Funções

Rodolfo Azevedo

MC404 - Organização Básica de Computadores e Linguagem de Montagem

http://www.ic.unicamp.br/~rodolfo/mc404

O que é uma função?

Função é uma abstração para um conjunto de instruções que possui:

• Um ponto único de entrada
• Um ou mais pontos de saída
• Zero ou mais parâmetros de entrada
• Zero ou mais valores de saída
• Um nome (opcional para o processador)

Instruções relevantes para construir uma função

• CALL: chama uma função
• RET: retorna de uma função

Ambas são pseudo-instruções relacionadas com instruções de salto.

• CALL é equivalente à JAL ra, destino, onde ra terá o endereço de retorno da função
• RET é equivalente à JALR zero, ra, 0, onde ra é o endereço para onde a função vai retornar, gravado anteriormente pela instrução CALL

Exemplo de função

# Função que recebe um valor em a0 e retorna o dobro em a0
# O nome da função é "dobro"
dobro:
    add a0, a0, a0
    ret

main:
    li a0, 10
    call dobro  # a0 = 20
    li a0, 5
    call dobro  # a0 = 10
    li a0, 1
    call dobro  # a0 = 2
    ret         # e agora? para onde volta?

E como ficam os registradores?

Imagine que cada uma das funções abaixo foi implementada por um programador diferente. Que registradores cada um poderá alterar (t, s e a)?

Convenções de registradores

• Agora que estamos organizando o código em funções, é importante definir a responsabilidade pelos valores de cada registrador
• Já temos que os registradores t são considerados como temporários e os s são considerados salvos. Mas o que significa isso?
• Vamos definir que os registradores t são temporários e podem ser alterados por qualquer função, enquanto os registradores s são salvos e devem ser preservados por qualquer função
• Os registradores a são usados para passar parâmetros para funções e receber valores de retorno

Relembrando os registradores

Convenções de registradores

Layout da memória do programa

• O programa é carregado na memória
• A seguir, são carregados os dados do programa
• Depois existem dois espaços vazios que são reservados para uso do programa: Heap para variáveis dinâmicas e Stack (pilha) para valores temporários e endereços de retorno

Pilha

• É um espaço de memória onde seu programa deve tratar como uma pilha de dados
• A pilha cresce para baixo: começa de endereços grandes e é decrementada
• A convenção de registradores reserva o registrador sp para apontar para o topo da pilha
• sp indica o endereço do último elemento guardado na pilha
• Utilize o sp nas instruções de lw e sw para acessar a pilha
• Não deixe de decrementar o sp antes de escrever um valor na pilha e incrementar depois de ler um valor
• Você realizar todos os decrementos de uma vez, bem como os incrementos

Exemplo

Inserindo 2 elementos na pilha

addi sp, sp, -8
sw   ra, sp, 0
sw   s0, sp, 4

Removendo 2 elementos da pilha

lw   s0, sp, 4
lw   ra, sp, 0
addi sp, sp, 8

Note a ordem invertida das instruções!

Exercício

Suponha a existência das funções scanf e printf da linguagem C para ler e escrever dados. Implemente um código que leia um número inteiro N, limitado a 20, em seguida ele deve ler N números inteiros sinalizados, guardando cada um num vetor e imprimir a soma desses números. Para a realizar a soma deles, você deve implementar uma função à parte que recebe um vetor e o seu tamanho, retornando a soma que, posteriormente, será impressa. Seu código deve começar na função main.