| | 1 | '''作成中''' |
| | 2 | |
| | 3 | = 手続き呼び出し：ソート = |
| | 4 | mainプログラムから手続きを呼び出すプログラムの例を示します。 |
| | 5 | これは、第4版教科書上巻p.137の「2.13 Cプログラムの包括的な例題解説」にある整列アルゴリズムをもとに、 |
| | 6 | 本演習で利用可能な命令で構成したソートをするプログラムです。 |
| | 7 | 変数Nは要素数を表し、配列Aの先頭から整列される要素が格納されます。 |
| | 8 | |
| | 9 | 引数の受け渡しは$a0と$a1のレジスタを使います。 |
| | 10 | ここでは、$a0に整列させる配列の先頭アドレスを、$a1にNをそれぞれセットしてから、ラベルsortから始まる整列アルゴリズムを手続きとして呼び出します。 |
| | 11 | |
| | 12 | {{{ |
| | 13 | .data |
| | 14 | N: .word 3 |
| | 15 | A: .word 32 |
| | 16 | .word 422 |
| | 17 | .word 83 |
| | 18 | .word 2 |
| | 19 | .word 92 |
| | 20 | .word 32 |
| | 21 | .word 97 |
| | 22 | .word 22 |
| | 23 | .word 4 |
| | 24 | .word 86 |
| | 25 | |
| | 26 | .text |
| | 27 | main: la $a0, A # $a0 = &A |
| | 28 | lw $a1, N # $a1 = N |
| | 29 | jal sort |
| | 30 | exit: j exit |
| | 31 | |
| | 32 | sort: addi $sp, $sp, -20 |
| | 33 | sw $ra, 16($sp) |
| | 34 | sw $s3, 12($sp) |
| | 35 | sw $s2, 8($sp) |
| | 36 | sw $s1, 4($sp) |
| | 37 | sw $s0, 0($sp) |
| | 38 | |
| | 39 | or $s2, $0, $a0 #move $s2, $a0 |
| | 40 | or $s3, $0, $a1 #move $s3, $a1 |
| | 41 | |
| | 42 | or $s0,$0,$0 # $s0(= i) = 0 |
| | 43 | |
| | 44 | for1tst: slt $t0,$s0,$s3 # $t0 = (i < N) 1:0 |
| | 45 | beq $t0,$0,exit1 # if $t0 == 0 then exit1 |
| | 46 | addi $s1, $s0, -1 # j = i - 1 |
| | 47 | |
| | 48 | for2tst: slti $t0, $s1, 0 # $t0 = (j < 0) 1:0 |
| | 49 | beq $t0, $0, cont #bne $t0, $0, exit2 変更点2 |
| | 50 | j exit2 |
| | 51 | |
| | 52 | cont: or $t1, $s1, $0 # $t1 = j * 4 |
| | 53 | add $t1, $t1, $t1 #変更点3 |
| | 54 | add $t1, $t1, $t1 |
| | 55 | |
| | 56 | add $t2, $s2, $t1 # $t2 = &(A[j]) |
| | 57 | lw $t3, 0($t2) # $t3 = A[j] |
| | 58 | lw $t4, 4($t2) # $t4 = A[j+1] |
| | 59 | |
| | 60 | slt $t0, $t4, $t3 # $t0 = (A[j]< A[j+1]) 1:0 |
| | 61 | beq $t0, $0, exit2 # if $t0 == 0 then exit2 |
| | 62 | or $a0, $s2, $0 # $a0 = $s2(&A) |
| | 63 | or $a1, $s1, $0 # $a1 = $s1(j) |
| | 64 | jal swap |
| | 65 | |
| | 66 | addi $s1, $s1, -1 # j = j - 1 |
| | 67 | j for2tst |
| | 68 | |
| | 69 | exit2: addi $s0, $s0, 1 # i = i + 1 |
| | 70 | j for1tst |
| | 71 | |
| | 72 | exit1: lw $s0, 0($sp) |
| | 73 | lw $s1, 4($sp) |
| | 74 | lw $s2, 8($sp) |
| | 75 | lw $s3, 12($sp) |
| | 76 | lw $ra, 16($sp) |
| | 77 | addi $sp, $sp, 20 |
| | 78 | jr $ra |
| | 79 | |
| | 80 | swap: addi $t1, $a1, 0 |
| | 81 | add $t1, $t1, $t1 #変更点3 |
| | 82 | add $t1, $t1, $t1 |
| | 83 | add $t1, $a0, $t1 |
| | 84 | lw $t0, 0($t1) |
| | 85 | lw $t2, 4($t1) |
| | 86 | sw $t2, 0($t1) |
| | 87 | sw $t0, 4($t1) |
| | 88 | jr $31 |
| | 89 | }}} |
| | 90 | |
| | 91 | 教科書のプログラムとの変更点は以下のところです。 |
| | 92 | * move命令をor命令に置換 |
| | 93 | * bne命令をbeqとj命令の組み合わせに置換 |
| | 94 | * sll命令をadd命令に置換 |
| | 95 | |
| | 96 | $spは明示的に初期化されていませんが、xspimによって自動的に設定されます。 |
| | 97 | |
| | 98 | == 練習課題１ == |
| | 99 | シミュレータで実行し、手続き(関数)呼び出しの実行経過を確認する。 |
| | 100 | JAL命令でPCが適切に変更されること、$31に戻り番地が格納されることも確認すること。 |
| | 101 | |
| | 102 | == 練習課題２ == |
| | 103 | |
| | 104 | = 課題6：手続きを用いた行列の積アルゴリズム = |
| | 105 | 第2回演習で作成した、行列の積を求めるプログラムのうち、二つの整数の積を求める部分を、手続きに置き換えなさい。 |
| | 106 | # 手続きのラベルは「MUL」にする。 |
| | 107 | # 引数は$a0と$a1を介して引き渡す。 |
| | 108 | # この手続きでは結果は$v0に保持する。 |
| | 109 | # メインプログラムでは、計算結果$v0を使って行列積をけいさんする。 |
| | 110 | |
| | 111 | 実行経過を確認し、実行結果が依然と同じことを確認してください。 |
| | 112 | |
| | 113 | = スタックを利用した手続き呼び出し = |
| | 114 | 第4版教科書上巻p.105にある階乗を計算する再帰的手続きをもとに、スタックレジスタ($sp)の使いかたを理解します。 |
| | 115 | メインプログラムは、ラベルmainからはじまり、$a0にNをセットして手続きfactを呼び出します。 |
| | 116 | Nは要素数を指定し、結果はFNに格納します。 |
| | 117 | |
| | 118 | この手続きは自分自身を呼び出すので、$a0と$raレジスタをスタックに保持する必要があります。 |
| | 119 | |
| | 120 | {{{ |
| | 121 | .data |
| | 122 | N: .word 5 |
| | 123 | FN: .word 0 |
| | 124 | |
| | 125 | .text |
| | 126 | main: lw $a0, N # $a0(= N) = 10 |
| | 127 | jal fact # $v0 = fact($a0) |
| | 128 | sw $v0 FN # FN = $v0 |
| | 129 | exit: j exit |
| | 130 | |
| | 131 | fact: addi $sp, $sp, -8 |
| | 132 | sw $ra, 4($sp) |
| | 133 | sw $a0, 0($sp) |
| | 134 | |
| | 135 | slti $t0, $a0,1 # $t1 = ($a0 < 1) 1:0 |
| | 136 | beq $t0, $0, L1 # if $t1 = 0 then L1 |
| | 137 | |
| | 138 | addi $v0,$0,1 # $v0 = 1 |
| | 139 | addi $sp,$sp,8 # $sp = $sp + 8 |
| | 140 | jr $ra # return FN = 1 |
| | 141 | |
| | 142 | L1: addi $a0,$a0,-1 |
| | 143 | jal fact # fact($a0 - 1) |
| | 144 | lw $a0, 0($sp) |
| | 145 | lw $ra, 4($sp) |
| | 146 | addi $sp,$sp,8 |
| | 147 | mul $v0,$a0,$v0 |
| | 148 | jr $ra |
| | 149 | }}} |
| | 150 | |
