Архитектура процессоров i386: регистровый состав.
Микропроцессор имеет 5 типов регистровых ресурсов.
Регистры общего назначения (РОН)
Выделяют 8 РОН. Название каждого из РОН специфично для версии процессора или режима процессора. По нему можно узнать его разрядность:
E – 32-разрядные регистры
Х – 16-разрядные
Н – 8-разрядные
16-разрядные регистры могут быть представлены в виде старшего и младшего байта. Для старшего байта название регистра содержит суффикс Н, для младшего L.
32-разрядные регистры представляются (поделены) на старшую и младшую части, при чём доступ только к старшей части не возможен. Доступ к младшей половине 32-разрядных регистров осуществляется через мнемоники AX...BX. Регистры А,D,C,B – разделены на старшие и младшие байты.
AH+AL=AX
Общего назначения, потому что назначение определяется программистом. РОН используются программистом произвольно, однако каждый из них имеет специализацию, позволяющую программисту использовать процессор более эффективно.
1.Регистр А – регистр аккумулятор или накопитель. Схемотехнически максимально приближён к АЛУ. Используется в большинстве операций.
2. Регистр D – регистр данных, используется как регистр-дополнение к аккумулятору для операций предполагающих результат или один из операндов двойной разрядности (умножение, деление).
3. Регистр С – регистр счётчик, оснащён аппаратным декрементом -1, а также анализом значений регистра.
4. Регистр В - составляет с регистром ВР составной регистр базы, использующийся для базовой адресации.
5. Регистр ВР – содержит указатель базы, который не разделяется на старшую и младшую части.
6. Регистр SI – индексный регистр для указания адреса источника при выполнении команд со строками.
7. Регистр DI – указывает адрес приёмника строк.
8. Регистр SP – содержит указатель на дно стека, в памяти выделяется стек.
Сегментные регистры. Для управлении памятью используются сегментные регистр. Они частично решают проблемы связанные с принципом хранимой программы Фон - Неймана.
Указатели команд и флаги
Системные регистры. Данные регистры предназначены для организации работы ОС
Модель – специфичные регистры. Назначение данных регистров может измениться от версии процессора к версии.
Аббревиатура MSR х. Данный регистры служат для мониторинга состояния процессора. Например: Существует модель специфичный регистр ведущий подсчёт количества выполненных команд. В доли поздних версий процессора данный регистр используется для хранения временной метки специального численного времени процессора.
Архитектура процессоров i386: сегментация памяти, сегментные регистры, их дескрипторы.
Для управления памятью используются сегментные регистры, они частично решают проблемы, связанные с принципом хранимой программы.
Принцип Фон Неймана: к данным можно адресоваться как к командам, а к командам как к данным.
О
бщая
память машины разделяется на три типа
сегментов.
Сегменты кода, содержащие коды программ (команды).
Сегменты данных
Процессор не может рассматривать информацию в сегменте данных как команды.
3. Сегмент стека
Отводится только под стек.
Р
асположение
сегментов в общем пространстве адресов
выполняется с помощью 16-разрядных
селекторов сегментов.
CS – селектор кодового сегмента (команда).
SS – селектор стекового сегмента.
DS – селектор сегмента данных.
ES,FS,GS – также селекторы сегмента данных.
Сегменты в памяти компьютера могут перекрываться или совпадать, т.е. CS,DS,SS определяют один и тот же сегмент. Переадресация элемента внутри сегмента к содержимому селектора сегмента определённым образом добавляется 32-разрядный относительный адрес.
Параллельно с сегментами-регистрами используется 64-разрядные регистры дескрипторов сегментов.
CS |
15 0 |
7 0 |
23 0 |
15 0 |
SS |
|
|
|
|
DS |
|
|
|
|
ES |
|
|
|
|
FS |
|
|
|
|
GS |
|
|
|
|
IV III II I
I-я область граница сегмента используется для обработки события выхода за его пределы.
II-я область базовый адрес сегмента содержит 24-битную информацию об адресе начала сегмента.
III-я область байт прав доступа к содержимому сегмента.
IV-я область дополнительная информация. Эта область зарезервирована.