К. Хамахер, З. Вранешич, С. Заки - Организация ЭВМ - 5-е издание (2003) (1114649), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Если нет, переход к началу цикла и считывание очередного символа Значение указателя увеличивается ва! с целью записи следующего символа СМР1.В №СК,(А1)е ВНЕ КЕМ Рис. Э.27. Программа, которая считывает с клавиатуры строку символов и выводит ее на экран 3.13.
Стеки и подпрограммы О принципах реализации стека было рассказано в разделе 2.8. В качестве указателя на таковой обычно используется один из регистров. Для работы со стеком удобно применять автоинкрементный и автодекрементный режимы адресации. Один из регистров, А7, как уже упоминалось, служит указателем на соток прот(ессора. Это стек, используемый во всех автоматически выполняемых процессором операциях, например таких, как связывание подпрограмм. На рис.
3.18 вы видите два разных 32-разрядных регистра с именем А7. Процессор 68000 поддерживает два режима функционирования, а именно пользовательский режим и режим супервизора. В каждом из них применяется своя версия указателя стека процессора А7. В режиме супервизора процессор может выполнять любые машинные команды. В пользовательском режиме некоторые команды, называемые привилегированными, выполняться не могут. Прикладные программы обычно работают в пользовательском режиме, а системное программное обеспечение — в режиме супервизора.
Разряд Я в регистре состояния процессора определяет, какой из двух режимов функционирования процессора активен в данный момент, а следовательно, какой из двух регистров А7 сейчас используется. Для вызова подпрограмм предназначена команда ВБК (ВгапсЬ 1о ЯпЬгоп11пе— перейти к подпрограмме). Реализуется она таким же образом, как и любая другая команда перехода, но кроме перехода по указанному адресу отвечает за сохранение в стеке содержимого счетчика команд. Целевым адресом перехода в этом случае 3.13.
Стеки и подпрограммы 171 Выаывающая программа МОЧЕА.!. йХПМ1,А2 МОЧЕЛ. Х,Ш ВБК !.!СТАРР МОЧЕЛ. РО,Я~М Следующая команда Запись адреса Х!ЛМ1 в А2 Помещение количества элементов п в Р1 Вызов подпрограммы !.!3ТАРР Сохранение суммы в 51ЛМ Подпрограмма 1ЛЗТАРР ББВОЛ. С!.К.!. АРРЛЧ РВКА КЗТ 61,Ш Установление значения счетчика в и — 1 РО (А2)ч-,РО Накапливание суммы в РО Р1,10ОР Рис. 3.28. Программа с рнс. 3.26, переписанная е виде подпрограммы дпя процессора 66000 с передачей параметров через регистры Представленную на рис. 3.26 программу можно переписать в виде подпрограммы с передачей параметров через стек процессора, на который указывает регистр А7 (рис. 3.29).
Команды МОЧЕМ (Моче Мц1Пр!е Ке81зсегз — копирование нескольких регистров) сохраняют и восстанавливают содержимое регистров А2, Р1 и РО. Порядок, в котором это делается, показан на рис. 3.29, б. Первая команда МОЧЕМ, для которой принят автодекрементный режим адресации, проталкивает содержимое заданных в ней регистров в стек. Вторая команда МОЧЕМ, в которой используется автоинкрементный режим адресации, выталкивает из стека эти же значения в обратном порядке и сохраняет их в регистрах.
Рассмотрим ситуацию, когда одна из вложенных подпрограмм вызывает другую (см. рис. 2.28). Реализация такой программы для процессора 68000 приведена на рис. 330. На рис. 3.31 показаны стековые фреймы подпрограмм 3ПВ1 и 3!ЛВ2. Как видите, главная программа вызывает подпрограмму БПВ1. Перед выполнением команды вызова ВЗК главная подпрограмма проталкивает в стек параметры этой подпрограммы рагаш2 и рагаш1. служит первая команда подпрограммы. Когда выполнение подпрограммы завершается, происходит возврат в вызывающуто программу при помощи команды КТ3 (Кеспгп 1гош 3иЬгоцт!пе — выйти из подпрограммы), которая выталкивает адрес возврата, находящийся на вершине стека, в счетчик команд.
Команды ВЗК и КТ3 поддерживают механизм связывания подпрограмм, описанный в разделе 2.9. На рис. 3.28 показано, как приведенную на рис. 3.26 программу можно представить в виде подпрограммы, для которой параметры передаются через регистры, Адрес списка и количество его элементов подпрограмма получает посредством регистров А2 и Р1, а результат выполнения операции сложения возвращает в регистре РО. 172 Глава 3. Системы команд процессоров А))М, Могого)а и )п1е) (Предполагается, что вершина стека находится на уровне 1, показзнном на рис.
3.29, б) Проталкивание параметров в стек Сохранение результата Восстановление вершины стека РО-Р1/А2,-(А7) 16(А7),Р1 №1,Р1 1.СОР Помещение результата в стек Восстановление регистров Уровень 3 — ~ Уровень 2 — в Уровень 1 — г Рис. 3.29. Программа с рис. 3.26, переписанная в виде подпрограммы дпя процессора 66000 с передачей параметров через стек: вызывающая программа и подпрограмма (а); содержимое стека в разные моменты времени (о) Вызов подпрограммы МОЪ'Е.1.
МОЧЕЛ. ВЗЕ МОЧЕ.1. АРР1.1. Подпрограмма 1.13ТАРР МОЪ'ЕМ.1. МОЧЕ.1. 31)ВО.Е МОЧЕА.1. С1Е.1 АРР.Чгг РВЕА МОЪ'Е.1. МОЧЕМ.1. 35Т №Х() М1,-(А7) Х,-(А7) 1.13ТАРР 4(А7),ЯЗМ №8,А7 20(А7),А2 РО (А2)ч.,РО Р1Д.СОР РО,20(А7) (А7)ч-,РО-Р1/А2 Сохранение регистров РО, Р1 и А2 Инициализация счетчика значением л Корректирование значения счетчика для использования команды РВЕА Инициализация указателя на список Инициализация суммы значением О Добавление злемента из списка Адрес памяти Комментарии Команды Вызов программы Помещение параметров в стек Сохранение результата Сохранение уровня стека команда Первая подпрограмма 2100 Я1В1 Ь1ХК 2104 МОЧЕМЛ МОЧЕА.1.
МОЧЕ.Ь Установление указателя на фрейм Сохранение регистров Загрузка параметров МОЧЕ.1. ВВК РАКАМЗ,— (А7) Я)В2 Помещение параметров в стек Выталкивание результата работы ЗПВ2 в Р1 2160 (А7)з-,Р1 2164 МОЧЕ.1. Помещение результата в стек Р2,8(А6) (А7) +,РО-Р2/АО Аб Восстановление регистров Восстановление указателя на фрейм Возврат Вторая подпрограмма 3000 Я1В2 ЫХК МОЧЕМ.Ь Аб,№О РΠ— Р1,— (А7) 8(А6),РО Установление указателя на фрейм Сохранение регистров Загрузка параметров МОЧЕ.1. Р1,8(А6) (А7)е,РО-Р1 Аб Рис.
З.ЗО. Вложенные подпрограммы на языке ассемблера процессора 68000 2000 2006 2012 2014 2020 2024 МОЧЕ.1. МОЧЕ.Ь ВВК МОЧЕ.Ь АРР1.1. Следующая МОЧЕ.Ь МОЧЕМ.Ь ()Х1.К КЗТ МОЧЕ.1. МОЧЕМ.1. ()ХЬК КЗТ РАКАМ2,— (А7) РАКАМ1,-(А7) 51гВ1 (А7),КЕЗЕ ЬТ №8,А7 Аб,№0 РО-Р2/АО,-(А7) 8(А6),АО 12(А6),РО 3.13.
Стеки и подпрограммы 173 Помещение результата в стек Восстановление регистров Восстановление указателя на фрейм Возврат 174 Глава 3. Системы команд процессоров АВМ, Мотого!а и!пге! Стековый фрейм для второй подпрограммы Аб — в Стековый фрейм для первой полпрограммы Аб — 1 Старая вершина стека Рис.
3.31. Стековые фрвймы дпя программы, представленной на рис З.ЗО Подпрограмма БПВ1 начинает свою работу с создания собственного стекового фрейма. Специальная команда 1.1МК Аа№смещение делает регистр А1 указателем на стек, для чего она выполняет операции, перечис- ленные ниже. 1. Проталкивает в стек процессора содержимое регистра Ай 2.
Копирует содержимое указателя стека процессора А7 в регистр Ай 3. Прибавляет к содержимому регистра А7 заданное значение смещения. Если смещение является отрицательной величиной, вершина стека сместится вверх (в направлении уменьшения адресов), в результате чего в стеке образуется пустое пространство, которое может использоваться подпрограммой для хранения локальных переменных. Для доступа к этим переменным удобно применять индексный режим адресации на базе регистра указателя стекового фрейма Ай В конце подпрограммы команда ПЫЛ выполняет действия, противоположные действиям команды Е1ХК. Она загружает в регистр А7 содержимое регистра А~, опуская вершину стека до ее исходного положения. Затем она выталкивает из стека содержимое регистра А1 обратно в этот же регистр. 3.14.
Логические команды 175 В программе на рис. 3.30 предполагается, что подпрограммы могут выполнять свои задачи, пользуясь только регистрами, и что им не нужно рабочее пространство в стеке. Поэтому каждая подпрограмма начинается с команды Е1ХК Аб,ФО определяющей регистр Аб как указатель на стековый фрейм. При этом регистр А7 указывает на то место, где хранится старое содержимое регистра Аб. Данная команда выполняет те же действия, что и две первые команды Моче в начале подпрограмм на рис.
2.28. В каждом случае за ней следует команда МОЪ'ЕМ, сохраняющая в стеке необходимые подпрограмме регистры. Оставшаяся часть программы на рис. 3,30 может служить примером реализации программы, представленной на рис. 2.28, с использованием команд процессора 68000. При выполнении программы, приведенной на рис. 3.30, результаты работы подпрограмм помещаются в стек, как показано на рис. 3.31. Главная программа помешает в стек два параметра, а затем команда ВЗК помещает в него адрес возврата, 2014.
Обратите внимание, что команда ВЯК занимает всего одно слово по адресу 2012, поскольку смещение подпрограммы БПВ1 настолько мало, что для его представления достаточно 8 разрядов. Команды Е1ХК и МОЪ'ЕМ в подпрограмме ЗПВ1 сохраняют содержимое указателя стекового фрейма Аб и еше четырех регистров. Перед вызовом подпрограммы ЗПВ2 подпрограмма ЗПВ1 проталкивает в стек параметр рагашЗ. Команда ВВК проталкивает в стек адрес возврата, 2164. Эта команда занимает в памяти два слова, так как смещение целевого адреса не помещается в 8 разрядов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
