ArchitectureAssembler/12_StackSubroutines

Стек и подпрограммы

• 1.Стек:
  • Стек
  • Регистр указателя стека

    •    1 # Evaluate the expression ab - 12a + 18b - 7
         2 #
         3 # Settings: Load delays OFF; Branch delays OFF,
         4 #           Trap file    ON; Pseudoinstructions ON
         5 
         6         .globl  main
         7 
         8 main:
         9         lw      $t0,a          # get a
        10         lw      $t1,bb         # get b
        11         mul     $t0,$t0,$t1    # a*b
        12         subu    $sp,$sp,4      # push a*b onto stack
        13         sw      $t0,($sp)
        14 
        15         lw      $t0,a          # get a
        16         li      $t1,-12        #
        17         mul     $t0,$t0,$t1    # -12a
        18         subu    $sp,$sp,4      # push -12a onto stack
        19         sw      $t0,($sp)
        20 
        21         lw      $t0,bb         # get b
        22         li      $t1,18         #
        23         mul     $t0,$t0,$t1    # 18b
        24         subu    $sp,$sp,4      # push 18b onto stack
        25         sw      $t0,($sp)
        26 
        27         li      $t1,-7         # init sum to -7
        28         lw      $t0,($sp)      # pop 18b
        29         addu    $sp,$sp,4
        30         addu    $t1,$t1,$t0    # 18b -7
        31 
        32         lw      $t0,($sp)      # pop -12a
        33         addu    $sp,$sp,4
        34         addu    $t1,$t1,$t0    # -12a + 18b -7
        35 
        36         lw      $t0,($sp)      # pop ab
        37         addu    $sp,$sp,4
        38         addu    $t1,$t1,$t0    # ab - 12a + 18b -7
        39 
        40 done:   li      $v0,1          # print sum
        41         move    $a0,$t1
        42         syscall
        43         li      $v0,10         # exit
        44         syscall
        45 
        46         .data
        47 a:      .word  0
        48 bb:     .word  10
      

  • Аппаратный стек
  1.Подпрограммы:
  • повторное использование
  • модульность
  • проблема возврата
  • аппаратная поддержка:
    • инструкции - "jal" и "jr"("jalr")
    • особая роль регистра $31($ra)
  1.Конвенции о вызове:
  • вызывающий и и вызываемый
  • правила сохранения и использования регистров
  1.Простая конечная подпрограмма:
  • Простая конвенция о вызове:
    1. Подпрограмма вызывается с помощью инструкции "jal"(которая сохранит обратный адрес в регистре $ra).
    2. Подпрограмма не буду вызывать другую подпрограмму(конечная).
    3. Подпрограмма возвращает управление вызывающей программе с помощью инструкции "jr $rа".
    4. Регистры используются следующим образом:
       • $t0 - $t9 - подпрограмма может изменить эти регистры.
       • $s0 - $s7 - подпрограмма не должны изменять эти регистры.
       • $а0 - $a3 - эти регистры содержат аргументы для подпрограммы. Подпрограмма может изменить их.
       • $v0 - $v1 - эти регистры содержат значения, возвращаемые из подпрограммы.
    5. Основная программа возвращает управление с помощью системного вызова(syscall) 10.

     1 # addthree.asm --- read in three integers and print their sum
     2 #
     3 # This program uses simple linkage.
     4 #
     5 # Settings: Load delays  ON;  Branch delays ON
     6 #           Trap file    ON;  Pseudoinstructions ON
     7 #
     8 
     9          .text
    10          .globl  main
    11 main:
    12          jal     pread            # read first integer
    13          nop                      #
    14          move    $s0,$v0          # save it in $s0
    15 
    16          jal     pread            # read second integer
    17          nop                      #
    18          move    $s1,$v0          # save it in $s1
    19 
    20          jal     pread            # read third integer
    21          nop                      #
    22          move    $s2,$v0          # save it in $s2
    23 
    24          addu    $s0,$s0,$s1      # compute the sum
    25          addu    $a0,$s0,$s2
    26 
    27          li      $v0,1            # print the sum
    28          syscall
    29 
    30          li      $v0,10           # exit
    31          syscall
    32 
    33 
    34 # pread -- prompt for and read an integer
    35 #
    36 # on entry:
    37 #    $ra -- return address
    38 #
    39 # on exit:
    40 #    $v0 -- the integer
    41 
    42          .text
    43          .globl  pread
    44 pread:
    45          la    $a0,prompt        # print string
    46          li    $v0,4             # service 4
    47          syscall
    48 
    49          li    $v0,5             # read int into $v0
    50          syscall                 # service 5
    51 
    52          jr    $ra               # return
    53          nop                     #
    54 
    55          .data
    56 prompt:
    57          .asciiz "Enter an integer: "