1 / 26

Wykład 3:

Wykład 3:. Jak działa typowy mikroprocesor? Budowa procesora rodziny Intel80x86 Architektury CISC i RISC Instrukcje skoków warunkowych Stos Instrukcje operujące na ciągach danych Pętle. Fragment kodu programu:. Język „wysokiego poziomu”: x:=1; for i:=1 to 10 do x:=x*2;.

fathia
Download Presentation

Wykład 3:

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Wykład 3: • Jak działa typowy mikroprocesor? • Budowa procesora rodziny Intel80x86 • Architektury CISC i RISC • Instrukcje skoków warunkowych • Stos • Instrukcje operujące na ciągach danych • Pętle

  2. Fragment kodu programu: Język „wysokiego poziomu”: x:=1; for i:=1 to 10 do x:=x*2; Assembler: Mov [edx],$3f800000 Mov [eax],$00000001 ... „kod maszynowy”: C7 02 00 00 80 3F C7 00 01 00 00 00 ...

  3. Kodowanie instrukcji za pomocą bajtów:

  4. Rys. Umiejscowienie logiczne mikroprocesora w systemie mikroprocesorowym

  5. Sygnały na „pinach” procesora.

  6. Instrukcje wejścia/wyjścia (Input/Output):

  7. Budowa mikroprocesora typuCISC Complete Instruction Set Computer

  8. Budowa mikroprocesora typuRISC Reduced Instruction Set Computer

  9. Podstawowe różnice pomiędzy CISC a RISC(Load Execution Store): • RISC • znacznie ograniczony zestaw instrukcji • operacje ALU tylko na rejestrach • prosty tryb adresowania - uproszczone odwołania do pamięci • wszystkie instrukcje identycznej długości (32 bity) • znacznie prostsza konstrukcja procesora • CISC • rozbudowane instrukcje • operacje arytmetyczne bezpośrednio na lokalizacjach w pamięci • możliwość zawansowanego programowania w języku maszynowym • różna długość instrukcji • często występujące instrukcje - 8 bitów • rzadsze, rozbudowane instrukcje o większej długości • znaczne różnice czasu wykonania poszczególnych instrukcji

  10. Adresowanie pamięci w trybie rzeczywistym: rejestry segmentowe Przestrzeń adresowa wynosi 1MB ale w obrębie segmentu tylko64kB

  11. Adresowanie pamięci: tryby adresowania mov AX,1234h - natychmiastowy mov AX,[1234h] - bezpośredni mov EAX,DS:{CS,ES}[ESI] - pośredni DS – Data Segment (ES) CS – Code Segment mov EAX,[ECX+EBX*2{4,8}+stała] - pośredni skalowany z przemieszczeniem movs EAX,[ESI] - operacja łańcuchowa (ESI,EDI – wskaźnik źródła (Source) i przeznaczenia (Destination)

  12. Przykłady: var tablica:array[0..100] of single; i:integer; y:single a)y:=tablica[10h] mov EAX,[tablica+40h] b) y:=tablica[i+10h] mov ebx,i lea ecx,tablica mov eax,[ecx+$10+ebx*4]

  13. Wskaźnik rozkazów: IP (Instruction Pointer) PC (Program Counter):

  14. Rejestr statusowy SR ( Status Register ) i instrukcje skoków warunkowych Instrukcje zmianiające stan znaczników (flag) CLC, CLD ,CLI – kasujące STC, STD, STI - ustawiające

  15. Instrukcje skoków warunkowych Dotyczące operacji arytmetycznych na liczbach bez znaku JB/JNAE (Below) CF=1 JNB/AE (Not Below) CF=0 JBE/JNA (Below Equal) CF=1 lub ZF=1 JNBE/JA (Not Below Not Equal) CF=0 i ZF=0 Dotyczące operacji arytmetycznych na liczbach ze znakiem U2 JL/NGE (Less) SF<>OF JGE/NL (Greater Equal) SF=OF JLE/NG (Less Equal) ZF=1 lub SF<>OF JG/NLE (Greater) ZF=0 i SF=OF Pozostałe JE/JZ (Equal) ZF=1 JNE/JNZ (Not Equal) ZF=0 JS (Sign) SF=1 JNS (Not Sign) SF=0

  16. Instrukcje skoków warunkowych - przykład Sekwencja instrukcji w Pascal-u: var a,i:integer; (32 bity) if i<10 then a:=i else a:=10; Przykład zapisu w assemblerze CMP dword ptr [i],$0a JGE +$0c mov EAX,[i] mov [a],EAX JMP +$0a +$0c: mov [a],$0000000a +$0a:

  17. Instrukcje skoków warunkowych - przykład Sekwencja instrukcji w Pascal-u: var a:single; (32 bity) if a>10 then a:=10; Przykład zapisu w assemblerze: Sposób 1 fld a fcomp stała fstsw ax sahf jbe +$0a mov [ar],$41200000a +$0a: ... Sposób 2 (nowy) fld a fld stala fcomi ST,ST(1) jbe omin mov [ar],$41200000 +$0a: ...

  18. Stos i podprogramy: (adres wierzchołka stosu = SS:SP) • Adres wierzchołka stosu = SS:ESP • Stos „rośnie w dół” • Przy operacjach odkładania na stos (PUSH) modyfikowany jest wskaźnik stosu a następnie zapisywana odpowiednia wartość • Zdejmowanie ze stosu (POP) w kolejności: • pobranie wartości z pamięci wskazywanej SS:ESP do odpowiedniego rejestru a następnie • zwiększenie wartości wskaźnika ESP

  19. Stos i podprogramy: (adres wierzchołka stosu = SS:SP) 500:(Start) ... 510: call procedura1 516: ... koniec: .... (Procedura1) 1000: call procedura2 1006: ret (Procedura2) 2000: nop ret

  20. Ramki stosu • Wierzchołek stosu (SS:ESP) przesuwany jest w dół w celu zarezerwowania jego fragmentu do innych celów • Przed przesunięciem zawartość ESP zapamiętywana jest w specjalnym rejestrze EBP. Powstaje w ten sposób tzw. „ramka stosu” (ang. Stack Frame) czyli obszar pamięci od SS:EBP do SS:ESP • Powrót do sytuacji początkowej następuje poprzez przywrócenie początkowej wartości rejestru ESP (skopiowanie jej z rejestru EBP) • Zastosowania: • zmienne lokalne procedur i funkcji • przekazywanie parametrów do procedur i funkcji

  21. Ramki stosu: -przykład Function f3(d1,d2:integer) :integer; stdcall; var d3:integer; begin d1:=1; result:=d1+d2+d3; end; ... var a,b,c:integer; .... b:=1; c:=2; a:=f3(b,c); ...

  22. Ramki stosu: przykład cd.: Function f3(d1,d2:integer) :integer; stdcall; var d3:integer; begin d1:=10; result:=d1+d2+d3; end; ... var a,b,c:integer; b:=1; c:=2; a:=f3(b,c);

  23. Instrukcje operacji na ciągach: (MOVS, LODS, STOS) LODSB/W/D = MOV AL,DS:(ESI) ADD/SUB ESI, 1/2/4 STOSB/W/D = MOV ES:(EDI),AL. ADD/SUB EDI, 1/2/4 MOVSB/W/D = MOV ES:(EDI),DS:(ESI) ADD/SUB ESI, 1/2/4 ADD/SUB EDI, 1/2/4 CLD, STD - zmiana kierunku w górę/ w dół

  24. Instrukcje dotyczące pętli: (LOOP) Sekwencja instrukcji w Pascal-u: var i:integer; for i:=10 downto 0 do Begin End; Przykład zapisu w assemblerze: mov ecx,10 petla: loop petla Sekwencja instrukcji w Pascal-u: var i:integer; for i:=0 to 10 do Begin End; Przykład zapisu w assemblerze: mov ecx,10 petla: loop petla

  25. Instrukcje dotyczące pętli: (REP) var tablica_źródłowa, tablica_przeznaczenia : array(1..1000) of integer; Przykład: MOV ECX,1000 LEA ESI,tablica_źródłowa LEA EDI,tablica_przeznaczenia CLD REP MOVSW

  26. Instrukcje dotyczące pętli: (REP) var tablica_przeznaczenia : array(1..1000) of integer; Przykład: MOV ECX,1000 MOV EAX,0 LEA EDI,tablica_przeznaczenia CLD REP STOSW

More Related