Niedawno zrobiłem mały egzamin tej 'inteligencji', marnie wypadła ze znajomości avrów

(nie można zagnieździć bold w code, więc będzie rozlazłe)
procesor avr ze stosem sprzetowym
ChatGPT
Procesory AVR, takie jak te z rodziny ATmega, są wyposażone w stos sprzętowy, który jest używany do zarządzania wywołaniami funkcji, przerwami oraz przechowywaniem adresów powrotu. Stos ten jest również używany do tymczasowego przechowywania danych. Oto kilka istotnych informacji na temat stosu w procesorach AVR:
Stos sprzętowy w AVR
Rejestr wskaźnika stosu (SP)
Stos jest zarządzany przez rejestr wskaźnika stosu (SP - Stack Pointer), który przechowuje adres wierzchołka stosu. Jest to 16-bitowy rejestr, który wskazuje bieżącą pozycję w stosie.
Wskaźnik stosu jest automatycznie aktualizowany przy każdej operacji związanej ze stosem (np. PUSH, POP, CALL, RET).
Operacje na stosie
PUSH: Umieszcza dane z rejestru roboczego na stosie.
assembly
PUSH Rr
POP: Pobiera dane ze stosu do rejestru roboczego.
assembly
POP Rd
CALL: Wywołuje podprogram, zapisując adres powrotu na stosie.
assembly
CALL addr
RET: Powraca z podprogramu, pobierając adres powrotu ze stosu.
assembly
RET
Przerwania
Gdy wystąpi przerwanie, bieżący adres programu (PC - Program Counter) jest automatycznie zapisywany na stosie, aby umożliwić powrót do miejsca, w którym przerwanie zostało zgłoszone po jego obsłużeniu.
Po zakończeniu obsługi przerwania, instrukcja RETI (Return from Interrupt) przywraca zapisany adres z powrotem do PC.
assembly
RETI
Przykład użycia stosu
Oto przykład prostego programu w asemblerze AVR, który pokazuje, jak używać stosu do wywoływania podprogramów i obsługi przerwań.
Program główny
assembly
.org 0x0000 ; Adres początkowy programu
rjmp main ; Skok do głównego programu
.org 0x0020 ; Adres dla podprogramu
subroutine:
; Podprogram dodający 1 do rejestru R16
inc R16
ret ; Powrót z podprogramu
main:
ldi R16, 0x00 ; Załadowanie wartości 0 do R16
ldi R17, 0x05 ; Załadowanie wartości 5 do R17
loop:
call subroutine ; Wywołanie podprogramu
dec R17 ; Dekrementacja R17
brne loop ; Skok do 'loop', jeśli R17 nie jest zerem
end:
rjmp end ; Nieskończona pętla
Przykład obsługi przerwań
Załóżmy, że mamy przerwanie wywoływane przez timer. Obsługa przerwania mogłaby wyglądać tak:
assembly
.org 0x0000 ; Adres początkowy programu
rjmp main ; Skok do głównego programu
.org 0x0012 ; Adres wektora przerwań dla Timera1
rjmp timer1_isr ; Skok do procedury obsługi przerwania Timera1
main:
sei ; Włączenie przerwań globalnych
; Inicjalizacja Timera1 i innych ustawień
; ...
loop:
nop ; Główna pętla programu (no operation)
rjmp loop
timer1_isr:
; Procedura obsługi przerwania Timera1
; ...
reti ; Powrót z przerwania
W powyższych przykładach:
PUSH i POP nie są używane bezpośrednio, ponieważ instrukcje takie jak CALL, RET, INT i RETI automatycznie manipulują stosem.
Stos jest kluczowym elementem zarządzania przepływem programu, szczególnie w kontekście wywoływania podprogramów i obsługi przerwań.
Te przykłady ilustrują podstawowe użycie stosu w asemblerze AVR i pokazują, jak stos sprzętowy jest integralną częścią architektury AVR, ułatwiającą zarządzanie wywołaniami funkcji i obsługą przerwań.
teraz opowiadasz o stosie softowym, a ja pytalem o stos sprzetowy. Zagladnij sobie do noty katalogowej AT90S1200 i zobacz jak tam dziala stos. Ten procesor nie ma rozkazow pop push a stos funkcjonuje
ChatGPT
Masz rację, mówiąc o stosie sprzętowym w kontekście starszych mikrokontrolerów AVR, takich jak AT90S1200. W tych procesorach stos działa w sposób specyficzny i różni się od nowszych modeli AVR, które posiadają dedykowane instrukcje PUSH i POP oraz rejestr wskaźnika stosu (SP).
Stos sprzętowy w AT90S1200
Procesor AT90S1200 wykorzystuje stos sprzętowy do zarządzania wywołaniami funkcji i przerwaniami, ale jego obsługa jest zrealizowana inaczej niż w nowszych modelach AVR.
Charakterystyka stosu sprzętowego w AT90S1200
Brak rejestru SP (Stack Pointer)
W AT90S1200 nie ma dedykowanego rejestru wskaźnika stosu (SP). Zamiast tego stos jest realizowany sprzętowo, bezpośrednio w przestrzeni pamięci.
Zarządzanie stosem
Stos sprzętowy w AT90S1200 działa automatycznie przy wywołaniach podprogramów i obsłudze przerwań, ale nie można go bezpośrednio manipulować za pomocą instrukcji asemblera takich jak PUSH i POP.
Instrukcje CALL i RET
CALL: Instrukcja wywołania podprogramu zapisuje adres powrotu na stosie sprzętowym.
assembly
CALL addr
RET: Instrukcja powrotu z podprogramu pobiera adres powrotu ze stosu sprzętowego.
assembly
RET
Obsługa przerwań
Gdy wystąpi przerwanie, aktualny adres programu (PC - Program Counter) jest automatycznie zapisywany na stosie sprzętowym.
Po zakończeniu obsługi przerwania instrukcja RETI (Return from Interrupt) przywraca adres z powrotem do PC.
assembly
RETI
Przykład programu dla AT90S1200
Oto przykład programu, który pokazuje, jak używać stosu sprzętowego w mikrokontrolerze AT90S1200 do wywoływania podprogramów i obsługi przerwań.
Program główny
assembly
.org 0x0000 ; Adres początkowy programu
rjmp main ; Skok do głównego programu
.org 0x0020 ; Adres dla podprogramu
subroutine:
; Podprogram dodający 1 do rejestru R16
inc R16
ret ; Powrót z podprogramu
main:
ldi R16, 0x00 ; Załadowanie wartości 0 do R16
ldi R17, 0x05 ; Załadowanie wartości 5 do R17
loop:
call subroutine ; Wywołanie podprogramu
dec R17 ; Dekrementacja R17
brne loop ; Skok do 'loop', jeśli R17 nie jest zerem
end:
rjmp end ; Nieskończona pętla
Przykład obsługi przerwań
Załóżmy, że mamy przerwanie wywoływane przez timer. Obsługa przerwania mogłaby wyglądać tak:
assembly
.org 0x0000 ; Adres początkowy programu
rjmp main ; Skok do głównego programu
.org 0x0012 ; Adres wektora przerwań dla Timera1
rjmp timer1_isr ; Skok do procedury obsługi przerwania Timera1
main:
sei ; Włączenie przerwań globalnych
; Inicjalizacja Timera1 i innych ustawień
; ...
loop:
nop ; Główna pętla programu (no operation)
rjmp loop
timer1_isr:
; Procedura obsługi przerwania Timera1
; ...
reti ; Powrót z przerwania
W tych przykładach widzimy, że stos sprzętowy w AT90S1200 działa automatycznie podczas wywołań podprogramów (CALL) i obsługi przerwań (RETI), bez potrzeby ręcznego zarządzania wskaźnikiem stosu czy używania instrukcji PUSH i POP.
Stos sprzętowy w AT90S1200 jest więc niewidoczny dla programisty na poziomie asemblera, a jego obsługa jest zrealizowana całkowicie sprzętowo przez procesor.
ile zagniezdzen jest mozliwych w 90s1200 ?
ChatGPT
Mikrokontroler AT90S1200 ma ograniczoną pamięć RAM, co bezpośrednio wpływa na głębokość stosu sprzętowego i, w konsekwencji, na liczbę możliwych zagnieżdżeń wywołań podprogramów oraz obsług przerwań.
Pamięć RAM w AT90S1200
AT90S1200 posiada 64 bajty pamięci SRAM. Ponieważ stos sprzętowy używa tej samej przestrzeni pamięci co reszta programu, ilość dostępnej pamięci RAM ogranicza liczbę możliwych zagnieżdżeń.
Wywołania podprogramów i obsługa przerwań
Każde wywołanie podprogramu (CALL) i każda obsługa przerwania zapisuje na stosie dwa bajty (16-bitowy adres powrotu). Dlatego głębokość stosu jest ograniczona przez ilość dostępnej pamięci RAM.
Obliczenie maksymalnej liczby zagnieżdżeń
Liczba zagnieżdżeń wywołań podprogramów (CALL):
Każde wywołanie CALL zajmuje 2 bajty na stosie.
Maksymalna liczba możliwych wywołań podprogramów bez używania RAM do innych celów to:
Maksymalna liczba wywołanˊ=Całkowita ilosˊcˊ RAMBajty na wywołanie=642=32
Maksymalna liczba wywołanˊ=Bajty na wywołanieCałkowita ilosˊcˊ RAM=264=32
Liczba zagnieżdzeń przerwań (INTERRUPT):
Każde przerwanie również zapisuje 2 bajty na stosie.
Podobnie jak wywołania podprogramów, maksymalna liczba możliwych przerwań bez używania RAM do innych celów to:
Maksymalna liczba przerwanˊ=642=32
Maksymalna liczba przerwanˊ=264=32
Kombinacja wywołań podprogramów i przerwań:
Gdy program wykorzystuje zarówno wywołania podprogramów, jak i przerwania, maksymalna liczba zagnieżdżeń będzie mniejsza i zależy od kombinacji wywołań i przerwań.
Praktyczne ograniczenia
W praktyce, nie cała pamięć RAM będzie dostępna tylko dla stosu, ponieważ część pamięci będzie używana na dane programu i zmienne. Dlatego realna liczba możliwych zagnieżdżeń będzie mniejsza. Przykładowo, jeśli program zużywa 32 bajty na zmienne, to dla stosu pozostaje tylko 32 bajty, co ogranicza liczbę wywołań i przerwań do 16.
Podsumowanie
W procesorze AT90S1200, teoretyczna maksymalna liczba zagnieżdżeń wywołań podprogramów lub przerwań wynosi 32, zakładając, że cała pamięć RAM jest dostępna dla stosu. W praktyce, rzeczywista liczba zagnieżdżeń będzie mniejsza, zależnie od tego, ile pamięci RAM jest używane przez inne elementy programu.
no i znowu brednie wypisujesz , sprawdz dokladnie ile mozna w tym procesorze zrobic skokow zagniezdzonych, bo napewno nie tyle na ile pozwala pamiec ram
ChatGPT
Przepraszam za poprzednie niedokładne informacje. Rzeczywiście, mikrokontroler AT90S1200 ma stos sprzętowy, który jest ograniczony w sposób sprzętowy, a nie tylko przez dostępną pamięć RAM.
Stos sprzętowy w AT90S1200
AT90S1200 ma 3-bitowy wskaźnik stosu sprzętowego, co oznacza, że może on pomieścić do 8 poziomów zagnieżdżenia. Wskaźnik stosu sprzętowego działa niezależnie od pamięci RAM i jest ograniczony do 8 poziomów wywołań.
Wywołania podprogramów i przerwań
Każdy skok (CALL) i każda obsługa przerwania (INTERRUPT) zapisują adres powrotu na stosie sprzętowym. Ponieważ wskaźnik stosu jest 3-bitowy, maksymalna liczba zagnieżdżeń wywołań lub przerwań jest ograniczona do 8.
Podsumowanie
W mikrokontrolerze AT90S1200 maksymalna liczba zagnieżdżeń wywołań podprogramów lub przerwań wynosi 8, niezależnie od dostępnej pamięci RAM. Wynika to z architektury stosu sprzętowego, który ma 3-bitowy wskaźnik, pozwalający na maksymalnie 8 poziomów głębokości.
Dziękuję za poprawienie i przepraszam za wcześniejsze błędne informacje.
nadal jestes w bledzie "During interrupts and subroutine calls, the return address Program Counter (PC) is
stored on the stack. The stack is a 3-level-deep hardware stack dedicated for subrou-
tines and interrupts."
ChatGPT
Przepraszam za wcześniejsze niejasności. Rozumiem teraz, że stos sprzętowy w mikrokontrolerze AT90S1200 jest dedykowanym, sprzętowym stosu trójpoziomowym, który obsługuje wywołania podprogramów i przerwania. Oznacza to, że procesor może obsłużyć do 3 poziomów zagnieżdżonych wywołań podprogramów lub przerwań.
Stos sprzętowy w AT90S1200
Trójpoziomowy sprzętowy stos:
Stos sprzętowy w AT90S1200 jest ograniczony do 3 poziomów głębokości. Oznacza to, że można zagnieżdżać do 3 poziomów wywołań podprogramów lub przerwań.
Obsługa stosu:
Podczas wywołania podprogramu za pomocą instrukcji CALL lub obsługi przerwania, adres powrotu (Program Counter - PC) jest automatycznie zapisywany na stosie sprzętowym.
Stos ten działa niezależnie od dostępnej pamięci RAM i jest ograniczony do 3 poziomów zagnieżdżenia.
Przykład użycia
Oto przykładowy kod, który pokazuje wykorzystanie stosu sprzętowego w AT90S1200:
assembly
.org 0x0000 ; Adres początkowy programu
main:
ldi R16, 0x00 ; Inicjalizacja rejestru R16
call subroutine1 ; Wywołanie pierwszego podprogramu
rjmp $ ; Nieskończona pętla
subroutine1:
push R16 ; Zapisanie R16 na stosie
ldi R16, 0x01 ; Ustawienie R16 na nową wartość
call subroutine2 ; Wywołanie drugiego podprogramu
pop R16 ; Odtworzenie poprzedniej wartości R16
ret ; Powrót z podprogramu
subroutine2:
push R16 ; Zapisanie R16 na stosie
ldi R16, 0x02 ; Ustawienie R16 na inną wartość
; Wykonywanie operacji w podprogramie 2
pop R16 ; Odtworzenie poprzedniej wartości R16
ret ; Powrót z podprogramu
W tym przykładzie, stos sprzętowy jest wykorzystywany do przechowywania adresów powrotu z podprogramów (subroutine1 i subroutine2). Każde wywołanie podprogramu zapisuje aktualny stan rejestru na stosie (push R16) i przywraca go po powrocie (pop R16).
Podsumowanie
Mikrokontroler AT90S1200 posiada trójpoziomowy sprzętowy stos, który umożliwia zagnieżdżanie do 3 poziomów wywołań podprogramów lub przerwań. Jest to ograniczenie sprzętowe, które nie jest związane z dostępną pamięcią RAM, ale z dedykowanym sprzętowym mechanizmem stosu w architekturze mikrokontrolera.
przykladowy kod jest bledny 90s1200 nie ma rozkazow pop push
ChatGPT
Przepraszam za zamieszanie. Faktycznie, mikrokontroler AT90S1200 nie ma dedykowanych instrukcji PUSH i POP do obsługi stosu sprzętowego jak nowsze mikrokontrolery AVR. W takim razie, stosowanie sprzętowego stosu w AT90S1200 odbywa się w sposób zautomatyzowany przez sam procesor, a nie przez bezpośrednie manipulowanie za pomocą instrukcji asemblerowych.
Stos sprzętowy w AT90S1200
AT90S1200 ma ograniczony sprzętowy stos, który obsługuje wywołania podprogramów i przerwania, ale jego mechanizm jest bardziej prosty i nie ma dedykowanych instrukcji PUSH i POP do ręcznego zarządzania.
Mechanizm stosu:
Podczas wywołania podprogramu za pomocą instrukcji CALL lub obsługi przerwania, adres powrotu (Program Counter - PC) jest automatycznie zapisywany na stosie sprzętowym.
Podobnie, po zakończeniu obsługi przerwania, procesor automatycznie przywraca adres powrotu z stosu.
Ograniczenia stosu:
AT90S1200 ma stos sprzętowy, który jest ograniczony do kilku poziomów zagnieżdżenia (typowo 3 poziomy), co oznacza, że można zagnieżdżać do tego poziomu wywołań podprogramów lub przerwań.
Brak instrukcji PUSH i POP:
W przeciwieństwie do nowszych mikrokontrolerów AVR, takich jak ATmega, które mają dedykowane instrukcje PUSH i POP do ręcznego zarządzania stosami, AT90S1200 nie posiada tych instrukcji.
Przykład użycia
Poniżej przedstawiony jest przykładowy kod, który ilustruje sposób wykorzystania stosu sprzętowego w AT90S1200 bez bezpośrednich instrukcji PUSH i POP:
assembly
.org 0x0000 ; Adres początkowy programu
main:
ldi R16, 0x00 ; Inicjalizacja rejestru R16
call subroutine1 ; Wywołanie pierwszego podprogramu
rjmp $ ; Nieskończona pętla
subroutine1:
; Procedura pierwszego podprogramu
; ...
call subroutine2 ; Wywołanie drugiego podprogramu
ret ; Powrót z podprogramu
subroutine2:
; Procedura drugiego podprogramu
; ...
ret ; Powrót z podprogramu
W tym przykładzie, procesor AT90S1200 automatycznie zarządza stosami podczas wywołań i powrotów z podprogramów za pomocą instrukcji CALL i RET. Nie ma potrzeby manualnego zarządzania stosami przez instrukcje PUSH i POP, jak w nowszych mikrokontrolerach AVR.
Podsumowanie
Stos sprzętowy w mikrokontrolerze AT90S1200 jest prostym, automatycznie zarządzanym mechanizmem, który obsługuje wywołania podprogramów i przerwania. Nie ma dedykowanych instrukcji PUSH i POP, a zarządzanie stosami odbywa się w sposób wbudowany przez procesor. Ograniczenie głębokości stosu jest określone przez sprzętowy mechanizm stosu, który jest zazwyczaj trójpoziomowy.