1 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πρόγραμμα Αναβάθμισης Προγράμματος Σπουδών Τμήματος Πληροφορικής Τ.Ε.Ι Θεσσαλονίκης Μάθημα Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Κεφαλαίο Έκτο Ο προγραμματισμός στη συμβολική γλώσσα μηχανής του ΜΙΧ 1009 Κλήση κώδικα Μέρος Δεύτερο Καθηγητής: Α. Βαφειάδης 2005

2 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Καλούμενοι κώδικες (routines) Μια ρουτίνα είναι ένας κώδικας που καλείται από έναν άλλο κώδικαΜια ρουτίνα είναι ένας κώδικας που καλείται από έναν άλλο κώδικα  Τύποι ρουτινών  Κλειστές ρουτίνες (εκτελέσιμος κώδικας)  Καλούνται στο επίπεδο εκτέλεσης  Μετά το τέλος της κλίσης επιστρέφουν στον κώδικα από τον οποίο κλήθηκαν  Ο κώδικας υπάρχει μόνο μια φορά στην μνήμη  Ανοικτές ρουτίνες (πηγαίος κώδικας)  Καλούνται στο επίπεδο μετάφρασης (macros) από τον μεταφραστή  Ενσωματώνονται στον πηγαίο κώδικα

3 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Κλήσεις κλειστών ρουτινών

4 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τα γεγονότα μιας κλήσης  Ο Μηχανισμός κλήσης και επιστροφής  Η Διάσωση και αποκατάσταση των καταχωρητών  Το Πέρασμα των παραμέτρων

5 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Μηχανισμός Κλήσης  Εντολή κλήσης  JMP  JMP  Όνομα ρουτίνας  Η ετικέτα (label) της πρώτης εκτελέσιμης εντολής  Μέθοδοι κλήσεις  Μέθοδος καθαρού κώδικά  Η διεύθυνση επιστροφής αποθηκεύεται σε μια θέση μνήμης που ορίζεται από τον προγραμματιστή  Μέθοδος μη καθαρού κώδικα  Η διεύθυνση επιστροφής αποθηκεύεται στην τελευταία εντολή της ρουτίνας, δηλαδή στην εντολή που οδηγεί τη ροή του προγράμματος πίσω στην ρουτίνα κλήσης

6 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Η μέθοδος καθαρού κώδικα MINIMUM STJ SAVE(0:2) Κώδικας ρουτίνας JMP SAVE,7 SAVE CON 0

7 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Μέθοδος μη καθαρού κώδικα MINIMUM STJ EXITMIN(0:2) Κώδικας ρουτίνας EXITMIN JMP *

8 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Μη καθαρός κώδικας (παράδειγμα) * ΚΥΡΙΑ ΡΟΥΤΙΝΑ ORIG 8 ARRAY ORIG *+100 ΠΙΝΑΚΑΣ ΜΕ ΔΕΔΟΜΕΝΑ MIN CON 0 ΕΛΑΧΙΣΤΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΠΙΝΑΚΑ BEGIN * ΕΝΤΟΛΕΣ ΑΝΑΓΝΩΣΗΣ ΤΟΥ ΠΙΝΑΚΑ ARRAY JMP MINIMUM ΚΛΗΣΗ ΡΟΥΤΙΝΑΣ MINIMUM STA MIN ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΕΛΑΧ. ΤΙΜΗΣ HLT * ΡΟΥΤΙΝΑ ΕΥΡΕΣΗΣ ΕΛΑΧ. ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ ΠΙΝΑΚΑ ΜΕ 100 ΘΕΣΕΙΣ * MINIMUM STJ EXITMIN(0:2) ΔΙΑΣΩΣΗ ΔΙΕΥΘ. ΕΠΙΣΤΡΟΦΗΣ ΕΝΤ2 100 ΔΕΙΚΤΗΣ ΠΙΝΑΚΑ (ΑΡΧΙΚΗ ΤΙΜΗ=100) LDA ARRAY-1,2 ΠΡΩΤΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΤΟ ΕΛΑΧΙΣΤΟ LOOP CMPA ARRAY-1,2 ΒΡΟΓΧΟΣ ΑΠΟ 100 ΩΣ 1 ΜΕ ΒΗΜΑ -1 JLE *+2 LDA ARRAY-1,2 ΒΡΕΘΗΚΕ ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ DEC2 1 ΕΠΟΜΕΝΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ J2P LOOP ΤΕΛΟΣ ΒΡΟΓΧΟΥ EXITMIN JMP * ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤH ΡΟΥΤΙΝΑ ΚΛΗΣΗΣ END BEGIN

9 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Μη καθαρός κώδικας (παράδειγμα) m I F C m I F C m I F C m I F C Κώδικας μετά την μετάφραση Κώδικας μετά την εκτέλεση Κώδικας μετά την μετάφραση Κώδικας μετά την εκτέλεση

10 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φύλαξη-αποκατάσταση καταχωρητών  Στην ρουτίνα κλήσης  Στην καλούμενη ρουτίνα  Μέθοδος καθαρού κώδικα  Μέθοδος μη καθαρού κώδικα

11 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φ-Α στην ρουτίνα κλήσης * * ΚΥΡΙΑ ΡΟΥΤΙΝΑ ORIG 8 ARRAY ORIG *+100 ΠΙΝΑΚΑΣ ΜΕ ΔΕΔΟΜΕΝΑ MIN CON 0 ΕΛΑΧΙΣΤΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΠΙΝΑΚΑ SAVE ORIG *+8 ΧΩΡΟΣ ΦΥΛΑΞΗΣ ΤΩΝ ΚΑΤΑΧ. BEGIN *ΕΝΤΟΛΕΣ ΑΝΑΓΝΩΣΗΣ ΤΟΥ ΠΙΝΑΚΑ ARRAY STA SAVE STX SAVE+1 ST1 SAVE+2 ΦΥΛΑΞΗ ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΩΝ ST6 SAVE+7 JMP MINIMUM ΚΛΗΣΗ ΡΟΥΤΙΝΑΣ MINIMUM STA MIN ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΕΛΑΧ. ΤΙΜΗΣ LDA SAVE LDX SAVE+1 LD1 SAVE+2 ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΩΝ LD6 SAVE+ HLT END BEGIN

12 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φ-Α στην καλούμενη ρουτίνα (καθαρός) MINIMUM STJ EXITMIN(0:2)ΔΙΑΣΩΣΗ ΔΙΕΥΘ. ΕΠΙΣΤΡΟΦΗΣ ST2 TEMP2 ΔΙΑΣΩΣΗ ΤΗΣ ΤΙΜΗΣ ΤΟΥ rI2 * ΕΝΤ2 100 LDA ARRAY-1,2 LOOP CMPA ARRAY-1,2 JLE *+2 LDA ARRAY-1,2 DEC2 1 J2P LOOP * LD2 TEMP2 ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΤΗΣ ΤΙΜΗΣ ΤΟΥ rΙ2 EXITMIN JMP * ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤH ΡΟΥΤΙΝΑ ΚΛΗΣΗΣ * TEMP2 ORIG *+1 OΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΛ. TEMP2

13 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φ-Α στην καλούμενη ρουτίνα (μη καθαρή μέθοδος ή αυτοτροποποίησης) MINIMUM STJ EXITMIN(0:2) ΔΙΑΣΩΣΗ ΔΙΕΥΘ. ΕΠΙΣΤΡΟΦΗΣ ST2 TEMP2(0:2) ΔΙΑΣΩΣΗ ΤΗΣ ΤΙΜΗΣ ΤΟΥ rI2 * ΕΝΤ2 100 LDA ARRAY-1,2 LOOP CMPA ARRAY-1,2 JLE *+2 LDA ARRAY-1,2 DEC2 1 J2P LOOP * TEMP2 ENT2 * ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΤΗΣ ΤΙΜΗΣ ΤΟΥ rI2 EXITMIN JMP * ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤH ΡΟΥΤΙΝΑ ΚΛΗΣΗΣ

14 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Παράδειγμα παρουσίασης ρουτίνας *ΥΠΟΡΟΥΤΙNΑ ΜΙΝΙΜUM * Η ΡΟΥΤΙΝΑ ΜΙΝΙΜUM ΒΡΙΣΚΕΙ ΤΟ ΕΛΑΧΙΣΤΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΕΝΟΣ ΠΙΝΑΚΑ * ΜΕ 100 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΙ ΤΟ ΑΠΟΘΗΚΕΥΕΙ ΣΤΟΝ ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΗ Α * * ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΕΙΣΟΔΟΥ : ΠΙΝΑΚΑΣ ARRAY (ΟΛΙΚΗ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ) * Η ΟΠΟΙΑ ΔΗΛΩΝΕΤΑΙ ΣΤΗΝ ΡΟΥΤΙΝΑ ΚΛΗΣΗ * ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΕΞΟΔΟΥ : ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΗΣ Α * ΤΟΠΙΚΟΙ ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ: rΙ2. Η ΑΡΧΙΚΗ ΤΙΜΗ ΔΙΑΣΩΖΕΤΑΙ * ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ : 12 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 1988 * ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΗΣ : ΒΑΦΕΙΑΔΗΣ ΑΝΤΩΝΗΣ * MINIMUM STJ EXITMIN(0:2) ΔΙΑΣΩΣΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΠΙΣΤΡΟΦΗΣ ST2 TEMP2(0:2) ΔΙΑΣΩΣΗ ΤΗΣ ΤΙΜΗΣ ΤΟΥ rI2 ΕΝΤ2 100 LDA ARRAY-1,2 LOOP CMPA ARRAY-1,2 JLE *+2 LDA ARRAY-1,2 DEC2 1 J2P LOOP TEMP2 ENT2 * ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΤΗΣ ΤΙΜΗΣ ΤΟΥ rI2 EXITMIN JMP * ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤH ΡΟΥΤΙΝΑ ΚΛΗΣΗΣ

15 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πέρασμα Παραμέτρων  Μέθοδος μέσω καταχωρητών  Μέθοδος μέσω μεταβλητών  Μικτή μέθοδος

16 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πέρασμα παραμέτρων μέσω καταχωρητών

17 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πέρασμα παραμέτρων (καταχωρητές) *ΡΟΥΤΙΝΑ ΚΛΗΣΗΣ Ν EQU 100 ΜΗΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑ MIN ORIG *+1 ΕΛΑΧ. ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΤΟΥ ΠΙΝΑΚΑ ARRAY ORIG *+N ΠΙΝΑΚΑΣ ARRAY BEGIN * *ΕΝΤΟΛΕΣ ΑΝΑΓΝΩΣΗΣ ΤΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΤΟΥ ΠΙΝΑΚΑ * * ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΚΛΗΣΗΣ ΤΗΣ ΡΟΥΤΙΝΑΣ ΜΙΝΙMUM (ΤΟΠΟΘΈΤΗΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ) ENT1 ARRAY ΑΡΧΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ARRAY ENT2 N ΜΗΚΟΣ ΤΟΥ ΠΙΝΑΚΑ * ΚΛΗΣΗ ΡΟΥΤΙΝΑΣ JMP MINIMUM * ΕΞΑΣΦΑΛΙΣΗ ΠΑΡΑΜΈΤΡΟΥ ΕΞΟΔΟΥ STA MIN ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΤΟΥ ΕΛΑΧΙΣΤΟΥ HLT END BEGIN

18 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πέρασμα παραμέτρων (καταχωρητές) * ΡΟΥΤΙΝΑ ΠΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΖΕΙ ΤΟ ΕΛΑΧΙΣΤΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΠΙΝΑΚΑ * Ο rΑ ΠΕΡΙΕΧΕΙ ΤΟ ΕΛΑΧΙΣΤΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ * Ο rΙ1 ΠΕΡΙΕΧΕΙ ΤΗΝ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΤΟΥΠΡΩΤΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ ΤΟΥ ΠΙΝΑΚΑ * Ο rΙ2 ΠΕΡΙΕΧΕΙ ΤΟ ΜΗΚΟΣ ΤΟΥ ΠΙΝΑΚΑ * MINIMUM STJ EXITMIN(0:2) ΦΥΛΑΞΗ ΔΙΕΥΘ. ΕΠΙΣΤΡΟΦΗΣ ST3 TEMP3(0:2) ΦΥΛΑΞΗ ΤΟΥ rI3 ST4TEMP4(0:2) ΦΥΛΑΞΗ ΤΟΥ rI4 ENT30,1Ι3  Ι1 ENT40,2Ι4  Ι2 LDA 0,3 LOOP CMPA 0,3 JLE *+2 LDA 0,3 INC31 DEC4 1 J4P LOOP TEMP3 ENT3 * ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ rI3 TEMP4 ENT4 * ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ rI4 ΚΛΗΣΗΣ EXITMIN JMP * ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤH ΡΟΥΤΙΝΑ ΚΛΗΣΗΣ

19 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Χειρισμός πίνακα ΡΟΥΤΙΝΑ ΚΛΗΣΗΣ ΕΝΤ1 <- Αρχή πίνακα ΕΝΤ2 <- Μήκος πίνακα ΚΑΛΟΥΜΕΝΗ ΡΟΥΤΙΝΑ REG[3] <- Αρχή πίνακα LDA 0,3 V=0+REG(3) REG[A] <- πρώτο στοιχείο

20 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πέρασμα παραμέτρων (μεταβλητές)

21 Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πέρασμα παραμέτρων (μεταβλητές) * ΡΟΥΤΙΝΑ ΚΛΗΣΗΣ Ν EQU 100ΜΗΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑ ARRAY ORIG *+NΠΙΝΑΚΑΣ MIN ORIG *+1ΕΛΑΧΙΣΤΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ BEGIN * ΕΝΤΟΛΕΣ ΑΝΑΓΝΩΣΗΣ ΤΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΤΟΥ ΠΙΝΑΚΑ * * ΕΝΤΟΛΕΣ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑΣ ΚΛΗΣΗΣ ENT1 ARRAY ST1 ADDARR ENT2 N ST2 LENGTH JMP MINIMUM *ΕΝΤΟΛΕΣ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΚΛΗΣΗ LDAELAXISTO STAMIN HLT ENDBEGIN