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David Schirrmeister
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@ -0,0 +1,170 @@
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# ARM Hochsprache Strukturen
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## Unterprogrammtechnik
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- wird durch `bl Unterprogramm` aufgerufen
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- _Unterprogramm_ muss zu dem Zeitpunkt bereits ein bekanntes Label sein
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| Blatt-Routinen | Nicht-Blatt-Routinen |
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| rufen keine Unterprogramme auf | rufen Unterprogramme auf |
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## Unterprogrammaufruf
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## Indirekte Unterprogrammaufrufe
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- Falls Adresse zur Compilezeit nicht bekannt ist
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- Annahme: aufzurufende Programmadresse steht in r0
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- `mov lr, pc`
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- `mov pc, r0`
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- Durch Pipelining entsteht im PC die aktuelle Bitadresse +8
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- Da jeder Befehl Länge von 4 Byte hat
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- Linkregister zeigt auf Rücksprungadresse
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## ARM Procedure Calling Standard (APCS)
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- Schnittstelle zwischen Programmteilen
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- Wie werden Parameter an Unterprogramme übergeben
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- Welche Register dürfen zerstört werden
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- Wie werden Ereignisse zurückgegeben
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- Wie sieht das Stackframe eines Unterprogramms aus
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### Konvention zur Parameterübergabe von 32Bit-Daten
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- Parameter 1-4 werden in den Registern r0-r3 übergeben
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- Rückgabewert von Funktionen steht im Register r0 oder r0/r1
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- Register r0-r3 und Register ip sind Scratch Register
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- Inhalt darf im Unterprogramm zerstört werden
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- Informationen in r4-r10, fp, sp müssen erhalten werden
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- Inhalt von lr wird zur Rückkehr ins aufrufende Programm benötigt
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## Parameterübergabe bei anderen Prozessoren (CISC)
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- Übergabe in Registern typisch für Load/Store-Architekturen
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- vermeidet Zugriffe auf Speicher
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- Andere Prozessoren verwenden Stack
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- Parameter
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- Rücksprungadresse (PC)
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- Ergebnis im ACC zurückgeben
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## Blatt-Funktionen
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- können lokale Variablen in Scratch-Registern speichern
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- Rückkehradresse kann im Linkregister bleiben
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## Nicht-Blatt-Funktionen
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- Linkregister wird durch neue Rücksprungadresse überschrieben
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- vorher auf Stack retten
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- Scratchregister dürfen durch neues Unterprogramm frei verwendet werden
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- keine lokalen Variablen speichern
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- Variablenregister verwenden
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- von Anfang an auf Stack
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## Unterprogramm
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- Unterprogrammaufruf mit Parameterübergabe
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- Dokumentation
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- Übergabewerte & lokale Variablen
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- Eingangsprüfung Parameter
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- ggf. Abbruch
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- ggf. Register retten
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- Initialisation Rückgabeparameter, lokale Variablen
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- Programmkörper beachten
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- Anweisungen, Schleifen, Verzweigungen: Grenzfälle der Indizes
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- Speicherzugriffe passend zur Datengröße
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- ggf. Register restaurieren
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- Rückgabewert setzen
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- Rücksprung
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## Operanden in Ausdrücken
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- Argument im Register
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- Argument auf dem Stack
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- Stackpointer
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- Relative Adressierung
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- Stackpointer + Offset
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- Als Konstante im Literal-Bereich der Prozedur
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- PC-relative Adressierung mit Offset
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- Als lokale Variable
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- liegt im Stack
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- Zugriff relativ zum Stack-Pointer / Frame-Pointer mit LDR
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- Als globale Variable
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- liegt im statischen Datenbereich im Speicher
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- Adresse liegt relativ zur statischen Basisadresse
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- Zeiger
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- Array
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- Kurzschreibweise für Zeiger + Offset
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## Kontrollfluss
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### IF-ELSE
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### Switch
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```c++
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int testswitch( int a, int* b, int c ) {
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switch (a) {
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case 0:
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*b = 0;
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break;
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case 1:
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if ( c > 100 ) *b = 0;
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else *b = 3;
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break;
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case 2:
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||||
*b = 1;
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||||
break;
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||||
case 3:
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||||
break;
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||||
case 4:
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||||
*b = 2;
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break;
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}
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}
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```
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### While
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### Do-While
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### For
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```c++
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void testfor( int a[]) {
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for (int i = 0; i < 10; i++){
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a[i] = 0;
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}
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}
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```
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## Objekte, (virtuelle) Methoden
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### Methodenaufrufe bei Objekten
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- Methode bekommt als ersten Parameter immer einen Zeiger auf das betreffende Objekt (this)
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- Zugriff auf Daten des Objektes gewährleistet
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### Statischer Objektaufruf
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- Falls Methoden einer Klasse nicht virtuell
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- Compiler kann zur Compile-Zeit schon Klasse bestimmen und Adresse der Methode einsetzen
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### Dynamischer Methodenaufruf
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- 
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## Beispiele Assemblerprogramme
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### my_max
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```c++
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#include <stdlib.h>
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void my_max(int a, int b, int* c) {}
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if (a > b)
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*c = a;
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||||
else
|
||||
*c = b;
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}
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```
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#### my_max ohne Optimierung
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#### my_max mit Optimierung
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