Микропроцессоры Intel 8080 и Motorola 6800 используют стек для работы с подпрограммами. Перед тем как начальный адрес подпрограммы помещается в счетчик команд, текущее содержимое этого счетчика сохраняется в стеке. Это делается для того, чтобы после выполнения подпрограммы можно было вернуться к основной программе.
Команды вызова и возврата в Intel 8080
Intel 8080 использует команду ВЫЗВАТЬ (CALL) для помещения начального адреса подпрограммы в счетчик команд. Команда RETURN используется для возврата к основной программе, восстанавливая прежнее состояние счетчика команд. Эти команды редко используются программистами из-за их простоты. Intel 8080 также имеет специализированную 1-байтную команду CALL для обработки прерываний, которая называется BST (RESTART).
Особенности команд прерываний в Motorola 6800
Motorola 6800 предлагает более разнообразный набор команд для обработки прерываний. Команда SWI (SOFTWARE INTERRUPT) вызывает переход по определенному адресу и одновременно сохраняет содержимое всех регистров в стеке. RTI (RETURN FROM INTERRUPT) используется для восстановления содержимого всех регистров из стека после прерывания.
Команды останова и бездействия
Как Intel 8080, так и Motorola 6800 имеют команду NO OPERATION, которая увеличивает содержимое счетчика команд на единицу без выполнения каких-либо операций. Intel 8080 использует HLT (HALT) для остановки процессора, возобновление работы которого возможно только после прерывания или сброса. В Motorola 6800 аналогичная функция выполняется командой WAI (WAIT FOR INTERRUPT), которая также сохраняет содержимое всех регистров и ждет сигнала прерывания.
| Команда/Функция | Intel 8080 | Motorola 6800 | Описание |
|---|---|---|---|
| Работа со стеком и подпрограммами | |||
| CALL (Вызвать) | Да | JSR и BSR (JUMP; BRANCH TO SUBROUTINE) | Перед начальным адресом подпрограммы содержимое счетчика команд засылается в стек |
| RETURN (Возврат) | Да (RETURN) | Да (RTS – RETURN FROM SUBROUTINE) | Возвращает к прерванной программе, восстанавливает содержимое счетчика команд |
| Условный переход | |||
| Условные CALL и RETURN | Да | – | Используется редко, позволяет выполнять переходы при определенных условиях |
| Обработка прерываний | |||
| Специальные команды прерывания | CALL для прерываний, BST (RESTART) | SWI (SOFTWARE INTERRUPT), RTI (RETURN FROM INTERRUPT) | CALL и BST для обработки прерываний; SWI вызывает переход по определенному адресу и запоминает содержимое регистров; RTI восстанавливает содержимое регистров |
| Команды управления | |||
| NO OPERATION (Бездействие) | Да | Да | Увеличивает на единицу содержимое счетчика команд |
| HLT (Останов) | Да | – | Останавливает процессор, возобновление работы возможно только по сигналам прерывания или сброса |
| WAI (Ожидание прерывания) | – | Да | Запоминает содержимое всех регистров и ожидает сигнала прерывания |
- Применение команд CALL и RETURN в современных условиях: Несмотря на редкое использование в начальные годы, современные программисты активно применяют эти команды в сложных системах и приложениях для обеспечения модульности кода.
- Безопасность подпрограмм: Современные аспекты безопасности требуют дополнительных механизмов защиты стека при вызове подпрограмм, что не было предусмотрено в первоначальных реализациях микропроцессоров Intel 8080 и Motorola 6800.
- Эволюция команд прерываний: С развитием микропроцессорных технологий команды прерывания, такие как SWI и RTI, получили более сложные и безопасные аналоги в новых микропроцессорах, что позволило повысить эффективность обработки исключительных ситуаций в системах.
- Оптимизация команды NO OPERATION: В современных процессорах команда NO OPERATION используется для оптимизации времени выполнения программ, позволяя процессору эффективно управлять ресурсами при ожидании завершения других задач.
- Применение команды HALT в современных системах: В современных вычислительных системах команда HALT может использоваться для энергосбережения, позволяя процессору входить в режим низкого энергопотребления в периоды простоя.