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Instruction set
Architettura degli elaboratori ijvm
Istruzioni di salto
Architettura degli elaboratori
BRANCH
Istruzione Significato
GOTO labelSalta in modo incondizionato all’istruzione etichettatada label
IFEQ labelPop della parola in cima allo stack; se la parola vale 0 salta all’istruzione etichettata da label
IFLT labelPop della parola in cima allo stack; se la parola ha un valore negativo salta all’istruzione etichettata da label
IF_ICMPEQ labelPop di due parole dalla cima dello stack; se le parole sono uguali salta all’istruzione etichettata da label
Salto incondizionato: quando si forza il programma a continuare la sua esecuzione da un’istruzione in una posizione specifica
Salto condizionato: quando al verificarsi di una condizione si forza il programma a continuare la sua esecuzione da un’istruzione specifica
ijvm
Instruction Set
Architettura degli elaboratori
METODI
Istruzione Significato
INVOKEVIRTUAL m Chiama il metodo m
IRETURNTermina l’esecuzione del metodo corrente e restituisce il controllo al metodo chiamante
ALTRE
Istruzione Significato
HALT Blocca l’esecuzione del programma nel simulatore
IINC v n Modifica la variabile v sommandoci n
ERR Scrive un messaggio di errore e blocca il simulatore
IN Legge un carattere dal buffer della testiera e lo salva in cima allo stack; se il buffer è vuoto salva 0
OUT Pop della parola in cima allo stack e la stampa in out
NOP Istruzione vuota: non fa nulla
WIDE Indica che la prossima istruzione sarà a 16 bit
ijvm
Costrutto if-else
Architettura degli elaboratori
Il costrutto if in un linguaggio ad alto livello ha la forma
if (condizione) istruzione/i
if (condizione) istruzione/i else istruzione/i
Nei linguaggi più basso livello non abbiamo il costrutto if
In IJVM si utilizzano le istruzioni di branch che controllano il valore (o i valori) in cima allo stack e in base al risultato della verifica saltano a un’istruzione specifica tramite un etichetta
ijvm
Esempio costrutto if
Architettura degli elaboratori
a = 5b = 7c = 6
If ( a <= 8 )a = b – c
.main
.varabc.end-var
BIPUSH 0x5ISTORE aBIPUSH 0x7ISTORE bBIPUSH 0x6ISTORE c
ILOAD aBIPUSH 0x8IF_ICMPEQ veroILOAD aBIPUSH 0x8ISUBIFLT veroHALT
Inizializzazione variabili
a = 8
a < 8
Istruzioni blocco if
vero:ILOAD bILOAD cISUBISTORE a HALT
.end-main
ijvm
Esempio costrutto if-else
Architettura degli elaboratori
a = 5b = 7c = 6
If ( a <= 8 )a = b – c
elsea = b + c
.main
.varabc.end-var
BIPUSH 0x5ISTORE aBIPUSH 0x7ISTORE bBIPUSH 0x6ISTORE c
ILOAD aBIPUSH 0x8IF_ICMPEQ veroILOAD aBIPUSH 0x8ISUBIFLT vero
ILOAD bILOAD cIADDISTORE aHALT
Inizializzazione variabili
a = 8
a < 8
Istruzioni blocco if
vero:ILOAD bILOAD cISUBISTORE a HALT
.end-main
Istruzioni blocco else
ijvm
Costrutti iterativi
Architettura degli elaboratori
Costrutti iterativi
while (condizione) istruzione/i
for (i=0, i < limite; i = i + 1) istruzione/i
In IJVM si utilizzano le stesse istruzioni di branch utilizzate per la selezione
Si utilizza anche il salto incondizionato: dopo che eseguo il blocco di istruzioni salto alle istruzioni che verificano la condizione
Attenzione ai cicli infiniti!
ijvm
Esempio costrutto while
Architettura degli elaboratori
while ( a < b ) {a = a * 3b = b * 2
}
.main
……ciclo:
ILOAD aILOAD bISUBIFLT bloccoGOTO continuo
blocco:ILOAD aDUPDUPIADDIADD ISTORE aILOAD bDUPIADDISTORE bGOTO ciclo
continuo:
……
.end-main
.main
……ciclo:
ILOAD bILOAD aISUBDUPIFEQ continuoIFLT continuo
ILOAD aDUPDUPIADDIADD ISTORE aILOAD bDUPIADDISTORE bGOTO ciclo
continuo:
……
.end-main
ijvm
Esempio costrutto for
Architettura degli elaboratori
for( i = 0; i <= 10; i = i + 1 )a = a * 3
.main
……BIPUSH 0x0 ISTORE i
ciclo:BIPUSH 0xaILOAD iISUBIFLT continuo
blocco:ILOAD aDUPDUPIADDIADD ISTORE aIINC i 1GOTO ciclo
continuo:
……
.end-main
ijvm
• Ogni volta che si richiama un metodo è necessario inserire il riferimentoal metodo e i parametri sullo stack (se sono presenti nella firma), cheformano il blocco del metodo
• Per ogni invocazione il metodo può accedere alle sole variabili nel proprioblocco. Il blocco riservato per ogni metodo che si esegue è detto recorddi attivazione (lo vedrete in dettaglio in altri corsi…)
• Per noi nel record ci sono il riferimento (semplicemente una costante chechiamiamo OBJREF), i parametri del metodo e le variabili
• Se la funzione è ricorsiva ogni chiamata porterà alla creazione di un nuovoblocco in cima allo stack
• Il blocco che sta in cima determina quale è il metodo che si sta eseguendoin quel momento, i blocchi inferiori appartengono ai metodi che sonosospesi in attesa del risultato della funzione chiamata
• Al termine dell’esecuzione della funzione con l’istruzione IRETURN il bloccoviene deallocato, in cima allo stack viene posto il valore di ritorno e siriprende l’esecuzione dalla funzione chiamante
Architettura degli elaboratori
Stack & Metodi
ijvm
.method mul( i, j )
.varr.end-var
BIPUSH 0x0ISTORE rILOAD iIFEQ fine
ciclo:ILOAD jIFEQ fineILOAD iILOAD rIADDISTORE rIINC j -1GOTO ciclo
Moltiplicazione
Architettura degli elaboratori
.constantOBJREF 0x40.end-constant
.main.varijr.end-var
BIPUSH 0x5ISTORE iBIPUSH 0x3ISTORE jLDC_W OBJREFILOAD iILOAD jINVOKEVIRTUAL mulISTORE rHALT
.end-main
fine:ILOAD rIRETURN
.end-method
ijvm
• Scrivere il codice IJVM per i metodi che calcolano la divisione intera (siaquoziente sia resto)
20 minArchitettura degli elaboratori
Esercizio
ijvm
.method div (a,b)
.varq.end-var
BIPUSH 0x0ISTORE q
loop:ILOAD aIFEQ end_loopILOAD aILOAD bISUBIFLT end_loopIINC q 0x1ILOAD aILOAD bISUBISTORE aGOTO loop
end_loop:ILOAD qIRETURN
.end-method
.method mod (a,b)
loop:ILOAD aIFEQ end_loopILOAD aILOAD bISUBIFLT end_loopILOAD aILOAD bISUBISTORE aGOTO loop
end_loop:ILOAD aIRETURN
.end-method
Architettura degli elaboratori
Soluzione
ijvm