Fra C til assembly: kompileringsprosessen

Kompileringsprosessen fra C til kjørbar kode: Kildekode (C) → Forbehandling (preprocessor) → Kompilering → Assembly (.s) → Assemblering → Objektfil (.o) → Linking → Kjørbar fil. Kompilatoren oversetter høynivåkonstruksjoner (if, while, for, funksjoner) til assembly-instruksjoner.

ABI og kallkonvensjoner (ARM AAPCS)

ABI (Application Binary Interface) standardiserer grensesnittet mellom kompilerte moduler. ARM AAPCS (Procedure Call Standard):

Argumenter: Første 4 argumenter i R0–R3; ekstra argumenter på stakken.
Returverdi: R0 (og R1 for 64-bits verdier).
Caller-saved (volatile): R0–R3, R12 – kallee trenger ikke bevare disse.
Callee-saved (non-volatile): R4–R11 – kallee MÅ lagre og gjenopprette disse.
Stakkalignment: SP må være 8-byte-justert ved subrutinekall.

Stakkramme (stack frame)

Hver subrutine tildeles en stakkramme for lokale variabler, lagrede registre og eventuelle ekstra argumenter. Stakkpekeren SP justeres ned (ARM: stack vokser nedover) ved subrutineoppstart og tilbake ved retur.

I/O-grensesnitt

Memory-mapped I/O: I/O-enheter er tilordnet adresser i minneskartet. CPU leser/skriver til disse adressene med LDR/STR. ARM bruker utelukkende memory-mapped I/O.

Avbrudd (interrupts)

Et avbrudd er et asynkront signal fra hardware (timer, tastatur, nettverk) eller software (system call) som får prosessoren til å avbryte normal kjøring og overføre kontroll til en interrupt service routine (ISR). Mekanisme:

Hardware signaliserer avbrudd
CPU fullfører gjeldende instruksjon
CPU lagrer PC (og CPSR) på stakk eller i spesialregister
CPU hopper til ISR via interrupt vector table (IVT)
ISR utfører nødvendig arbeid
CPU laster lagret PC og gjenopptar normal kjøring

En exception er et synkront avbrudd fra CPU-en selv (udefinert instruksjon, page fault, divisjon med null).

Eksempel: Kall til C-funksjon i ARM assembly

C-funksjon: int fib(int n). Kall med argument 5:
MOV R0, #5 (n = 5 i R0)
BL fib (hopp til fib, LR = returadresse)
Etter retur: R0 inneholder fib(5) = 5.

Start av fib: PUSH {R4, LR}. Slutt av fib: POP {R4, PC}.

Studieguide: Maskinvare–programvare-grensesnitt

Studieguide: Maskinvare–programvare-grensesnitt