-
Вибір форматів даних
На рисунку 2.5 показані основні типи даних, які використовуються.
SI ЗО
=>айт
Півслово
Слоао
Подвійне
слово
63 62
Число »ПК одиничної точності
S P
M
ЗІ 30 23 22
Число s ПК подвійної
S P
M
ТОЧНОСТІ
63 62 52 51
Рисунок. 2.5 Основні типи даних.
Цілі являють собою числа зі знаком чи без знаку. Цілі зі знаком представляються в додаткових кодах. Цілі без знака використовуються також для подання адрес. Для представлення чисел з ПК рекомендуються слідувати вимогам стандарту (ANSI ! IEEE Standart 754). При цьому слід дати детальний опис представлення особливих ситуацій (нуль, переповнення, NAN).
-
Визначення структури реєстрової пам'яті.
Для Гарвардської архітектури розробка моделі пам'яті не викликає проблем.
Для традиційної архітектури модель пам'яті повинна задовольняти вимогам, шо пред'являються багатокористувацькою багатозадачною ОС.
При розробці моделі пам'яті необхідно забезпечити розміщення не вивантаженого ядра OC у фіксованих осередках пам'яті. Крім того, при використанні суміщеного вводу-виводу необхідно забороняти кешування відповідних сторінок пам'яті.
Одне з можливих рішень полягає в тому, щоб забезпечити достут до одних і тих же фізичних адрес за різними віртуальними адресами.
У режимі користувача програмі доступно 2 Гбайта віртуальної пам'яті.
У режимі ядра програма отримує доступ до всієї пам'яті об'ємом 4Гбайта,
причому перші 2 Гбайта - пам'ять користувача, останні 2Гбайт - системна.
Система пам'ять ділиться на 3 сегмента об'ємом 0.5, 0.5 і 1 Гбайт. При
зверненні до адреси, що належить сегменту 1, використовується кеш, але не
використовується переадресація через буфер TLB, звернення йде до перших
512 М фізичної пам'яті. При роботі з сегментом 2 не використовується ні кеш,
ні TLB5 звернення йде до перших 512 Mo фізичної пам'яті. При роботі з
18
сегментом 3 використовується як кешування, так і переадресація. Подібна модель пам'яті дозволяє працювати з осередками як з портами (сегмент 2), або звертатися до пам'яті за абсолютними адресами при роботі зі структурами даними ядра. Сегмент 3 можна використовувати для роботи з завантажувальними модулями.
Процесор в загальному випадку' містить 2 групи регістрів:
-
Призначені для користувача регістри;
-
Системні регістри.
Системні регістри доступні тільки при роботі в режимі ядра. На етапі визначення структури регістровий пам'яті обираються:
-
Число регістрів різних типів та їх розрядність;
-
Склад і структура регістра прапорців.
Користувальницькі регістри, в свою чергу, поділяються на адресні, цілочисельні і регістри з ПК.
Часто одні й ті ж регістри використовуються як в якості адресних, так і в якості цілочисельних (РЗП). Крім того, зазвичай є деяка кількість керуючих регістрів.
До складу системних регістрів можуть входити такі регістри як: регістр фізичної адреси таблиці векторів переривання;
регістр фізичної адреси таблиці переадресації;
-
регістр для запису адреси сторінкової помилки, куди записується адреса сторінки, відсутньої з пам'яті.
Один з можливих варіантів організації користувальницької реєстрової пам'яті ЦП для варіантів з використанням зовнішнього співпроцесора зображений на рисунку 2.6.
RO
Rl
Flags
R2
R2S
RSO
R31
31
Рисунок. 2.6 Структура зовнішнього співпроцесора
У структурі, наведеною на рисунок 2.6, реєстрова пам'ять включає тридцять два 32-розрядних PORA і 32-розрядний лічильник команд. Регістр прапорців містить 7 прапорців, які використовуються наступним чином:
Z - ознака нульового результату';
C - ознака переносу зі старшого розряду;
S - знак результату';
O - ознака переповнення результату;
] - дозвіл переривання;
T - покроковий режим;
U - режим супервізор / користувач.
CR M
SR BZSOI
FRO
FRl
FR2
FR29 FR ЗО FR31
31
Рисунок 2.7 Організація реєстрової пам’яті співпроцесора
Можливий варіант організації реєстрової пам'яті співпроцесора зображений на рисунку 2.7.
Необхідно відзначити, що в RISC процесорах апаратний стек не використовується, а адреса повернення запам'ятовується в одному з РЗП.