Gestione delle subroutine. Appunti di Sistemi per la cl. IV Dinf A cura del prof. Ing. Mario Catalano

Transcript

1 Gestione delle subroutine Appunti di Sistemi per la cl. IV Dinf A cura del prof. Ing. Mario Catalano

2 Vantaggi delle subroutines In maniera analoga alle funzioni/metodi dei linguaggi di alto livello, anche in assembly le subroutines garantiscono una maggiore semplicità, modularità e riusabilità del software. Inoltre riducono il consumo di memoria necessario per la memorizzazione del codice, nel caso in cui un determinato insieme di istruzioni debba essere richiamato più volte durante l elaborazione.

3 Salto a sottoprogramma L istruzione di salto a subroutine (JSR) permette di saltare da un programma programma principale ad un altro programma sottoprogramma. Esempio JSR moltiplicazione ;salta al sottoprogramma moltiplicazione L esecuzione del sottoprogramma termina con l istruzione RET, con la quale si ritorna ad eseguire il programma principale, o meglio il programma chiamante.

4 Collegamento tra programma e sottoprogramma Programma principale Sottoprogramma A JSR A JSR A RET

5 Differenza tra JMP e JSR La sintassi di JSR (Jump To Subroutine) è la stessa dell istruzione di salto incondizionato JMP, cioè: JSR <dest> dove dest è l indirizzo di memoria della prima istruzione della subroutine espresso sotto forma di numero binario a 32 bit o di riferimento simbolico. A differenza dell istruzione JMP, il microprogramma associato all istruzione JSR, prima di rimpiazzare il contenuto del PC con l indirizzo <dest>, deve memorizzarne il valore in memoria. In questo modo, al termine della subroutine, l esecuzione può riprendere dall istruzione successiva alla JSR. L area di memoria preposta alla memorizzazione degli indirizzi di ritorno delle subroutines deve permettere di gestire efficentemente anche situazioni più complesse, in cui i sottoprogrammi chiamano a loro volta altri sottoprogrammi (nested subroutines).

6 Nested subroutines Programma principale Sottoprogr. A Sottoprogr. B Sottoprogr. C 1 JSR A JSR A 6 JSR B RET 2 5 JSR C RET 3 4 RET

7 Lo stack La gestione dei sottoprogrammi è basata su una struttura dati chiamata stack (pila), gestita con una tecnica LIFO (Last In First Out): gli elementi vengono prelevati a partire dall ultimo che è stato memorizzato. L operazione di inserimento di un alla sommità (top) dello stack è chiamata push, mentre l operazione inversa è chiamata pop. Le operazioni di PUSH e POP, sebbene non disponibili nel set di istruzioni del PD32, vengono comunque implementate come pseudoistruzioni di movimento dati. Le pseudoistruzioni sono non sono implementate a livello hardware, ma sono messe a disposizione dall assemblatore che provvede a mapparle nelle istruzioni del microprocessore equivalenti.

8 Le pseudoistruzioni per la gestione dello stack PSEUDO- ISTRUZIONE OP. COMMENTO PUSH S Inserisce in cima allo stack una longword indirizzata dall operando sorgente S. Viene tradotta come: MOVL S, - (R7) POP D Estrae dallo stack una longword e la pone nella locazione indicata dall operando D. Viene tradotta come: MOVL (R7)+, D PUSHSR - POPSR - Inserisce lo Status Register in cima allo stack. Viene tradotta come: MOVRFRSR -(R7) Ripristina lo Status Register con la longword presente in cima allo stack. Viene tradotta come: MOVTOSR (R7)+

9 Lo stack e le subroutines L istruzione JSR inserisce (PUSH) in cima allo stack il valore del PC, ovvero l indirizzo di ritorno della subroutine. In maniera analoga, l istruzione RET estrae dalla cima dello stack una longword che memorizza all interno del PC. Nella successiva fase di fetch sarà quindi caricata nell IR l istruzione che segue la JSR. Lo stack è inoltre utilizzato dalla subroutine chiamata per salvare i registri che saranno utilizzati e quindi sovrascritti, così da poterne ripristinare il valore originale prima di eseguire il RET. Questa operazione assicura che la funzione chiamante trovi i registri inalterati una volta terminata l esecuzione della subroutine.

10 Il passaggio di parametri alle subroutine Esistono diverse tecniche per il passaggio di parametri ad una subroutine: La soluzione più efficiente è prevedere l utilizzo di uno o più registri per il passaggio diretto dei alla subroutines. In tal modo si evitano completamente accessi alla memoria. Il limite di tale tecnica è legato al ristretto numero di registri disponibili. Nel caso in cui i parametri da passare alla subroutine non possano essere memorizzati direttamente all interno dei registri del PD32 è comunque possibile utilizzare i registri per indirizzare una o più aree di memoria nelle quali siano state preventivamente memorizzate i parametri da scambiare.