7163313944

ARCHITEKTURA SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH: Instrukcja do laboratorium 4, (2x2h) Opracowanie i prowadzenie: dr inż. Ignacy Pardyka, Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach Temat: Architektura MIPS: wywołanie funkcji, stos, złożone struktury danych symulator: MARS

1.    Wstęp

W ramach niniejszego laboratorium, najpierw poznajemy mechanizm wywoływania funkcji, stosowany w architekturze MIPS. Aby zrozumieć ten mechanizm, musimy poznać i zrozumieć pojęcie ramki stosu. Szczególne miejsce, w programowaniu komputerów, zajmują algorytmy rekurencyjne, dlatego ważne jest by rozumieć, w jaki sposób należy prawidłowo organizować program, w którym występują rekurencyjne wywołania funkcji. W języku asemblera stos odgrywa ważną rolę. Poznamy też zasadę przechowywania i przetwarzania złożonych struktur danych.

2.    Instrukcje wywołania funkcji i powrotu

2.1.    W architekturze MIPS, na liście instrukcji widzimy dwie instrukcje dotyczące funkcji:

a)    instrukcję jal, która określa operację przekazania sterowania do funkcji (ze śladem); instrukcja ta nakazuje, aby procesor, zanim przekaże sterowanie do wskazanej funkcji (wykonując operację skoku), zapamiętał w rejestrze $ra adres instrukcji, występującej w programie tuż za instrukcją jal (czyli adres powrotu z funkcji do miejsca wywołania).

b)    instrukcję jr, określającą operację powrotu z funkcji do programu, który ją wywołał; instrukcja ta, faktycznie, nakazuje procesorowi wykonanie operacji skoku bezwarunkowego pod adres, który aktualnie jest w rejestrze $ra (return address).

2.2.    Zadanie 1

a) Wprowadzić następujący program .data

stringl:    .asciiz "Hello world!\n"

string2:    .asciiz "Drugi napis\n"

.text

# drukuj pierwszy łańcuch

main:    la $a0, stringl

li $v0, 4

#    teraz wywołać funkcję function() bez argumentów.

#    stosujemy instrukcję jal, która nakazuje

#    zapamiętać w $ra adres instrukcji występującej

#    tuż za jal, a następnie wykonać skok

#    do pierwszej instrukcji w funkcji

#    $a0 zawiera wskaźnik do pierwszego z łańcuchów

#    więc drukować go

jal function li $v0, 4

li $v0, 10 # exit

# Ta funkcja jest wywoływana z main(). Drukuje łańcuch i zwraca sterowanie do wywołującego, function:    la $a0, string2

li $v0, 4

syscall    # drukuj łańcuch

jr $ra

# powrót do instrukcji wskazywanej przez $ra