Обзор архитектуры IA32/EM64T

Содержание

Слайд 2

Архитектура

Микроархитектура
Набор внутренних устройств
Взаимодействие устройств
Интерфейс для работы с процессором
Набор используемых команд
Набор правил

Архитектура Микроархитектура Набор внутренних устройств Взаимодействие устройств Интерфейс для работы с процессором
исполнения команд
Форматы и типы данных

Слайд 3

Ассоциативная память

В каждой ячейке хранится ключ и данные
Выборка данных осуществляется по заданному

Ассоциативная память В каждой ячейке хранится ключ и данные Выборка данных осуществляется
ключу
Каждая ячейка может хранить любую пару ключ-значение
С точки зрения реализации:
ассоциативная память дорогая
с увеличением объема уменьшается скорость доступа

Адрес

Данные

Адрес

Данные

Адрес

Данные

Слайд 4

Устройство кэша (частично ассоциативная память)

Значение из тега

Номер линии

Смещение внутри линии

Адрес

Линия (блок)

Ассоциативное множество
(4-way)

Данные

Теги

Устройство кэша (частично ассоциативная память) Значение из тега Номер линии Смещение внутри
линий

Слайд 5

MESI (Modified Exclusive Shared Invalid) протокол когерентности WB памяти
Процессор содержит несколько специальных

MESI (Modified Exclusive Shared Invalid) протокол когерентности WB памяти Процессор содержит несколько
буферов для уменьшения нагрузки на шину, возникающей за счет запросов RFO

Начальное
состояние
линии кеша

Состояние
после чтения

Состояние
после записи

M

M

M

E

E

M

S

S

M (RFO)

I

S

M (RFO, RI)

Слайд 6

Типы данных

Целые (8, 16, 32, 64 бита)
без знака
со знаком
Числа с плавающей точкой
Одинарной

Типы данных Целые (8, 16, 32, 64 бита) без знака со знаком
точности (32 бита)
Двойной точности (64 бита)
Расширенной точности (80 бит)
Упакованные типы
Несколько базовых типов, упакованных в 128 или 64 бита
Указатели (64 бита или 32 бита)

Слайд 8

Целочисленные регистры (32-битный режим)

Регистры общего назначения(General-purpose registers):
8 32-битных регистров используются 32-битном режиме

Целочисленные регистры (32-битный режим) Регистры общего назначения(General-purpose registers): 8 32-битных регистров используются
для обращения к операндам в памяти (EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESI EDI, и ESP).
Сегментные регистры (Segment registers):
6 16-битных сегментных регистров содержат части указателей, служат для обращения к памяти (CS,DS, SS, ES, FS, и GS)
EFLAG регистр (EFLAG register):
Этот 32-битный регистр служит для предоставления статуса и контроля над выполнением базовых арифметических операций, сравнения и системных операций.
EIP регистр (EIP register):
Этот 32-битный регистр содержит указатель на текущую инструкцию.

Слайд 9

Целочисленные регистры (64-битный режим)

Регистры общего назначения(General-purpose registers):
16 64-битных регистров используются 32-битном режиме

Целочисленные регистры (64-битный режим) Регистры общего назначения(General-purpose registers): 16 64-битных регистров используются
для обращения к в памяти в памяти (RAX, RBX, RCX, RDX, RBP, RSI, RDI, RSP и R8-R15 – используются с префиксом REX).
Сегментные регистры (Segment registers):
устанавливаются уникальным образом
RFLAG регистр (RFLAG register):
Этот 64-битный регистр служит для предоставления статуса и контроля над выполнением базовых арифметических операций, сравнения и системных операций.
RIP регистр (RIP register):
Этот 64-битный регистр содержит указатель на текущую инструкцию.

Слайд 10

Двоичная арифметика

Арифметика целых чисел без знака по модулю 16
Вычитание
7 – 3

Двоичная арифметика Арифметика целых чисел без знака по модулю 16 Вычитание 7
= 0111 – 0011 = 0111 + 1101 = 10100 = 4 (есть перенос (CF=0), результат > 0)
3 – 7 = 0011 – 0111 = 0011 + 1001 = 1100 = 12 (нет переноса (CF=1), результат < 0)
Чтобы сравнить числа нужно вычесть одно из другого и проверить наличие переноса
Сложение
7 + 3 = 0111 + 0011 = 1010 = 10 (нет переноса (CF=0), нормальная ситуация)
7 + 10 = 0111 + 1010 = 10001 = 1 (есть перенос (CF=1), ненормальная ситуация)
Арифметика целых чисел со знаком по модулю 16
Сложение
(-7) + 3 = 1001 + 0011 = 1100 (переносы равны (OF=0), знак равен 1, результат < 0)
7 + (-3) = 0111 + 1101= 10100 (переносы равны (OF=0), знак равен 0 , результат > 0)
2 + 1 = 0010 + 0001 = 0011 (переносы равны (OF=0), результат > 0)
(-2) + (-1) = 1110 + 1111 = 11101 (переносы равны (OF=0), результат < 0)
Переполнения
7 + 3 = 0111 + 0011 = 1010 (переносы разные (OF=1), результат > 0)
-7 + (-3) = 1001 + 1101 = 10110 (переносы разные (OF=1), результат < 0 )

Слайд 12

x87 регистры

x87 регистры

Слайд 13

Слово статуса x87

Слово статуса x87

Слайд 14

Контрольное слово x87

Контрольное слово x87

Слайд 15

SSE

8 или 16 128-битных регистров (xmm00-xmm07)
Регистр статуса и контрольной информации (mxcsr)

SSE 8 или 16 128-битных регистров (xmm00-xmm07) Регистр статуса и контрольной информации (mxcsr)

Слайд 16

Формат инструкции

<Мнемоника> <входной и выходной операнд> <входной операнд>
Операнд может быть следующих типов
Регистр
Память
База

Формат инструкции Операнд может быть следующих типов Регистр Память База + индекс
+ индекс * множитель + смещение
Смещение относительно указателя на команду
Константа
Некоторые инструкции имеют неявные операнды
<адрес>
Адрес может быть взят
Из регистра
Непосредственно из команды

Слайд 17

Примеры инструкций

Add rax, [rbx + 2*rdx + 8] (rax <- rax +

Примеры инструкций Add rax, [rbx + 2*rdx + 8] (rax Mul rcx
[rbx + 2*rdx + 8]) (sub)
Mul rcx (rdx:rax <- rax*rcx) (imul, div, idiv)
Cmp rcx, rdi (изменяет флаги)
Mov rcx, rbx + 2*rdx + 8] (чтение в регистр)
Push rcx (pop rcx)
Lea rax, [rbx + 2*rdx + 8] (rax <- rbx + 2*rdx + 8)
Jmp [rax]
Call

Слайд 18

SSE1, 2, 3

Paddusw xmm1, xmm2 (paddsq, paddb)
Addps xmm1, xmm2 (subpd, mulps, divps)
Cvttpd2pi

SSE1, 2, 3 Paddusw xmm1, xmm2 (paddsq, paddb) Addps xmm1, xmm2 (subpd,
xmm1, xmm2 (cvttpd2dq)
Movhlps xmm1, xmm2 (movhpd, movlps)
Имя файла: Обзор-архитектуры-IA32/EM64T.pptx
Количество просмотров: 129
Количество скачиваний: 0