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计算机组成原理-(五)

* * 注：SRC=源寄存器 DST=目的寄存器 R1=源寄存器 S2=源寄存器或者立即数 ADDR=内存地址 FCN=函数代码 MASK=操作类型 CON=常量 V=寄存器标识符 CC=条件码集合 R=目的寄存器 cc=条件码 r=LZ，LEZ，Z，NZ，GZ，GEZ * 读者可能会注意到表5-2中缺少一些大家所熟悉的CISC指令，但是可以很容易地用 G0或者一个常量操作数(格式3)来模拟这些指令。表5-3给出了一些这样的例子。 表5-3中例子的实现通常由编译器产生，而且能被Ultra SPARCⅡ汇编器识别。它 们中的许多都利用了G0是硬接地，向G0中存数没有任何效果这样一个事实。 由此也可以看出，指令系统是很灵活的，有些操作可以用硬件来完成，也可以用软件 完成，例如表5-3中的MOV指令，可以设置这条指令用硬件实现，也可以用另一条指令 (即软件的方法)来实现这条指令。当然有时可能需要连续执行几条指令才能完成另一条 指令的功能。所以计算机中软、硬件功能的分工不是一成不变的。 * Scale指定比例系数(4种组合分别对应×1，x2，x4，x8，)；Index(3位)定义变址寄存器；BASE(3位)定义基址寄存器。 * 例 REPE CMPSB ；串比较，直到ZF=0(串相等)或CX=0(串末尾) * (3)模式字节 PentiumⅡ指令系统规定操作数中必须有一个是在寄存器中。模式字段MOD与R／M 字段组合定义另一个操作数的寻址方式，REG字段规定了另一个操作数所在的寄存器。 从逻辑上来说，EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI、EBP和ESP中的任意一个都可以 用于源操作数寄存器和目的操作数寄存器。但是编码规则禁止了其中的某些组合，而把 它们用于特殊的目的。 由MOD和R/M联合指定8种寄存器寻址和24种变址寻址方式， reg/OP 指定某个寄存器为操作数或作为操作码的扩展用。 ③SIB：由SS(2 位)、Index、Base三部分组成。SS指定比例系数(4种组合分别对应×1，x2，x4，x8，)；Index(3位)定义变址寄存器；BASE(3位)定义基址寄存器。 存储器地址的=(变址器寄存器)×比例因子+(基址寄存器) 。 * PentiumⅡ具有很大的地址空间，采用了段页式存储管理模式，即将内存分为16384 个段，每个段的容量为4GB，按0～232-1进行编址，地址长度为32位，按照小端排序(低 位地址存放在低位字节)的方式存储字。 PentiumⅡ配备了大量的寄存器，包括基本体系结构寄存器、系统级寄存器、调试和 测试寄存器、浮点寄存器等，其中32位的通用寄存器不仅可以用于处理32位的数据，还 可以用于处理16位和8位数据，以满足用户的不同要求。 * * 由于PentiumⅡ的指令系统比较庞大，为了简单起见，图5—20列出了编译器和程序 员比较常用的PentiumⅡ指令系统中的整数指令，不包括浮点指令、控制指令和某些特 殊的整数指令。 * * * * * 但是，在很多情况下，这种运算模式会产生问题。例如图像的插值运算：a点亮度值为F3H，b点亮度值为1DH，则根据上述运算模式线性插值结果为10H/2=08H。显然，该结果的亮度值比b点还低。为此，引入饱和运算：即上溢与下溢结果被截取至各类数据值域的最大值或最小值。 * (F3H+1DH)/2=FFH/2=7FH，实际上F3H+1DH=110H，在一般运算中已溢出，但在饱和运算时取8位二进制数值的最大值为FFH。 * 一条MMX指令能同时操作8 B，且一个时钟可以同时完成两条指令，因此在一个时钟周期内可以处理完16B的数据。几乎所有靠重复和循环方式对整数数据进行计算的应用，均能从MMX技术中获益。 * PADD 环绕字节加法，无数据类型时默认为字节运算。 PADD指令如有S或US则为饱和运算，此处没有，故为环绕运算。 * * * 根据指令系统的要求，扩展操作码的组合方案可以有很多种，可以采用等长扩展，也可采用不等长扩展。 例如PDP-11机的指令操作码就有4、7、8、10、11和13位等不同的长度。在进行操作码扩展的过程中，必须要注意的是，不同指令的操作码编码一定不能重复，另外在设计不同长度的操作码时，还要尽量做到使用频度高的指令使用短的操作码，使用频度低的指令使用较长的操作码，这样可以缩短经常使用的指令的译码时间，加快系统整体的运行速度。 * 其中，ACS和ACD字段分别用于指示源寄存器和目的寄存器。主操作码为3位，各辅助操作码