8. Регистровая модель процессора

Регистры общего назначения (РОН). Системные регистры

TINT

TLB

BVA

PC

RF

31……………0

RG1

RG2

…

RG63

31……………0

Регистр флагов

R	I	T	O	C	S	Z	D
0	1	2	3	4	5	6	7

Регистры плавающего процессора:

регистр статуса (SR)

15…11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
xxx	B	Z	S	O	I	DE	PE	UE	OE	ZE	IE

регистр управления(CR).

15…11	8	7,6	5	4	3	2	1	0
xxx	IC	RC	PM	UM	OM	ZM	DM	IM

регистровая модель центрального процессора состоит из:

• 64 32-разрядных регистров общего назначения;

• 32-разрядного регистра, содержащего адрес таблицы векторов прерываний (TINT);

• 32-разрядного регистра, содержащего адрес буфера TLB (TLB);

• 32-разрядного регистра, содержащего адрес “плохой” страницы (BVA), т.е. страницы, не содержащейся в оперативной памяти в момент обращения к ней;

• 32-разрядного счетчика команд (PC);

• 8-разрядного регистра флажков. В этом регистре разряды имеют следующее предназначение:

• Z - признак нулевого результата

• C - признак переноса из старшего разряда

• S - знак результата

• O - признак переполнения

• I - флаг прерывания

• T - флаг ловушки (пошаговый режим)

• R - режим супервизор/пользователь

• D - флаг что 32/64 битный формат данных (для некоторых операций не влияет)

• регистр статуса (SR)

• B – busy-бит показывает свободен или занят плавающий процессор

• Z – флаг нуля;

• S – флаг знака;

• O – флаг переполнения;

• I – флаг разрешения прерываний;

• DE – ненормализованный результат;

• PE – потеря точности;

• UE – антипереполнение;

• OE – переполнение;

• ZE – деление на ноль;

• IE – недействительная операция.

• регистра управления(CR).

• IC – тип арифметики:

0. аффинная (существуют положительная и отрицательная бесконечности);

1. проективная (существует только одна бесконечность, которая не имеет знака)

• PM – маска особого случая при неточном результате;

• UM – маска антипереполнения;

• OM – маска переполнения;

• ZM – маска деления на нуль;

• DM – маска ненормализованного результата;

• IM – маска недействительной операции.

9. Система команд процессора

Таблица 5. Система команд центрального процессора

№	Name			Содержание		Функция		Флаги									Код
								Z	C	S	O		I	T	R	D
Обращение к памяти по чтению и записи
1	LDH			Чтение полуслова старшей части слова		R0<= <R1>+DIS	-		-	-	-	-		-	-		000000
	LDL			Чтение полуслова младшей части слова		R0<= <R1>+DIS	-		-	-	-	-		-	-		000001
	LD32			Чтение слова		R0<= <RG1>+DIS	-		-	-	-	-		-	-		000010
	LD64			Чтение двойного слова		R0<= <RG1>+DIS	-		-	-	-	-		-	-		000011
	WRHW			Запись полуслова старшей части слова		<R0>=> <R1>+DIS	-		-	-	-	-		-	-		000100
	WRHW			Запись полуслова младшей части слова		<R0>=> <R1>+DIS	-		-	-	-	-		-	-		000101
	WRW			Запись слова		<R0>=><R1>+DIS	-		-	-	-	-		-	-		000110
	WRDW			Запись двойного слова		<R0>=> <R1>+DIS	-		-	-	-	-		-	-		000111
	IN			Чтение из порта		<R0><=порт<R1>	-		-	-	-	-		-	-		001000
	OUT			Запись в порт		<R1>=>порт <R2>	-		-	-	-	-		-	-		001001
	XCHG			Обмен RG<>RG		<R0><R1>	-		-	-	-	-		-	-		001010
	MOV			Занос в регистр значения		<R0><= R1	-		-	-	-	-		-	-		001011
Арифметические операции с ФТ
		ADD			Сложение	<R0><= <R0>+<R1>	+		+	+	+	-		-	-		001100
		SUB			Вычитание	<R0><= <R0>-<R1>	+		+	+	+	-		-	-		001101
		MULT			Умножение	<R0><= <R0>*<R1>	+		+	+	+	-		-	-		001110
		DIV			Деление	<R0><= <R0>/<R1>	+		+	+	+	-		-	-		001111
		ADDU			Сложение	<R0><= <R0>+<R1>	+		+	+	+	-		-	-		010000
		SUBU			Вычитание	<R0><= <R0>-<R1>	+		+	+	+	-		-	-		010001
		MULTU			Умножение	<R0><= <R0>*<R1>	+		+	+	+	-		-	-		010010
		DIVU			Деление	<R0><= <R0>/<R1>	+		+	+	+	-		-	-		010011
Логические операции с ФТ
21		AND	«И»			<R0><= <R0>&<R1>	+		-	+	-	-		-	-		010100
22		OR	«ИЛИ»			<R0><= <R0>v<R1>	+		-	+	-	-		-	-		010101
23		XOR	Искл. «ИЛИ»			<R0><= <R0>+<R1>	+		-	+	-	-		-	-		010110
24		NOT	«НЕ»			<R0><= ~<R1>	+		-	+	-	-		-	-		010111
25		RCL	Циклический сдвиг влево			<R0> << R1	-		+	-	+	-		-	-		011000
26		RCR	Циклический сдвиг вправо			<R0> >> R1	-		+	-	+	-		-	-		011001
Команды переходов и прерываний
27		CLI	Очистить флаг разрешения прерываний				-		-	-	-	+		-	-	-	011010
28		STI	Установить флаг разрешения прерываний				-		-	-	-	+		-	-	-	011011
29		INT	Вызов прерывания			R31<=PC R30<=flags	+		+	+	+	+		+	+		011100
30		IRET	Возврат из прерывания			PC<=R31 flags<=R30	-		-	-	-	-		-	-		111101
31		CALL	Вызов подпрограммы			R31<=PC PC<=<R0>+R1	-		-	-	-	-		-	-		111110
32		RET	Возврат из подпрограммы			PC<=R0	-		-	-	-	-		-	-		111111
33		JMP	Безусловный переход			PC<=<R0>+ R1	-		-	-	-	-		-	-		100000
34		JZ	Переход по нулю			PC<=<R0>+ R1	+		-	-	-	-		-	-		100000
35		JNZ	Переход не по нулю			PC<=<R0>+ R1	+		-	-	-	-		-	-		100001
36		JO	Переход по переполнению			PC<=<R0>+ R1	-		-	-	+	-		-	-		100010
37		JNO	Переход по не переполнению			PC<=<R0>+ R1	-		-	-	+	-		-	-		100011
38		JC	Переход по переносу			PC<=<R0>+ R1	-		+	-	-	-		-	-		100100
39		JNC	Переход не по переносу			PC<=<R0>+ R1	-		+	-	-	-		-	-		100101
40		JS	Переход по, меньше нуля			PC<=<R0>+ R1	-		-	+	-	-		-	-		100110
41		JNS	Переход по, не меньше нуля			PC<=<R0>+ R1	-		-	+	-	-		-	-		100111
Специальные операции
42		RF		Чтение флагов		<R0><=Flags	-		-	-	-	-		-	-		101000
43		WF		Запись флагов		<R0>=>Flags	+		+	+	+	+		+	+		101001
44		RFFS		Чтение флагов статуса плавающего процессора		<R0><=Flags	-		-	-	-	-		-	-		111111
45		RFFС		Чтение управляющих флагов плавающего процессора		<R0><=Flags	-		-	-	-	-		-	-		111110
46		WFFС		Запись управляющих флагов плавающего процессора		<R0>=>Flags	-		-	-	-	-		-	-		111101
47		WTLB		Запись TLBP		<R0>=>TLB	-		-	-	-	-		-	-		101011
48		RTLB		Чтение TLBP		<R0><=TLB	-		-	-	-	-		-	-		111100
49		RINT		Чтение TINT		<R0><=TINT	-		-	-	-	-		-	-		101100
50		WINT		Запись TINT		<R0>=>TINT	-		-	-	-	-		-	-		101101
51		RBVA		Чтение BVA		<R0><=BVA	-		-	-	-	-		-	-		101110
52		USER		Возврат в пользователя			-		-	-	-	-		-	+		101111
53		ROOT		Переход в супервизора			-		-	-	-	-		-	+		110000
54		HALT		Ожидание прерывания			-		-	-	-	-		-	-		110001
55		NOP		Нет операции		PC<=PC+1	-		-	-	-	-		-	-		110010
Арифметические операции с ПТ
56		ADDF		Сложение		<R0><= <R0>+<R1>	+		+	+	+	-		-	-		110011
57		SUBF		Вычитание		<R0><= <R0>-<R1>	+		+	+	+	-		-	-		110100
58		MULTF		Умножение		<R0><= <R0>*<R1>	+		+	+	+	-		-	-		110101
59		DIVF		Деление		<R0><= <R0>/<R1>	+		+	+	+	-		-	-		110110
60		ITOF		Преобр. ПТ-ФТ		<R0><= <R1>	+		+	+	+	-		-	-		110111
61		FTOI		Преобр. ФТ-ПТ		<R0>=> <R1>	+		-	+	+	-		-	-		111000

1. Обращение к памяти по чтению и записи

С помощью этих команд можно заносить данные и регистров в память и читать их оттуда.

2. Арифметические и логические операции с ФТ

Позволяют производить известные операции с числами с ФТ, которые хранятся в регистрах или с непосредственными операндами

3. Команды переходов и прерываний

Можно переходить в любое место программы, вызывать подпрограммы

4. Специальные операции

Позволяют работать с системными регистрами, заносить туда информацию и считывать ее оттуда. Команды WFL,RTLBR,WTLBR, RINT, WINT, RBVA, WFF доступны только в режиме супервизора (системном). В пользовательском режиме они недоступны.

5. Арифметические операции с ПТ

Известные операции аналогичные с ФТ.