibió su
posgrado en ingeniería electrónica en la Universidad Carnegie
Mellon.
En la Universidad de Stanford, Bechtolsheim diseñó una
computadora de gran alcance que llamó workstation (estación
de trabajo en inglés) con establecimiento de red incorporado
que ejecutaba el sistema operativo Unix. Desarrolló esta
estación de trabajo harto de esperar los tiempos de proceso del
sistema central de la universidad.
Khosla le ayudó, con intención de crear un negocio que se
dedicara a vender esa estación de trabajo. También se unió a
McNealy que estaba en otra compañía tras terminar su MBA
en la Stanford Graduate School of Business en 1980.
Llamaron a la compañía Sun como acrónimo de "Stanford
University Network." Bechtolsheim dejó Stanford, donde se
había apuntado en en un programa de Doctor en Filosofía, para
fundar la compañía.