Unterprogramme mittels Stack (Forts.)

Transkript

1 Unterprogramme mittels Stack (Forts.) gleiches Beispiel mit direkter Übergabe aller Parameter (8-Bit Wert a, 16-Bit Wert b, 16-Bit Ergebnis) durch call by value auf Stack: LDB a * Lade 8-Bit Wert a PSHS B * Schreibe a auf Stack LDD b * Lade 16-Bit Wert b PSHS D * Schreibe b auf Stack LEAS -2,S * 16 Bit auf Stack für Ergebnis reservieren jsr mul8x16 * Aufruf Unterprogramm PULS D * Lade 16-Bit Produkt axb vom Stack LEAS 3,S * Stack aufräumen!!!... mul8x16 LDA 6,S * Lade a vom Stack LDB 5,S * Lade Low Byte von b vom Stack MUL STD 2,S * Teilprodukt auf Stack zwischenspeichern LDA 6,S * Lade nochmals a vom Stack LDB 4,S * Lade High Byte von b vom Stack MUL TFR B,A * Schiebe D um 8 Bitpositionen nach links CLRB ADDD 2,S * Addition der beiden partiellen Produkte STD 2,S * Speichere Ergebnis auf Stack RTS 26

2 Unterprogramme mittels Stack (Forts.) auf dem 6809 ist die direkte Übergabe aller Parameter mittels call by value in Registern nicht sinnvoll, da nur ein einzelnes 16-Bit Datenregister vorhanden ist auch Kombinationen sind möglich, z.b. alle Eingabeparameter auf Stack, Ergebnis in Register evtl. sind zu Beginn eines Unterprogrammes einige Register auf dem Stack zu sichern und am Ende zurückzuholen, um im Hauptprogramm den Prozessorzustand wiederherstellen zu können (z.b. das CC-Register oder alle im Unterprogramm benutzen Register) bei rekursiv verwendbaren Unterprogrammen sollten alle Parameter mittels Stack übergeben werden und auch alle Zwischenergebnisse auf dem Stack festgehalten werden, um ein Überschreiben zu verhindern! 27

3 Beispiel: Rekursives Unterprogramm 6809-Assemblerprogramm zur rekursiven Berechnung der Fakultät n! Parameter auf Stack: Rücksprungadresse (2 Byte) an Adresse S Ergebnis (1 Byte) an Adresse S+2 n (1 Byte) an Adresse S+3 fac LDA 3,S * Lade n TSTA * Teste n auf 0 BEQ ready * wenn n=0, dann Rekursionsabbruch DECA PSHS A * PUSH n-1 LEAS -1,S * reserviere 1 Byte für Ergebnis fak(n-1) auf Stack JSR fac * Berechne fak(n-1) PULS B * POP fak(n-1) PULS A * POP n MUL * Bilde n * fak(n-1) STB 2,S * Speichere niedriges Byte von Produkt auf Stack RTS ready LDB #1 * fak(0) initialisieren STB 2,S * und als Ergebnis auf Stack legen RTS 28

4 System- und Sonstige Befehle des 6809 Befehle, die überwiegend zur Systemprogrammierung benötigt werden: ANDCC ORCC CWAI RTI SWI, SWI2, SWI3 SYNC weitere diverse Befehle: UND von CC und Maske (nur unmittelbare Adr.) dito, mit ODER Warte auf Interrupt Returm from Interrupt Löse Software-Interrupt 1, 2 oder 3 aus Synchronisation mit Interrupt NOP JMP BRN, LBRN BSR, LBSR No Operation Lade PC mit effektiver Adresse Branch Never Branch to Subroutine (mit relativer Adr.) 29

5 Interrupts Unterbrechungen ( Interrupts ) stellen eine effiziente Methode dar, um auf asynchrone externe Ereignisse (z.b. Eintreffen eines Signals von E/A-Gerät) oder interne Ereignisse (z.b. Ausnahmebehandlungen oder Systemaufrufe) zu reagieren wenn eine Unterbrechungsanforderung vorliegt, werden 1) die aktuelle Instruktion zu Ende ausgeführt 2) die Akzeptierbarkeit zum momentanen Zeitpunkt überprüft nur falls Unterbrechung akzeptierbar ist: 3) ggf. der Peripherie die Akzeptanz mitgeteilt (z.b. durch Signal IACK) 4) der aktuelle Prozessorzustand auf Stack gerettet 5) eine Interrupt-Behandlungsroutine ausgewählt 6) die Behandlungsroutine ausgeführt 7) alter Prozessorzustand aus Stack wiederhergestellt 30

6 6809 Interrupts auf dem 6809 wird eine Unterbrechung wird ausgelöst, wenn für mindestens einen Taktzyklus das externe Signal RES anliegt (Reset) bei fallender Flanke des Taktes Q das externe Signal NMI aktiv ist ( Non Maskable Interrupt ) bei fallender Flanke des Taktes Q eins der externen Signale IRQ ( Interrupt Request ) oder FIRQ ( Fast Interrupt Request ) aktiv ist und das I-Flag bzw. das F-Flag im Statusregister nicht gesetzt ist eine der Instruktionen SWI, SWI2 oder SWI3 ausgeführt wird (Software-Interrupt bzw. Systemaufruf) bei IRQ, NMI, SWI/2/3 werden alle Register auf Systemstack gerettet (und E-Flag gesetzt), bei FIRQ nur PC und CC (Reaktionszeit bei IRQ oder NMI: 21 Takte, bei FIRQ: 12 Takte) bei mehreren gleichzeitig vorliegenden Unterbrechungsanforderungen erfolgt Auswahl über feste Priorität: RES > NMI > SWI > FIRQ > IRQ > SWI2 > SWI3 31

7 6809 Interrupts (Forts.) die Auswahl der Behandlungsroutine erfolgt über eine Interrupt-Tabelle, in der die Startadressen (sog. Interruptvektoren) aller Behandlungsroutinen eingetragen sind: Speicheradresse High Byte Low Byte FFF0 FFF1 FFF2 FFF3 FFF4 FFF5 FFF6 FFF7 FFF8 FFF9 FFFA FFFB FFFC FFFD FFFE FFFF enthält Startadresse von Behandlungsroutine für Reserved (nicht verwendbar) SWI3 SWI2 FIRQ IRQ SWI NMI Reset Falls Interrupt-Tabelle im ROM-Bereich liegt, beschreiben Tabelleninhalte die Adressen von indirekten JMP-Befehlen, die zu Behandlungsroutinen an benutzerdefinierten Adressen im RAM-Bereich springen (i.a. nicht für Reset) 32

8 Beispiel einer Interruptroutine 6809-Assemblerprogramm für Hardwareinterrupt: Inkrementieren eines 16-Bit Zeitzählers nach Eingang eines FIRQ-Signals von externem Timer: firqadr equ $FFF6 firmask equ % org $100 init CLR stime * Lösche 16-Bit Zeitzähler CLR stime+1 LDX #timer * Belege Interrupt-Tabelleneintrag (im RAM!) STX firqadr * mit der Startadresse der Behandlungsroutine ANDCC #firmask * Aktiviere FIRQ im CC-register... org $1000 timer PSHS D * Rette Inhalt von D-Register LDD stime * Lade 16-Bit Zähler ADD #1 * Inkrementiere 16-Bit Zähler STD stime * Speichere Zäahlerstand PULS D * Restauriere D-register RTI stime rmb 2 * Speicherplatz für 16-Bit Zähler 33

9 Kontrollkonstrukte im 6809-Assembler Realisierung von if z.b. in C: unsigned int p,q; if (p>q) {...} else {...}; in Assembler Verwendung des komplementären Branchbefehls: LDD p CMPD q BLS else... * Befehle des... * then Zweigs BRA cont else... * Befehle des... * else Zweigs cont... Realisierung von for-schleife z.b. in C: unsigned int i; for (i=1; i<n; i++) {...}; in Assembler Überprüfung der Abbruchbedingung zu Beginn der Schleife: LDB #1 loop CMPB #N * nur für N<256! BHS cont... * Befehle aus... * Schleifenrumpf INCB BRA loop cont... 35

10 Kontrollkonstrukte (Forts.) Realisierung von while-schleife z.b. in C: int p,q; while (p<q) {...}; in Assembler Überprüfung der Bedingung am Schleifenbeginn mit komplementärem Branchbefehl: again LDD p CMPD q BGE cont... * Befehle aus... * Schleifenrumpf BRA again cont... bei repeat-schleifen Überprüfung der Bedingung am Schleifenende Realisierung des case-konstrukts z.b. in C: unsigned char i; switch (i) { case 1: {...};break; case 2: {...};break; default: {...}; } in Assembler Realisierung mittels Sprungtabelle: LDB i LDX #jtab CMPB #imax BHI cont LSLB JMP [B,X] cont... * Befehle für... * default Fall jtab fdb case1,case2,... 36