AVR Assembler - Unterprogramme

Aufruf

Unterprogramme werden beim AVR mit einem der Befehle rcall oder call aufgerufen. rcall erhält als Operand die relative Adresse des Unterprogramms in Form einer symbolischen Sprungmarke (z. B. „loop“). Es ist natürlich auch möglich, die relative Adresse direkt anzugeben (z. B. „-20“). Diese Möglichkeit sollte jedoch weitestgehend vermieden werden, da sie eine zusätzliche Fehlerquelle darstellt und allgemein schlechter lesbare Programme zur Folge hat. Mittels rcall ist es nur möglich, relative Adressen im Bereich von −2K+1 bis +2K Worten anzuspringen. Darüber hinaus muss der Befehl call verwendet werden, mit dem der ganze Programmspeicher adressiert werden kann. Warum dann nicht immer call verwenden? Zum einen gibt es den Befehl auf den AVRs nicht, bei denen der gesamte Speicher mit rcall erreichbar ist. Daneben benötigt call zwei Worte im Speicher und einen Zyklus mehr zur Abarbeitung.

Da die Rücksprungadresse beim Aufruf von Unterprogrammen auf dem Stack abgelegt wird, muss dieser beim Programmstart ordnungsgemäß initialisiert werden.

Parameterübergabe

Auf Prozessoren mit vielen Registern ist es sinnvoll, ein paar Register zur Parameterübergabe zu reservieren, z. B. R12–R15 (je nach Bedarf mehr oder weniger). Man kann es sich dadurch sparen, die nötigen Parameter über den Stack zu übergeben.

.def par1 = r12
.def par2 = r13
.def par3 = r14
.def par4 = r15

.def temp = r16

main:
        ; Stackpointer sollte insbes. bei Nutzung von Unterprogrammen immer
        ; initialisiert werden, z. B. beim ATmega16 so:
        ldi temp, HIGH(RAMEND) ; High-Byte der obersten RAM-Adresse
        out SPH, temp
        ldi temp, LOW(RAMEND)  ; Low-Byte der obersten RAM-Adresse
        out SPL, temp

        ; Umweg über r16, da r0..r15 nicht direkt mit Konstanten arbeiten können
        ldi temp, 0x20
        mov par1, temp
        rcall unterprogramm
mainloop:
        rjmp mainloop

unterprogramm:
        ; irgendetwas tun
        ret

Hinweis zu den verschiedenen Assemblern

Adressen im Programmspeicher der AVRs werden von den verschiedenen Assemblern für den AVR unterschiedlich gehandhabt:

• Der gnu-Assembler adressiert den Programmspeicher byteweise.
• Die AVR-Assembler adressieren den Programmspeicher wortweise.

Das hat zur Konsequenz, daß man je nach benutztem ASM anders verfahren muß, um eine gültige Code-Adresse in ein Register zu laden:

    ; GNU-Assembler
    ldi     r30, pm_lo8(label)
    ldi     r31, pm_hi8(label)
    push    r30                ; label als ret-Adresse pushen
    push    r31

    ; AVR-Assembler
    ldi     r30, low(label)
    ldi     r31, high(label)
    push    r30                ; label als ret-Adresse pushen
    push    r31

label:

Umgekehrt muß man verfahren, wenn man mit lpm Daten aus dem Programmspeicher lesen will:

    ; GNU-Assembler
    ldi     r30, lo8(data_label)
    ldi     r31, hi8(data_label)
    lpm     r24, z

    ; AVR-Assembler
    ldi     r30, low(data_label<<1)
    ldi     r31, high(data_label<<1)
    lpm     r24, z

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