Создание и вызов подпрограммы

Структура ПЗУ компьютера ЛамПанель

ПЗУ компьютера ЛамПанель представляет из себя текстовый файл, хранящийся в папке программы с именем lampanel.rom

Открыть и просмотреть его можно с помощью стандартного Блокнота.

Поэтому такое ПЗУ возможно изменять.

Если требуется добавить новую подпрограмму в ПЗУ, нужно сохранить её в специальном формате *.rom с помощью кнопки . Затем текст программы просто добавляется в конец файла lampanel.rom.

Вызов подпрограмм

Это достаточно сложная операция для процессора, поскольку для этого нужно:

запомнить адрес возврата – адрес команды, на которую нужно перейти после завершения подпрограммы;

передать параметры в подпрограмму;

разместить в памяти локальные переменные подпрограммы;

для подпрограммы- функции: передать в вызывающую программу результаты работы;

обеспечить возврат из подпрограммы по правильному адресу.

Стек

Важнейшую роль в решении выше означенных задач играет стек (от англ. stack–кипа, стопка) – специальная область оперативной памяти, в которой хранятся адреса возврата из подпрограмм и локальные переменные.

Если попытаться визуализировать для себя эту динамическую структуру данных, то можно, например, представить банку, в которую кладут шары. Положить шар можно только сверху и достать только верхний.

В ЛамПанели стек размещается в оперативной памяти вместе с программой и данными. Оперативная память имеет размер 256 байт, адреса ячеек памяти изменяются от 0 до 255 (FF₁₆). Стек находится в самом конце оперативной памяти и “растёт вверх”. Таким образом, первое записанное в стек машинное слово будет иметь адрес FE₁₆ и занимать байты с адресами, соответственно, FE₁₆и FF₁₆. И так далее “вверх”.

Для управления стеком в процессоре есть специальный регистр SP (stackpointer–указатель стека), в котором хранится адрес вершины стека.

При запуске программы в регистр SPзаписывается значение 100₁₆=256₁₀. Этот адрес находится за пределами оперативной памяти и говорит о том, что стек пуст.

При добавлении в стек первого значения указатель стека уменьшается на 2 (до FE₁₆), а потом по этому адресу записывается число.

Для записи значения в стек используется оператор PUSH (от англ. push–втолкнуть).

Рассмотрим пример записи значения в стек.

Пример:

После выполнения команды PUSH значение регистра SPстало равно FE₁₆, и теперь он указывает на последнее слово в памяти, в котором записано число 1234₁₆ – значение регистра R0.

Для извлечения значения из стека используется оператор POP (от англ. pop–хлопнуть, вытолкнуть), который “снимает” значение с вершины стека и записывает его в назначенный регистр.

Добавим его в нашу программу и просмотрим ход исполнения.

Пример:

После выполнения программы можно пронаблюдать следующее:

· в регистре R1 находится то же значение 1234₁₆, что и в регистре R0;

· регистр SPсодержит значение 100₁₆, которое говорит о том, что стек пуст;

· в последних двух байтах оперативной памяти осталось значение 1234₁₆, однако оно уже не является частью самого стека, поскольку адрес в регистре SPизменен.

Создание и вызов подпрограммы

Рассмотрим эти процессы на примере подпрограммы, которая возводит содержимое регистра R0 в квадрат.

Данная подпрограмма будет содержать всего одну команду:

mulR0, R0

В начале подпрограммы необходимо поставить метку, которая соответствует имениподпрограммы, а в конце – оператор возврата RET (от англ. return–возврат), по которому процессор возвращается к точке вызова.

Тогда вся подпрограмма будет выглядеть следующим образом:

SQR:

mulR0, R0

ret

Опишем своеобразный паспорт этой подпрограммы.

Имя: SQR.

Входные данные: число в регистре R0.

Выходные данные: квадрат числа в регистре R0.

Сама подпрограмма размещается в оперативной памяти, а значит, её код нужно расположить вне основной программы, за оператором STOP.

Для вызова подпрограммы используется оператор вызова CALL (от англ. call–вызывать, звонить), после которого записывается имя подпрограммы, или иными словами, метка, с которой начинается подпрограмма, то есть адрес точки входа.

Рассмотрим всю программу полностью.

Пример: