Секреты механизмов подпрограмм

Подпрограммы, а также родственные им функции, процедуры и методы – это важнейшее средство разбиения любой программы на относительно независимые логические единицы, взаимодействующие друг с другом обычно путем вызова по имени (с возможными аргументами). Концептуально подпрограмма – поименованный набор действий, к которому можно многократно обращаться из различных частей программы.

Основная терминология

Примеры, на которых будут демонстрироваться основные концепции, приводятся на небольшом гипотетическом ассемблере. Если у вас нет опыта работы с ассемблерами, не переживайте: все, что нужно, будет разъяснено всамом тексте.

Давайте сразу введем некоторые понятия. Эти понятия хорошо известны, но для целей систематического изложения мы тем не менее приведем их:

• программный счетчик (PC) – переменная, в которой находится адрес команды, которая будет выполнена следующей;
• безусловный переход (BR) – принудительное изменение значения, хранящегося в PC; нарушение линейной последовательности выполнения команд;
• вызов подпрограммы (JSR) – передача управления подпрограмме;
• косвенная адресация (обозначается символом «@» перед адресом ячейки памяти) – обращение к ячейке памяти, адрес которой хранится в текущей ячейке;
• возврат из подпрограммы (RET) – завершение работы подпрограммы; возврат управления вызывающей ветви программы (часто используется выражение «на уровень выше»);
• регистр (R) – либо ячейка в составе центрального процессора, либо произвольная ячейка оперативной памяти – здесь мы различий между ними не делаем;
• адрес возврата – адрес памяти, по которому нужно передать управление при выполнении команды BR или RET.

Косвенная адресация: пояснение

Допустим, ячейка памяти (регистр) с адресом 4000 содержит число 1234; это записывается так: R[4000]=1234, а читается как «содержимое ячейки с адресом... равно...». Тогда при выполнении команды BR @4000 выполняются следующие действия:

• Обратиться к ячейке памяти с адресом 4000.
• Прочесть содержимое этой ячейки (т.е. число 1234).
• Передать управление по адресу 1234.

Косвенная адресация значительно повышает гибкость программ, т.к. позволяет «не привязываться» к определенным адресам памяти: достаточно, не меняя самой команды, изменить значение в ячейке 4000 на, скажем, 10588, иуправление будет передано уже по новому адресу.

Косвенная адресация напоминает передачу конверта внутри другого конверта. Получатель внешнего конверта вскрывает его, обнаруживает внутренний конверт с другим адресом и пересылает конверт по этому адресу.

Статью целиком читайте в журнале «Системный администратор», №4 за 2015 г. на страницах 76-81.

PDF-версию данного номера можно приобрести в нашем магазине.