DLX

Wprowadzenie

Wprowadzenie

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

2

Grupy rejestrów



rejestry ogólnego przeznaczenia

rejestry ogólnego przeznaczenia

(General-Purpose Registers);

(General-Purpose Registers);



rejestry dla liczb

rejestry dla liczb

zmiennoprzecinkowych (Floating-

zmiennoprzecinkowych (Floating-

Point Registers) pojedynczej i

Point Registers) pojedynczej i

podwójnej precyzji o formacie

podwójnej precyzji o formacie

zgodnym ze standardem IEEE 754;

zgodnym ze standardem IEEE 754;



rejestry pozostałe.

rejestry pozostałe.

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

3

Rejestry ogólnego

przeznaczenia

(GPR)



Trzydzieści dwa 32-bitowe rejestry:

Trzydzieści dwa 32-bitowe rejestry:

R0 – R31;

R0 – R31;



R0 zawsze zawiera wartość 0;

R0 zawsze zawiera wartość 0;



R31 zawiera adres powrotu po

R31 zawiera adres powrotu po

wykonaniu skoku ze śladem (JAL,

wykonaniu skoku ze śladem (JAL,

JALR);

JALR);



R1 – R30 – faktycznie pełnią rolę

R1 – R30 – faktycznie pełnią rolę

rejestrów ogólnego przeznaczenia;

rejestrów ogólnego przeznaczenia;

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

4

Format GPR

Byte 0

Byte 0

Byte 1

Byte 1

Byte 2

Byte 2

Byte 3

Byte 3

0

7 8

15 16

23 24

31

MSb

LSb

MSB

LSB

BYTE REG.

FULLWORD REG.

HALFWORD REG.

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

5

Rejestry

zmiennoprzecinkowe



Trzydzieści dwa 32-bitowe rejestry (F0

Trzydzieści dwa 32-bitowe rejestry (F0

– F31) – liczby o pojedynczej precyzji;

– F31) – liczby o pojedynczej precyzji;



Te same rejestry mogą być

Te same rejestry mogą być

adresowane jako szesnaście 64-

adresowane jako szesnaście 64-

bitowych rejestrów

bitowych rejestrów

([F0,F1] – [F30,F31])

([F0,F1] – [F30,F31])

nazwanych odpowiednio (D0 – D30 ) –

nazwanych odpowiednio (D0 – D30 ) –

liczby o podwójnej precyzji;

liczby o podwójnej precyzji;



format liczb jest zgodny z IEEE 754.

format liczb jest zgodny z IEEE 754.

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

6

Kolejność bajtów w liczbie

pojedynczej precyzji

0 7 8 15 16 23 24

0 7 8 15 16 23 24

31

31

Byte 0

Byte 0

Byte 1

Byte 1

Byte 2

Byte 2

Byte 3

Byte 3

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

7

Kolejność bajtów w liczbie

podwójnej precyzji

0 7 8 15 16 23 24

0 7 8 15 16 23 24

31

31

Byte 0

Byte 0

Byte 1

Byte 1

Byte 2

Byte 2

Byte 3

Byte 3

32 39 40 47 48 55 56

32 39 40 47 48 55 56

63

63

Byte 4

Byte 4

Byte 5

Byte 5

Byte 6

Byte 6

Byte 7

Byte 7

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

8

Rejestry różnego

przeznaczenia



PC (Program Counter) , IR (, IAR

PC (Program Counter) , IR (, IAR



IMAR, DMAR, SDR, SDRHI, LDR,

IMAR, DMAR, SDR, SDRHI, LDR,

LDRHI

LDRHI



A, AHI, B, BHI, ALU, ALUHI

A, AHI, B, BHI, ALU, ALUHI



BTA

BTA



FPSR

FPSR

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

9

Format danych



FULLWORD – 32 bity

FULLWORD – 32 bity



HALF WORD – 16 bitów

HALF WORD – 16 bitów



BYTE – 8 bitów

BYTE – 8 bitów

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

10

Układ bajtów w pamięci

0 7 8 15 16 23 24

0 7 8 15 16 23 24

31

31

Adres

Adres

słowa

słowa

12

12

13

13

14

14

15

15

N+3

N+3

8

8

9

9

10

10

11

11

N+2

N+2

4

4

5

5

6

6

7

7

N+1

N+1

0

0

1

1

2

2

3

3

N

N

układ bajtów BIG ENDIAN

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

11

Adresowanie



pamięć adresowana bajtowo

pamięć adresowana bajtowo



HALFWORD musi posiadać adres

HALFWORD musi posiadać adres

parzysty

parzysty



FULWORD musi posiadać adres

FULWORD musi posiadać adres

podzielny przez 4

podzielny przez 4



U_Adres_efektywny

U_Adres_efektywny

32

32

=

=

=Rejestr

=Rejestr

32

32

+S_OFFSET

+S_OFFSET

16

16

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

12

Sytuacje wyjątkowe



nadmiar w wyniku wykonania

nadmiar w wyniku wykonania

rozkazów arytmetycznych:

rozkazów arytmetycznych:

ADD,

ADD,

ADDI, SUB, SUBI

ADDI, SUB, SUBI



rozkaz TRAP

rozkaz TRAP



rozkaz RFE – przywrócenie stanu

rozkaz RFE – przywrócenie stanu

sterowania

sterowania

poprzedzającego sytuację

poprzedzającego sytuację

wyjątkową

wyjątkową

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

13

Grupy rozkazów



rozkazy typu load/store

rozkazy typu load/store



rozkazy przesłań

rozkazy przesłań



rozkazy arytmetyczne i logiczne

rozkazy arytmetyczne i logiczne



rozkazy operujące na danych

rozkazy operujące na danych

zmiennoprzecinkowych

zmiennoprzecinkowych



rozkazy skoków i rozgałęzień

rozkazy skoków i rozgałęzień



rozkazy specjalne

rozkazy specjalne

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

14

Formaty rozkazów



I – type (immediate)

I – type (immediate)



R – type (register)

R – type (register)



J – type (jump)

J – type (jump)

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

15

Format I – type

0 5 6 10 11 15 16

0 5 6 10 11 15 16

31

31

Opcode

Opcode

rs

rs

1

1

rs

rs

2

2

immediate

immediate

6 5 5 16

6 5 5 16

W tym formacie są przedstawiane rozkazy
grupy load/store operujące na: bajtach,
słowach 16b, słowach 32b, danych
natychmiastowych, jak też rozkazy soków
bezwarunkowych (JR) i skoków ze śladem (JAR)

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

16

Format R – type

0 5 6 10 11 15 16 20 21 25

0 5 6 10 11 15 16 20 21 25

26 31

26 31

R-R ALU

R-R ALU

rs

rs

1

1

rs

rs

2

2

rd

rd

func

func

6

6

5

5

5

5

5

5

5

5

6

6

0 5 6 10 11 15 16 20 21 26

0 5 6 10 11 15 16 20 21 26

27 31

27 31

R-R FPU

R-R FPU

rs

rs

1

1

rs

rs

2

2

rd

rd

func

func

6

6

5

5

5

5

5

5

6

6

5

5

W tym formacie są przedstawiane rozkazy:



rejestr – rejestr realizowane przez ALU



rozkazy zapisu, odczytu do IAR lub FPRS



przesłań pomiędzy GPR i/lub rejestrami FP



pole opcode i func określają rozkaz do

wykonania

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

17

Format J – type

0 5 6

0 5 6

31

31

opcode

opcode

name

name

6

6

26

26

Format zawiera rozkazy:



skoków J (jump), JAL (jump and link)



TRAP



RFE

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

18

Rozkazy typu load / store

LB Rd,Adr ; LBU Rd,Adr; LH Rd,Adr; LHU
Rd,Adr;

LW Rd,Adr; LF Fd,Adr; LD Dd,Adr; SB Adr,Rs;

SH Adr,Rs; SW Adr,Rs; SF Adr,Fs; SD Adr,Fs;

MOVI2FP Fd,Rs; MOVI2FP Rd,Fs; MOVF
Fd,Fs;

MOVD Dd,Ds.; MOVI2S SR,Rs; MOVS2I
Rs,SR;

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

19

Rozkazy arytmetyczne i

logiczne

ADD Rd,Ra,Rb; ADDI Rd,Ra,Imm; ADDU Rd,Ra,Rb;
ADDUI Rd,Ra,Imm; SUB Rd,Ra,Rb; SUBI Rd,Ra,Imm;
SUBU Rd,Ra,Rb; SUBUI Rd,Ra,Imm; MULT Rd,Ra,Rb;
MULTU Rd,Ra,Rb; DIV Rd,Ra,Rb; DIVU Rd,Ra,Rb;
AND Rd,Ra,Rb; ANDI Rd,Ra,Imm; OR Rd,Ra,Rb;
ORI Rd,Ra,Imm; XOR Rd,Ra,Rb; XORI Rd,Ra,Imm;
LHI Rd,Imm; SLL Rd,Rs,Rc; SRL Rd,Rs,Rc; SRA Rd,Rs,Rc;
SLLI Rd,Rs,Imm; SRLI Rd,Rs,Imm; SRAI Rd,Rs,Imm;
S__ Rd,Ra,Rb : "__" may be EQ, NE, LT, GT, LE or GE;
S__I Rd,Ra,Imm: "__" may be EQ, NE, LT, GT, LE or GE;
S__U Rd,Ra,Rb: "__ "may be EQ, NE, LT, GT, LE or GE
S__UI Rd,Ra,Imm; "_ " may be EQ, NE, LT, GT, LE or GE;
NOP;

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

20

Rozkazy sterujące



BEQZ Rt,Dest; BNEZ Rt,Dest; BFPT

Dest;

BFPF Dest;



J Dest; JR Rx; JAL Dest; JALR Rx;



TRAP Imm;



RFE Dest;

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

21

Rozkazy na danych w

formacie

zmiennoprzecinkowym

ADDD Dd,Da,Db; ADDF Fd,Fa,Fb; SUBD
Dd,Da,Db; SUBF Fd,Fa,Fb; MULTD Dd,Da,Db;
MULTF Fd,Fa,Fb;
DIVD Dd,Da,Db; DIVF Fd,Fa,Fb; CVTF2D Dd,Fs;
CVTD2F Fd,Ds;
CVTF2I Fd,Fs; CVTD2I Fd,Ds; CVTI2D Dd,Fs;
__D Da,Db: "__" may be EQ, NE, LT, GT, LE or

GE;
__F Fa,Fb: "__„ may be EQ, NE, LT, GT, LE or

GE;

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

22

Rozkaz Trap



Trap 0 – używany do kończenia

Trap 0 – używany do kończenia

programu

programu



Trap 1 – otwarcie pliku

Trap 1 – otwarcie pliku



Trap 2 – zamknięcie pliku

Trap 2 – zamknięcie pliku



Trap 3 – odczyt bloku z pliku

Trap 3 – odczyt bloku z pliku



Trap 4 – zapis bloku do pliku

Trap 4 – zapis bloku do pliku



Trap 5 – działanie jak printf w C

Trap 5 – działanie jak printf w C

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

23

Program w asemblerze
DLX:

.data
.align

2

n:

.word

6

result:

.word

0

.text
.global

main

main:

;inicjacja danych
addi

r1, r0, 0

addi

r2, r0, 1

lw

r3, n(r0)

lw

r10, n(r0)

Tu:

slei

r11, r10, #1

bnez r11, Exit
add r3, r1, r2
addi r1, r2, #0
addi r2, r3, #0
subi r10, r10, #1
j

Tu

Exit: sw

result(r0), r3

trap 0

Jaki jest efekt wykonania
programu?

Artur&Artek

Wprowadenie do WinDLX

24