Реферат: 80386 процессор

Упакованный двоично-десятичный тип - упакованное байтовое представление двух десятичных цифр от 0 до 9. Каждая цифра хранится в своем полубайте. Цифра в старшем полубайте является более значимой. Диапазон упакованного десятичного байта составляет от 0 до 99.

Битовое поле - непрерывная последовательность битов, в которой каждый бит рассматривается как независимая переменная. Битовое поле может начинаться с любого бита любого байта и мо­жет быть длиной до 32 бит.

Битовая строка - подобно битовому полю, битовая строка является непрерывной последовательностью битов. Битовая строка может начинаться с любого бита любого байта и иметь длину до (2Е32-1) бит.

Ближний указатель - 32-разрядный логический адрес, кото­рый представляет собой относительный адрес внутри сегмента. Ближние указатели используются как в сплошной, так и в сегмен­тированной модели памяти.

Дальний указатель - 48-разрядный логический адрес из двух компонентов: 16-разрядного сегмента и 32-разрядного относи­тельного адреса. Дальние указатели используются программистами тольком в том случае, когда конструкторы системы выбирают сег­ментированную организацию памяти.

Целый тип - знаковое двоичное значение, содержащееся в 32-разрядном двойном слове, 16-разрядном слове или 8-разрядном байте. Все операции предполагают представление чисел в допол­нительном коде. Знаковый бит расположен в бите 7 в байте, в бите 15 в слове и в бите 31 в двойном слове. Он равен нулю для положительных чисел и единице для отрицательных. Поскольку этот старший бит используется как знаковый, то 8-разрядное (байт) целое число может изменяться в диапазоне от -128 до +127, 16-разрядное (слово) целое число в диапазоне от -32768 до +32767, а 32-разрядное (двойное слово) целое число в диапа­зоне от -2Е31 до +2Е31-1. Нулевое значение имеет положительный знак.

Обычный тип - беззнаковое двоичное значение, содержащееся в 32-разрядном двойном слове, 16-разрядном слове или 8-разряд­ном байте. Все биты определяют величину числа.

Строка - непрерывная последовательность байтов, слов или двойных слов. Строка может содержать от 0 до 2Е32 -1 байтов или 4 Гбайтов.

4. Регистры

Регистр является устройством временного хранения данных и используется с целью облегчения арифметических, логических и пересылочных операций. Регистры МП 80386 являются расширением регистров прежних МП 8086, 80186, 80286. Все 16-разрядные ре­гистры МП предыдущих поколений содержатся внутри 32-разрядной архитектуры.

Микропроцессор 80386 включает шесть непосредственно доступных программисту регистров селекторов сегментов, которые содержат указатели сегментов. Значения этих селекторов могут быть загружены при исполнении программы и являются специфичны­ми для задачи. Это значит, что регистры сегментов перезагружа­ются автоматически при переключении МП 80386 на другую задачу. За регистрами селекторов сегментов стоят реальные регистры кэш-памяти сегментов, которые содержат описания сегментов, указываемых селектором. Это сделано на аппаратном уровне для того, чтобы избежать дополнительной выборки из памяти в слу­чае, когда требуется описание сегмента.

4.1. Регистры общего назначения

Восемь регистров общего назначения имеют длину в 32 бит и содержат адреса или данные. Они поддерживают операнды-данные длиной 1, 8, 16, 32 и 64 бит; битовые поля от 1 до 32 бит: операнды-адреса длиной 16 и 32 бит. Эти регистры называются EAX, EBX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBP, ESP.

Доступ к младшим 16 бит этих регистров выполняется неза­висимо. Это делается в большинстве ассемблеров при использова­нии 16-разрядных имен регистров: AX, BX, CX, DX, SI, DI, BP, SP.

4.2. Регистр системных флагов

Регистр EFLAGS управляет вводом-выводом, маскируемыми прерываниями, отладкой, переключением задач и включением исполнения в режиме виртуального МП 8086 в защищенной многоза­дачной среде - все это в дополнение к флагам состояния, кото­рые отражают результат исполнения команды. Младшие 16 бит его представляют собой 16-разрядный регистр флагов и состояния МП 80286, называемый FLAGS, который наиболее полезен при исполне­нии программ для МП 8086 и 80286.

4.2. Регистры сегментов

Шесть 16-разрядных регистров содержат значения селекторов сегментов, которые указывают на текущие адресуемые сегменты памяти. Ниже перечислены эти регистры.

Регистр сегмента программы (CS) - указывает на сегмент, который содержит текущую последовательность исполняемых ко­манд. Процессор выбирает все команды из этого сегмента, используя содержимое счетчика команд как относительный адрес. Содержимое CS изменяется в результате выполнения внутрисег­ментных команд управления потоком, прерываний и исключений. Он не может быть загружен явным способом.

Регистр сегмента стека (SS). Вызовы подпрограмм, записи параметров и активизация процедур обычно требуют области памя­ти, резервируемой под стек. Все операции со стеком используют регистр SS при обращении к стеку. В отличие от регистра CS ре­гистр SS может быть загружен явно с помощью команды программы.

Остальные четыре регистра являются регистрами сегментов данных (DS, ES, FS, GS), каждый из которых адресуется текущей исполняемой программой. Доступ к четырем раздельным областям данных имеет целью повысить эффективность программ, позволяя им обращаться к различным типам структур данных. Содержимое этих регистров может быть заменено под управлением программы.

При использовании регистров сегментов МП 80386 с каждым выбранным сегментом связывает базовый адрес. При адресации единицы данных внутри сегмента к базовому адресу сегмента до­бавляется 32-разрядный относительный адрес. Если сегмент выб­ран загрузкой селектора сегмента в регистр сегмента, то коман­дам манипуляции данными нужен только этот относительный адрес.

4.3. Регистры управления сегментированной памятью

Регистр таблицы глобальных дескрипторов (GDTR). Содержит 32-разрядный линейный адрес и 16-разрядную границу таблицы глобальных дескрипторов.

Регистр таблицы локальных дескрипторов (LDTR). Содержит 16-разрядный селектор для таблицы локальных дескрипторов. Так как эта таблица является специфичным для задачи сегментом, то она определяется значением селектора, хранимым в регистрах системного сегмента. Регистр дескриптора сегмента, связанный с этой таблицей, програмно недоступен.

Регистр таблицы дескрипторов прерываний (IDTR). Указывает на таблицу точек входа в программы обработки прерываний. Ре­гистр содержит 32-разрядный линейный базовый адрес и 16-раз­рядную границу таблицы дескрипторов прерываний (IDT).

Регистр задачи (TR). Указывает на информацию, необходимую процессору для определения текущей задачи. Регистр TR содержит 16-разрядный селектор дескриптора сегмента состояния задачи. Поскольку этот сегмент специфичен для задачи, то он определя­ется значениями селекторов, хранящихся в регистрах системного сегмента. Заметим, что с каждым регистром системных сегментов связан программно недоступный регистр дескриптора сегмента.

4.5. Указатель команд

Расширенный указатель команд (EIP) является 32-разрядным регистром. Он содержит относительный адрес следующей команды, подлежащей выполнению. Относительный адрес отсчитывается от начала сегмента текущей программы. Указатель команд не­посредственно не доступен программисту, но он управляется явно командами управления потоком, прерываниями и исключениями.

Младшие 16 бит регистра EIP называются IP и могут быть использованы процессором независимо. Это свойство полезно при исполнении команд МП 8086 и 80286, которые имеют только ре­гистр IP.

4.6. Регистры управления

МП 80386 имеет три 32-разрядных регистра управления (CR0, CR2 и CR3, а CR1 зарезервирован фирмой Intel), в которых хра­нятся состояния машины или глобальные состояния. Глобальное состояние - это такое состояние, к которому может получить доступ любой из логических блоков системы или которое управля­ет этими блоками. Вместе с регистрами системных адресов эти регистры хранят информацию о состоянии машины, которая влияет на все задачи в системе. Для доступа к регистрам управления определены команды их загрузки и сохранности содержимого.

Системным программистам регистры управления доступны только через варианты команды MOV, которые позволяют их загру­жать или сохранять в регистрах общего назначения.

4.7. Регистры отладки

Шесть доступных программисту регистров отладки (DR0-DR3, DR6 и DR7) расширяют возможности отладки в МП 80386, они уста­навливают точки останова по данным и позволяют устанавливать точки останова по командам без модификации сегментов программ. Регистры DR0-DR3 предназначены для четырех линейных точек останова. Регистры DR4 и DR5 зарезервированы фирмой Intel для будущих разработок. Регистр DR6 показывает текущее состояние точек останова, а регистр DR7 используется для установки точек останова.

4.8. Буфер ассоциативной трансляции

Буфер ассоциативной трансляции (TLB) - это кэш-память, используемая для трансляции линейных адресов в физические.