© Alexandre Parodi - 2005 TITRE SOUS-PROGRAMME voir l'animation: Diaporama / Visualiser... avancer: Barre d'espace reculer: p

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5

TITRE

SOUS-PROGRAMMESOUS-PROGRAMME

voir l'animation: Diaporama / Visualiser ...avancer: Barre d'espace reculer: p

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5

DEFINITION

Un sous-programme ("subroutine" ou "subprogram")est une séquence d'instructions

que l'on veut pouvoir utiliser plusieurs fois.

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5

SEQUENCE A REUTILISER

précédente1ère instruction Séquence2ème instruction à ré-utiliser

...suivanteencore

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5

APPEL & RETOUR

précédente ProgrammeSaut au

sous-programmePrincipal

suivanteencore

1ère instruction2ème instruction Sous

... ProgrammeRetour du

Sous-Programme

Adresse de retour

Adresse du sous-programme

Signifie ici:"saute vers"

"branche sur"

Signifie ici:"saute vers"

"branche sur"

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5

APPEL

Le saut au sous-programme("Jump to SubRoutine")

est souvent appeléAppel au sous-programme

("Call").

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5

USAGE EN POO

Les fonctions-membre ou méthodes des objets des langages orientés objet

(e.g. JAVA, C++, C#, Eiffel ...) sont implémentées par des sous-programmes.

appelle le sous-programme "boost"de l'objet "toto".

toto.boost() ;

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5

UTILISATION MULTIPLE

précédente 11ère instruction Séquence2ème instruction utilisée

... 1ère foissuivante 1encore 1

précédente 21ère instruction Séquence2ème instruction utilisée

...... 2ème foissuivante 2encore 2

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5

APPELS CONSECUTIFS

précédente 1 Programmesaut au sous-progr. principal

suivante 1encore 1

précédente 2 Suitesaut au sous-progr. programme

suivante 2 principalencore 2

1ère instruction2ème instruction Sous-

... Programmeretour sous-prog.

Adresse de retour 1


Adresse de retour 2

Comment savoir où revenir ?

- ou -Comment savoir où revenir ?

- ou -

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ADRESSE DE RETOUR

Pour retourner à l'instruction suivant l'appel dans le programme principal, il faut avoir d'abord sauvegardé son adresse.

Elle s'appelle "adresse de retour"

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5

APPELS CONSECUTIFS

précédente 1 Programmesaut au sous-progr. principal

suivante 1encore 1

précédente 2 Suitesaut au sous-progr. programme

suivante 2 principalencore 2


... Programmeretour sous-prog.

Adresse de retour 1


Adresse de retour 2

Mémorisation retour :

Adresse de retour 1Adresse de retour 2

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5

SAUVEGARDE DE L'ADRESSE DE RETOUR

Sauvegarde de l'adresse de retour dans un registre ou une case mémoire fixe:

Et si l'on appelle un sous-programme depuis le sous-programme ?

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5

APPELS IMBRIQUES

précédente 1 Programmesaut sous-progr. 1 principal

suivante 1encore 1

instruction(s)saut sous-progr. 2

suivante 2 Sous-retour sous-prog. Programme 1


... Programme 2retour sous-prog.

Adresse de retour 1


Adresse de retour 2

CE QUI DEVRAIT ARRIVER

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5

Adresse de retour 1

IMBRICATION +MEMORISATION


suivante 1encore 1





Adresse de retour 1


Adresse de retour 2

Mémorisation retour :

Adresse de retour 2

CE QUI ARRIVE

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5

SAUVEGARDE DE L'ADRESSE DE RETOUR

On sauvegarde l'adresse de retour sur la pile.

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Par

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5

IMBRICATION + PILE


suivante 1encore 1





Adresse de retour 1


Adresse de retour 2

Adresse de retour 1

Adresse de retour 2

L'adresse de retour est pointéeL'adresse de retour est pointée

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5

RE-ENTRANCE et RECURSIVITE

Ceci permet des sous-programmes ré-entrants (qui s'appellent eux-mêmes)

et donc récursifs !

Autre solution : liste chaînée(rare car pas adaptée ici: pas d'avantage, compliquée, volumineuse et moins rapide)

Mais la pile est limitée ...

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5

ACTIONS D'UN APPEL

Un appel à sous-programme :

empile l'adresse de retour ;

saute à la 1ère instruction du sous-programme .

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5

PROGRAMME D'APPEL

Une instruction spéciale n'est pas nécessaire !

MPC R2 ; // charge le contenu du PC dans R2// MPC = Move PC

ADQ 2,R2 ;// ajout 2 à R2

STW R2, -(SP) ; // empile l'adresse de retour// -(SP) = mode d’@ basé prédecrémenté SP = Stack //Pointer

JEA (R1) ; // saute au sous-prog. pointé par R1

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INSTRUCTION JSR

Le saut au sous-programmeest effectué par l'instruction:

"Jump to SubRoutine"

JSR

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OPERANDE DE JSR

L'opérande de l'instruction JSR est un sous-programme.

L'adresse de cet opérande est donc l'adresse du sous-programme,

c'est à dire l'adresse de sa 1ère instruction.

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5

MODES D'ADRESSAGE DE JSR

JSR opérande

MODE D'ADRESSAGE NOTATION ASSEMBLEUR

ADRESSE DU SOUS-PROGRAMME

COMMENTAIRE

Basé JSR (R) (machine RISK)

R simple et générique

Direct JSR @address address = IE = M[PC] adresse fixe Indexé JSR (R)disp R + disp = R + IE compliqué Indirect pré-indexé JSR *(R)disp M[R + disp] = M[R +

IE] très compliqué

Basé pré-décrémenté JSR -(R) R-2 peu cohérent ici Basé post-incrémenté JSR (R)+ R peu cohérent ici

Immédiat - PC incohérent ici Registre - - aberrant

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5

ACTIONS DE JSR

JSR:

empile l'adresse de retour ;

saute à l'instruction de l'opérande .

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5

PileSP adresse sommet blabla

précédente ProgrammeR1 adresse ss-prog JSR (R1) Principal

suivanteIR instruct. courante encore

PC adresse mot suiv

adresse ss-prog 1ère instruction... Sous... Programme

RTS

JSR (R1)

AVANT

Signifie ici:"pointe sur"

"est l'adresse de"


"est l'adresse de"

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5

1000

1002

1004 PileSP 1006 1006 blabla

1008

100A

4000

4002 précédente ProgrammeR1 8002 4004 JSR (R1) Principal

4006 suivanteIR JSR (R1) 4008 encore

400A

PC 40068000

8002 1ère instruction8004 2ème instruction Sous8006 ... Programme8008 RTS800A

JSR (R1)

AVANT

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1000

1002

1004 adresse de retour PileSP 1004 1006 blabla

1008

100A

4000



400A

PC 40068000


JSR (R1)

EMPILAGE ADRESSE DE RETOUR

SP SP - 2 ;M[SP] adresse de retour;

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1000

1002

1004 4006 PileSP 1004 1006 blabla

1008

100A

4000



400A

PC 40068000


JSR (R1)

EMPILAGE ADRESSE DE RETOUR

SP SP - 2 ;M[SP] PC;

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1002

1004 4006 PileSP 1004 1006 blabla

1008

100A

4000


4006 suivanteIR 1ère instruction 4008 encore

400A

PC 80048000


JSR (R1)

SAUT A LA 1ère INSTRUCTION

IR M[adresse ss-prog] ,PC adresse ss-prog # 2 ;

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5

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1002

1004 4006 PileSP 1004 1006 blabla

1008

100A

4000



400A

PC 80048000


JSR (R1)

SAUT A LA 1ère INSTRUCTION

IR M[R1] ,PC R1 # 2 ;

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Par

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5

PileSP blabla

précédente ProgrammeR1 JSR (R1) Principal

suivanteIR 1ère instruction encore

PC


... ProgrammeRTS

JSR (R1)

APRES

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1002

1004 4006 PileSP 1004 1006 blabla

1008

100A

4000



400A

PC 80048000


1ère instruction

EXECUTIONSOUS-PROGRAMME

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1002

1004 4006 PileSP 1004 1006 blabla

1008

100A

4000

4002 précédente ProgrammeR1 4004 JSR (R1) Principal

4006 suivanteIR 2ème instruction 4008 encore

400A

PC 80068000


2ème instruction


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1002

1004 4006 PileSP 1004 1006 blabla

1008

100A

4000


4006 suivanteIR ... instruction 4008 encore

400A

PC 80088000


... instruction


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5

ACTIONS DU RETOUR

Le retour de sous-programme :

dépile l'adresse de retour ;

saute à l'instruction à cette adresse .

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5

RETOUR DE SOUS-PROGRAMME

Une instruction spéciale n'est pas nécessaire !

LDW R1,(SP)+ ; // dépile l'adresse de retour dans R1 // j’incrémente le SP

JEA (R1) ; // saute à l'instruction de retour

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5

IINSTRUCTION RTS

Le retour du sous-programmeest effectué par l'instruction:

”ReTurn from Subroutine"

RTS

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5

ACTIONS DE RTS

RTS:

dépile l'adresse de retour ;

saute à l'instruction suivant JSR .

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Par

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5

adresse de retour PileSP blabla


suivanteIR RTS encore

PC


... ProgrammeRTS

RTS

AVANT


"est l'adresse de"


"est l'adresse de"

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1002

1004 4006 PileSP 1004 1006 blabla

1008

100A

4000


4006 suivanteIR RTS 4008 encore

400A

PC 800A8000


RTS

AVANT

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1002

1004 4006 PileSP 1006 1006 blabla

1008

100A

4000



400A

PC adresse de retour8000


RTS

DEPILAGE ADRESSE DE RETOUR

PC adresse de retour ,SP SP # 2 ;

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1002

1004 4006 PileSP 1006 1006 blabla

1008

100A

4000



400A

PC 40068000


RTS

DEPILAGE ADRESSE DE RETOUR

PC M[SP] ,SP SP # 2 ;

© A

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Par

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5

1000

1002

1004 4006 PileSP 1006 1006 blabla

1008

100A

4000


4006 suivanteIR suivante 4008 encore

400A

PC 40088000


RTS

PREPARATIONINSTRUCTION SUIVANTE

IR M[PC] ,PC PC # 2 ;

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5

PileSP blabla


suivanteIR suivante encore

PC


... ProgrammeRTS

suivante

APRES

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5

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1002

1004 4006 PileSP 1006 1006 blabla

1008

100A

4000


4006 suivanteIR suivante 4008 encore

400A

PC 40088000


suivante

APRES

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5

APPEL à ADRESSE FIXE(mode direct)

Dans les langages non-objet, le sous-programme

est souvent à une adresse fixeconnue à l'avance.

JSR @SPRG_ADDRESS ;// appelle sprog d'adresse SPRG_ADDRESS

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5

PileSP adresse sommet blabla

précédente ProgrammeJSR @ Principal

SPRG_ADDRESSIR JSR @ suivante

PC adresse mot suiv

adresse ss-prog 1ère instruction... Sous... Programme

RTS

JSR @SPRG_ADDRESS

AVANT


"est l'adresse de"


"est l'adresse de"

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5

adresse de retour PileSP blabla

précédente ProgrammeJSR @ Principal

SPRG_ADDRESSIR 1ère instruction suivante

PC


... ProgrammeRTS

JSR @SPRG_ADDRESS

APRES

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5

APPEL à ADRESSE FIXEsans mode direct !

Le mode direct n'est pas nécessaire !

LDW R2, #SPRG_ADDRESS ; // charge R2 avec SPRG_ADDRESS JSR (R2) ; // saute au sous-prog. pointé par R2

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APPEL de METHODE

Dans les langages à objet, l'adresse du sous-programme n'est connue qu'à l'exécution.

Le codage des objets varie d'un langage et d'une implémentation à l'autre !

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5

R4entête Objet

champ1 "toto"boost

...


... ProgrammeRTS

EXEMPLE SIMPLE D'APPEL DE METHODE(mode indirect pré-indexé)

JSR *(R4)6 ; // appelle boost de l'objet pointé par R4

+6

R4 + 6pointe sur le champ

boost de l'objet

R4 pointe sur l'objet Le champ boost pointe sur le sous-programme

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5

EXEMPLE D'APPEL DE METHODEsans mode indirect pré-indexé !

Le mode indirect pré-indexé n'est pas nécessaire !

LDW R2, R4 ; // R2 pointe sur l'objet toto// charger R2 ac le contenu de R4

ADQ 6, R2 ; // R2 pointe sur le champ boost de toto

LDW R2, (R2) ; // R2 pointe sur le sous-programme

JSR (R2) ; // saute au sous-programme boost de toto

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5

PARAMETRES

Le fonctionnement d'un sous-programmepeut dépendre de paramètres ("arguments" ou "parameters") :

toto.boost(5, "piano") ;

5 : entier ; "piano" : chaîne de caractères.

Le nombre de paramètres s'appelle "arité".

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5

PASSAGE

Ils peuvent être représentés par :

leur valeur (simple et rapide: C, C++, ...) ;

leur adresse (Var de Pascal ...) ;

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Par

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5

MECANISMES DE PASSAGE

Ces paramètres sont passés du programme principal au sous-programme par stockage préalable à l'appel :

dans des registres (simple et rapide) ;

sur la pile (nombre quasi-illimité) ;

dans un descripteur en mémoire (rare: économise la pile mais compliqué) ;

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Par

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5

FONCTION

Un sous-programme qui retourne une information par la gauche s'appelle une fonction ("function") ;

Cette information est stockéepréalablement au retour :

dans un registre précis (e.g. R0: courant);

sur la pile ;

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5

STACK FRAME

Divers procédés sont utilisés pour échanger des informations entre programme et sous-programme.Ils dépendent du langage évolué utilisé et de son implémentation sur chaque machine.Ils sont basés sur la configuration des informations sur la pile à l'appel, pendant l'exécution et au retour.

La configuration de la pile s'appelle "stack frame" ou

modèle de pile ou environnement.

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Par

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5

SP

disponible

BP

R0

PILE AVANT APPEL

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5

SP

disponible

BPnb paramètresparamètre n°1 paramètres

R0 paramètre n°2...

paramètre n°n

EXEMPLE DE FRAME juste avant L'APPEL

LDQ 0, R0 ; // initialise R0...STW Ri,-(SP) ; // empile un paramètre depuis RiADQ 1, R0 ; // compte le paramètre...STW R0,-(SP) ; // empile le nb de param.

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Par

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5

SP adresse sommet

disponible

BP adresse de retournb paramètresparamètre n°1 paramètres


paramètre n°n

EXEMPLE DE FRAME juste après L'APPEL

JSR @adresse_du_sous_prog // appelle le sous-prog.

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Par

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5

disponible

SP adresse sommet données localesdonnées locales

... donnéesvariable locale n° 2 localesvariable locale n°.1



paramètre n°n

EXEMPLE DE FRAME D'EXECUTION

LDW BP,SP ; // BP pointe sur adresse retourADQ #10, SP ; // réserve 5 mots sur la pile

"Base Pointer"Registre de pointage

de base de pile.e.g. R1

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5

disponible




R0 paramètre n°1 paramètre n°2...

paramètre n°n

ACCES PARAMETRE (mode indexé: déplacement > 0)

LDW R0,(BP)4 ; // charge le paramètre n°1 dans R0

+4

BP + 4pointe sur le

paramamètre n°1

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5

disponible




R0 paramètre n°1 paramètre n°2...

paramètre n°n

ACCES PARAMETRE (sans mode indexé !)

LDW R0,BP ; // charge BP dans R0ADQ 4, R0; // ajoute 4 à R0, R0 pointe sur param. 1LDW R0, (R0); // charge paramètre n°1 dans R0

+4

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5

disponible




R0 variable n°2 paramètre n°2...

paramètre n°n

ACCES VARIABLE LOCALE(mode indexé: déplacement < 0 )

LDW R0,(BP)-4 ; // charge la variable n°2 dans R0

-4

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Par

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5

disponible




R0 'p' paramètre n°2...

paramètre n°n

ACCES INDIRECT (mode indirect pré-indexé)

+6

LDW R0,*(BP)6 ; // charge M[M[BP+6]] dans R0

'p' 'i' 'a' 'n' 'o' NUL

Chaîne de caractères"piano" ailleurs

en mémoire.

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Par

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5

disponible




R0 'p' paramètre n°2...

paramètre n°n

ACCES INDIRECT (sans mode indirect pré-indexé !)

+6

LDW R0,BP ; // charge BP dans R0ADQ 6, R0 ; // ajoute 6 à R0; R0 pointe sur param.2LDB R0, (R0); // charge octet n°0 dans R0

'p' 'i' 'a' 'n' 'o' NUL

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Par

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5

disponible




R0 'n' paramètre n°2...

paramètre n°n

ACCES INDIRECT PRE & POST-INDEXE (pré (+6) et post (+5) indexé ...)

+6

LDW R0,(BP)6 ; // charge paramètre n°2 dans R0LDB R0,(R0)5 ; // charge octet n°5 de la chaîne ds R0

'p' 'i' 'a' 'n' 'o' NUL

+5

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Par

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5

disponible




R0 'n' paramètre n°2...

paramètre n°n

ACCES INDIRECT PRE & POST-INDEXE (sans mode indexé !)

+6

LDW R0,BP ; // charge BP dans R0ADQ 6, R0 ; // ajoute 6 à R0; R0 pointe sur param.2LDW R0, (R0); // charge paramètre n°2 dans R0ADQ 5, R0 ; // ajoute 5 à R0; R0 pointe sur 'n'LDB R0, (R0); // charge octet n°5 de la chaîne ds R0

'p' 'i' 'a' 'n' 'o' NUL

+5

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adresse de retour empilé parétat de retour l'interrupt.





paramètre n°n

PILE juste après INTERRUPTION

En cas d'interruption,les données locales

sont protégées !

En cas d'interruption,les données locales

sont protégées !

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disponible




R0 valeur retournée paramètre n°2...

paramètre n°n

EXEMPLE DE FRAME juste avant le RETOUR

LDW R0, ... ; // charge la valeur à retourner dans R0LDW SP, BP ; // SP pointe sur l'adresse de retour

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disponible





paramètre n°n

FRAME juste après le RETOUR

RTS // retourne du sous-programme

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disponible





paramètre n°n

PILE juste après nettoyage

LDW R2, (SP)2 ; // R2 = nb de paramSHL R2, R2 ; // R2 = taille de la zone de param.ADQ 2, R2 : // y compris le mot nb_param ...ADD R2, SP, SP ; // SP pointe en dessous

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Par

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FIN

FIN DE LA PRESENTATION

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FIN

FIN DE LA PRESENTATION

Documents

© Alexandre Parodi - 2005 TITRE SOUS-PROGRAMME voir l'animation: Diaporama / Visualiser... avancer: Barre d'espace reculer: p