Стековые фреймы для вложенных подпрограмм

Для хранения адре­сов возврата цепочки вложенных подпрограмм лучше всего подходит стек. Очевидно, что при вызове каж­дой из этих подпрограмм в стеке процессора формируется полный стековый фрейм. В этой связи важно отметить, что сохраненное содержимое регистра FP в текущем фрейме на вершине стека — это указатель стекового фрейма той под­программы, которая вызвала текущую подпрограмму.

В программе, приведенной в таблице 17.4, главная подпрограмма вызывает подпро­грамму SUB1, которая, в свою очередь, вызывает подпрограмму SUB2. Стековые фреймы этих двух вложенных подпрограмм изображены на рис. 17.6. Все их пара­метры передаются через стек. На рисунках показаны только поток выполнения подпрограмм и их данные — реализация основных задач опущена.

Таблица 17.4

Рис. 17.6. Стековые фреймы программы, приведенной в табл. 4.

Порядок выполнения этой программы следующий. Главная программа поме­щает в стек два параметра, рагаm2 и paraml (именно в таком порядке), а затем вы­зывает подпрограмму SUB1. Данная подпрограмма должна вычислить некоторое значение и передать его обратно главной программе через стек. В ходе вычисле­ний SUB1 вызывает вторую подпрограмму SUB2, выполняющую некоторую подзадачу. Подпрограмма SUB1 передает подпрограмме SUB2 один параметр рагаmЗ, и получает результат. После того как в подпрограмме SUB2 будет выполнена команда RETURN, подпрограмма SUB1 сохранит этот результат в регистре R2. Затем подпрограмма SUB1 продолжит свои вычисления, а закончив их, передаст ответ главной программе через стек. Когда управление будет возвращено главной программе, она сохранит полученный результат в памяти по адресу RESULT и продолжит свою работу со следующей команды. Этот процесс достаточно подробно описан в комментариях в таблице 17.4. Первым делом каждая подпрограмма устанавливает указатель фрейма (предварительно записав в стек его исходное содержимое) и сохраняет значения тех регистров, которыми она собирается оперировать. Например, подпрограмма SUB1 исполь­зует четыре регистра, от R0 до R3, a подпрограмма SUB2 — два регистра, R0 и R1. Все указанные регистры, а также указатель стека восстанавливаются перед выходом из подпро­граммы.

Для загрузки параметров из стека и помещения результатов обратно в стек используется индексный режим адресации с использованием регистра указателя фрейма FP. В этих операциях, как и в случае стека, показанного на рис. 17.6, задается бай­товое смещение 8,12 и т. д. Обратите внимание на тот факт, что за удаление пара­метров из стека всегда отвечает вызывающая программа. Эту операцию выполня­ет команда Add в главной программе и команда Move, расположенная по адресу 2164 в подпрограмме SUB1.

Контрольные вопросы

1. Как выполняются команды вызова подпрограмм?

2. Что такое стек?

3. Назовите основные операции со стеком

4. Как осуществляется передача параметров при вызове подпрограмм?

5. В чем различие передач параметров по значению и ссылке?

6. Что такое стековый фрейм?

7. Как реализуются стековые фреймы для вложенных подпрограмм?