Arquitetura e organização de computadores

Apresentação em tema: "Arquitetura e organização de computadores"— Transcrição da apresentação:

1 Arquitetura e organização de computadores
Pilhas Chamadas de sub-rotinas Aula 11 Prof. Diovani Milhorim

2 Chamada de sub-rotina. Sub-rotinas são usadas quando existe alguma tarefa em um programa que será necessário executar mais de uma vez. Por exemplo: procurar um elemento em uma tabela imprimir uma lista classificar elementos em uma lista acessar uma estrutura de dados efetuar uma operação algébrica, etc.

3 Chamada de sub-rotina. Qualquer que seja a tarefa a ser executada, se for preciso fazê-lo mais que uma vez no programa, não se deve repetir a mesma série de instruções várias vezes, o que seria um desperdício de memória e de tempo, além de eventualmente ocasionar erros.

4 Chamada de sub-rotina. A alternativa é agrupar as instruções que executam a tarefa desejada em uma sub-rotina, e sempre que for necessário realizar aquela tarefa, basta inserir uma instrução para chamar a sub-rotina; quando a tarefa da sub-rotina tiver terminado, basta retornar ao ponto do seu programa principal imediatamente posterior àquele em que a sub-rotina foi chamada.

5 Chamada de sub-rotina. O conceito de sub-rotina é o mesmo em qualquer linguagem utilizada e em qualquer processador, embora sua implementação seja sempre um pouco diferente de um para outro. O local onde o ponto de retorno ao programa principal é salvo é uma estrutura chamada pilha.

6 Chamada de sub-rotina. Pilha é uma área da memória principal, endereçada pelo Stack Pointer. O programa deve inicializar o ponteiro da pilha com o endereço base da pilha (geralmente o mais alto disponível na MP). A pilha cresce decrementando o ponteiro da pilha.

7 Chamada de sub-rotina. Pilha (stack) é uma área da memória principal, endereçada pelo Stack Pointer (ponteiro da pilha). O programa deve inicializar o ponteiro da pilha com o endereço base da pilha (geralmente o mais alto disponível na MP). O ponteiro da pilha aponta para o último endereço ocupado da pilha (em algumas máquinas o ponteiro da pilha aponta para a primeira posição vaga). A pilha cresce decrementando o ponteiro da pilha (em algumas máquinas a pilha cresce incrementando o ponteiro da pilha).

8 Chamada de sub-rotina. Pilha

9 Chamada de sub-rotina. Exemplo de Processamento de sub-rotina e uso da pilha - execução linear do programa principal - preparação para chamada à sub-rotina: o contexto do programa é salvo na pilha (acumulador, flags, outros registradores) o valor no acumulador é armazenado no primeiro endereço vago da Pilha: (SP - 1) <-- A flags são salvos no próximo endereço vago da pilha: (SP - 2) <--- Registrador Flags. o SP (ponteiro da pilha) é decrementado: SP <--- SP-2 (foram ocupadas duas posições na pilha) - instrução CALL endereço (instrução de chamada de uma sub-rotina com início em endereço) o endereço da próxima instrução do programa principal (contido no CI) é salvo (push) na pilha: (SP - 1) <--- PCH e (SP - 2) <--- PCL o endereço da sub-rotina (endereço) é carregado no CI (Program Counter), logo: CI <--- endereço a sub-rotina é então executada

10 Chamada de sub-rotina. Exemplo de Processamento de sub-rotina e uso da pilha Ao final da execução da sub-rotina, é executada a instrução de retorno RET - instrução RET (obs.: a instrução RET não tem operando) o endereço de retorno da sub-rotina para o programa principal é retirado da pilha (pop) e carregado no CI logo: CI <--- (SP) e incrementa o SP, portanto SP <--- SP + 2 (lembrar que no Intel 8080 um endereço ocupa duas posições de memória). - restaura o contexto do programa principal (acumulador e flags), trazendo (pop), na ordem inversa, o conteúdo que tinha sido salvo na pilha - volta a executar em seqüência linear o programa principal

11 Chamada de sub-rotina. Processamento de sub-rotina

12 Chamada de sub-rotina. As sub-rotinas podem ser aninhadas, isto é, este processo pode ser repetitivo (uma sub-rotina pode chamar uma segunda sub-rotina, e esta uma terceira, e assim por diante), sempre repetindo este processo. O retorno se fará obrigatoriamente no sentido inverso, isto é, da última chamada para a primeira. A pilha é uma estrutura LIFO (last in, first out), ou seja, o último a entrar é o primeiro a sair.

13 Chamada de sub-rotina. Fluxo de Processamento de Sub-rotinas Aninhadas
PROCESSAMENTO LINEAR DO PROGRAMA PRINCIPAL instrução CALL > SUB-ROTINA | processa sub-rotina | CALL sub-rotina | | processa sub-rotina | | RET | continua processamento sub-rotina | RET CONTINUA PROCESSAMENTO DO PROGRAMA PRINCIPAL