第四章 處理器體系結構

4.1 Y86-64指令集體系結構

• 程序員可見狀態：
  Y86-64程序中的每條指令都會讀取或修改處理器狀態的某些部分，這稱為程序員可見狀態。
• Y86-64狀態包括15個寄存器、程序計數器PC（存放當前正在執行指令的地址）、、3個一位的條件碼（ZF、SF和OF）、內存和狀態碼。
• Y86-64指令
• 4個傳送指令

irmovq rrmovq mrmovq rmmovq

其中指令的第一個字母表明源的類型（i r m)第二個字母表明目的的類型（r m)

• 4個整數操作指令

addq subq andq xorq

他們只對寄存器數據進行操作，而X86還允許內存數據進行這些操作，設置三個條件碼ZF SF OF（零，符號，溢出）

• 7個跳轉指令

jmp jle jl je jne jge jg

根據分支的類型和條件代碼的設置來選則分支

• 6個條件傳送指令

cmovle cmovl cmove cmovne cmovge cmovg

條件碼滿足所需要的約束時才會更新寄存器的值。

• call：將返回地址入棧，然後跳到目的地址。
• ret:從call的調用中返回。
• pushq和popq：入棧和出棧。
• halt：停止指令的執行。
  

• 指令編碼
  上圖給出指令的字節級編碼，每條指令需要1-10個字節不等，每條指令第一個字節表明指令的類型：搞四位是代碼部分，低四位是功能部分。
• 組成：

1. 一個單字節的指令指示符
2. 一個單字節的寄存器指示符

3. 一個八字節的常數字

   4.2 邏輯設計和硬件控制語言HCL

• HCL與HDL的區分

1. HCL：硬件控制語言
2. HDL：硬件描述語言

• 邏輯門

1. 與：AND用“&&”表示
2. 或：OR用“||”表示
3. 非：NOT用“！”表示
4. 與、或、非三種邏輯門可以用一種與非門或者或非門實現
5. 與非和與的組合可以概括大部分計算
   

• HCL情況表達式通用格式
  
• Y86-64的順序實現

1. 取值：fetch
2. 譯碼：decode
3. 執行：execute
4. 訪存：memory
5. 寫回：write back
6. 更新：PC update

• SEQ
  

1. 白色方框表示時鐘寄存器
2. 淡藍色方框表示硬件單元
3. 灰色圓角矩形表示控制邏輯塊
4. 白色圓圈中是線路的名字
5. 粗線表示寬度為字長的數據
6. 細線表示寬度為字節或更窄的數據

7. 虛線表示單個位的連接

   學習進度條

20165232 第四周學習總結