Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.283

Форматы команд процессора Pentium 4

Форматы команд процессора Pentium 4 очень сложны и нерегулярны. Они содержат до шести полей разной длины, пять из которых не обязательны (общая модель показана на рис. 5.10). Такая ситуация сложилась из-за того, что архитектура развивалась на протяжении нескольких поколений, и ранее в нее были включены не очень удачные варианты команд. Из-за требования обратной совместимости позднее их нельзя было изменить. Например, если один из операндов команды находится в памяти, то другой не может там находиться. В результате, существуют команды сложения двух регистров, команды прибавления регистра к слову памяти, команды прибавления слова памяти к регистру, но не существует команд для прибавления одного слова памяти к другому слову памяти.

В первых архитектурах Intel все коды операций были размером 1 байт, хотя для изменения некоторых команд часто использовался так называемый пре фиксный байт. Префиксный байт — это дополнительный код операции, который ставится перед командой, чтобы изменить ее действие. Примером применения префиксного байта может служить команда WIDE в машинах IJVM. К сожалению, в какой-то момент компания Intel исчерпала запасы кодов операций, и один код операции, OxFF, стал кодом смены алфавита и использоваться для разрешения второго байта команды.

Рис. 5.10. Форматы команд процессора Pentium 4

Отдельные биты в кодах операций процессора Pentium 4 дают довольно мало информации о команде. Единственной структурой такого рода в поле кода операции является младший бит в некоторых командах, который указывает, что именно вызывается — слово или байт, а также соседний бит, который указывает, является ли адрес памяти (если он вообще есть) источником или приемником. Таким образом, в большинстве случаев код операции нужно полностью декодировать, чтобы установить, к какому классу относится выполняемая операция и, следовательно, какова длина команды. Это значительно снижает производительность, поскольку необходимо производить декодирование еще до того, как определено, где начинается следующая команда.

В большинстве команд вслед за байтом кода операции, который указывает местонахождение операнда в памяти, следует второй байт, несущий всю информацию об операнде. Эти 8 бит распределены в 2-разрядном поле MOD и двух 3-разрядных регистровых полях REG и R/M. Иногда первые 3 бита этого байта используются в качестве расширения для кода операции, давая в сумме 11 бит для кода операции. Тем не менее 2-разрядное поле означает, что существуют только 4 способа обращения к операндам и один из операндов всегда должен быть регистром. Логически должен идентифицироваться любой из регистров: ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ, EDX, ESI, EDI, EBP, ESP, но правила кодирования команд запрещают некоторые комбинации, которые отводятся для особых случаев. В некоторых типах команд требуется дополнительный байт, называемый SIB (Scale,

Index, Base — масштаб, индекс, база), который дает дополнительную спецификацию. Эта схема не идеальна, она является компромиссом между требованием обратной совместимости и желанием учесть новые особенности, которые не были предусмотрены изначально.