Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.292

Рис. 5.18. Простые форматы команд для двухадресной машины

Здесь мы снова имеем 8-разрядный код операции, но теперь у нас есть по 12 бит для задания источника и приемника. Для каждого операнда 3 бита позволяют указать режим адресации, 5 бит — регистр и 4 бита — смещение. Имея 3 бита для задания режима адресации, мы можем поддерживать непосредственную, прямую, регистровую, косвенную регистровую индексную и стековую адресации, и при этом еще остается место для двух дополнительных режимов, которые, возможно, появятся в будущем. Это простая система, которую легко компилировать, в то же время она достаточно гибкая, особенно если счетчик команд, указатель стека и указатель локальных переменных находятся среди регистров общего назначения, к которым можно получить доступ.

Единственная проблема в том, что при прямой адресации нам нужно большее количество битов для адреса. В машинах PDP-11 и VAX к команде было добавлено дополнительное слово для указания адреса каждого прямо адресуемого операнда. Мы тоже могли бы использовать один из двух доступных режимов адресации для индексной адресации с 32-разрядным смещением, которое следует за командой. Тогда в худшем случае при сложении двух слов памяти, когда обращение к обоим операндам производится в режиме прямой адресации или с использованием длинной индексной формы, команда была бы размером 96 бит и занимала бы 3 цикла шины (один для команды и два для данных). В то же время для прибавления произвольного слова памяти к другому произвольному слову памяти большинству RISC-систем потребовалось бы по крайней мере 96 бит, а может и больше, на что нужно по крайней мере 4 цикла шины.

Форматы, изображенные на рис. 5.18, допускают самые разные варианты. В данной системе с помощью одной 32-разрядной команды, при условии что переменные i и j находятся среди первых 16 локальных переменных, можно выполнить следующую операцию:

i = J:

Для переменных, расположенных после первых 16, нам потребуется перейти к 32-разрядным смещениям. Можно также придумать формат с одним 8-разрядным смещением вместо двух 4-разрядных при условии, что это смещение может

использоваться либо источником, либо приемником, но не тем и другим вместе. Варианты компромиссов не ограничены, и чтобы получить хороший результат, разработчикам приходится учитывать многие факторы.

Режимы адресации процессора Pentium 4

Режимы адресации процессора Pentium 4 чрезвычайно нерегулярны и зависят от формата конкретной команды — 16- или 32-разрядная. Мы не будем рассматривать 16-разрядные команды, вполне достаточно 32-разрядных. Поддерживаемые режимы адресации включают непосредственную, прямую, регистровую, косвенную регистровую, индексную и специальную адресацию для обращения к элементам массива. Проблема заключается в том, что не все режимы применимы ко всем командам и не все регистры могут использоваться во всех режимах адресации. Это значительно усложняет задачу разработчика компилятора.

Как показано на рис. 5.10, для управления режимами адресации имеется соответствующий байт. Один из операндов определяется по комбинации полей MOD и R/M. Второй операнд всегда является регистром и определяется по значению поля REG. В табл. 5.7 приведен список 32 комбинаций значений 2-разрядного поля MOD и 3-разрядного поля R/M. Например, если оба поля равны 0, операнд считывается из ячейки памяти с адресом, который содержится в регистре ЕАХ.