Instruction Set Architecture - Intranet DEIBhome.deib.polimi.it/silvano/FilePDF/ACSO/ISA.pdf · Linguaggio assemblatore • Anche chiamato assembly Assembly ... • 68000 ha: –

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Architettura dei calcolatori e sistemi operativi

Instruction Set Architecture

Vittorio Zaccaria ‐ Dicembre 2009

Vittorio Zaccaria

Dicembre 2009

Instruction set architectureProgramma

(C, Fortran, C++)

Livello ISAHARDWARE

SOFTWARE

Eseguito da


Processore

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Instruction set architecture• Registri e modello di memoria• Istruzioni

– Operazioni– Tipi dei dati delle operazioni– Indirizzamento– Formato in memoria delle istruzioni

• Stato architetturale del processore• Gestione delle eccezioni


• Gestione delle eccezioni• I/O• Gestione della memoria (MMU)

Linguaggio assemblatore

• Anche chiamato assembly

Assembly (file di testo)

Assemblatore (e.g. ‘as’)

‐Codici mnemonici‐Etichette simboliche


Codice oggetto Linguaggio Macchina(Comunemente ‘binario’)

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Istruzioni (linguaggio macchina)

• Codice operativo– Semplice operazione– Semplice operazione

– Complesso (aritmetica+diverse op. in memoria)

• Operandi– Registri (impliciti o espliciti)

– Memoria (modalita’ diretta o indiretta)


Architetture stack

Architetture ad accumulatore

0 operandi 1 operando

Architetture CISC/RISC

2 o piu’ operandi

Modello di memoria

• Architettura target: 68000M i i di i bil b t• Memoria indirizzabile a byte:– 24 bit di indirizzo (16MB)– 32 bit di indirizzo per architetture successive (68020)

• Interi rappresentati in complemento a 2 (su 2 4 b )


o 4 bytes)• Operazioni su memoria chiamate anche load (caricamento), store (salvataggio)

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Endianess

• Ordinamento dei bytes all’interno di una word

• Supponiamo di scrivere all’indirizzo 0 la parola da 16 bit: AABB (store.w 0xAABB 0)

• Bytes effettivamente scritti:

0 1 2 0 1 2


AA BB … …

0 1 2

Big endian (most significant first)

BB AA … …

0 1 2

Little endian (least significant first)

(INTEL)

Endianess 68K


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Registri del processore

• Memorie locali al

n registri di uso generale

byte parola 16 o 32 bit

processore referenziabili direttamente nelle istruzioni in linguaggio

R0

R1

Rn − 1

puntatore alla pila

banco di registri


macchina SP

PC

contatore di programma registri di uso

speciale

informazioni di stato

Registri 68K

Di (0 ≤ i ≤ 7): registri di dato a 8, 16, 32 bit

Ai (0 ≤ i ≤ 7): resgistri di indirizzo a 16, 32 bit

parola byte

parola doppia

31 15 7 0816

registri di dato

D0

D1

D2

D3

D4

D5

L W B MSB LSB

bitPC: Program Counter a 32 bit (24 bit)SP (= A7): Stack Pointer a 16, 32 bitFP (di solito = A6): Frame Pointer(puntatore all’area di attivazione) a 16, 32

bitCCR: Condition Code Register (registro dei

bit di esito ‐ flag) a 8 bitSR St t R i t

puntatore alla pila utente (USP) registro

registri di indirizzo

D6

D7

A0

A1

A2

A3

A4

A5

(FP =) A6

banco di registri

di solito è il registropuntatore ad area

di attivazione


SR: Status Registerregistro di stato (contiene CCR) a16 bit

15 13 10 8 4 0

puntatore alla pila di sistema (SSP) p p ( )

SR

PCregistro

contatore di programma

registro di stato T − bit di tracciaM − bit di modo (U / S)I − bit di livello priorità (I0, I1, I2)

puntatore alla pila SP = A7

X − estensione Z − zero N − negativo V − trabocco C − riporto

bit di esito (o codici di condizione)

CCR (sottoregistro dei bit di esito) 24 bit

7

seleziona traUSP e SSP

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6

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

byte di sistema byte utente (registro CCR, 8 bit)

Status register

C = riporto, carry vale 1 se l'ultima istruzione ha generato riportoV = overflow vale 1 se l'ultima istruzione ha generato un valore non rappresentabileZ = zero vale 1 se l'ultima istruzione ha generato il valore zero

T - S - - I2 I1 I0 - - - X N Z V C

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Vittorio Zaccaria ‐ Dicembre 2009 ‐ 11 ‐

N = negativo vale 1 se l'ultima istruzione ha generato un valore negativoX = “esteso” copia del riporto non cambiata da tutte le istruzioni che cambiano C

T = traccia causa un interrupt dopo ogni istruzione; usato dai debuggerS = system‐mode le istruzioni privilegiate possono essere eseguite solo quando S=1I = livello di abilitazione int. sono abilitati solo gli interrupt > I

Riporto (carry) e overflow

• Si ha overflow quando il risultato corretto dell’addizione eccede il potere didell’addizione eccede il potere di rappresentazione dei bit a disposizione

• Si può avere overflow senza generare un riporto– Capita quando sommiamo due addendi positivi e otteniamo un risultato negativo


• Si può generare un riporto senza overflow– Capita quando due addendi discordi generano un risultato positivo (si provi a sommare +12 e ‐7)

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Vettore delle eccezioniL’eccezione numero 2 e’ usata da linux per gestire le eccezioni derivate dalla MMU (Page faults)


Vettore delle eccezioni (cont.)


L’eccezione numero 32 e’ usata da Linux per le system calls

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Istruzioni macchina


Istruzioni trattate nel corso

• Sottoinsieme del linguaggio M68000 con t tt i ti hqueste caratteristiche:

– funzionalmente completo

– pochi codici mnemonici

– indirizzamento ortogonale, per quanto possibile


possibile

– anche istruzioni privilegiate

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Categorie di istruzioni

• Trasferimento da e verso memoria

• Aritmetico‐logiche

• Salti (condizionati e non)

• I/O

• Istruzioni speciali (controllo del processore)


Tipi di dato

• Formato dei dati trattato dalle operazioni:

• Numerico:– Interi (tipicamente in complemento a 2)

– Floating point

• Indirizzi

B t ( h tt i)


• Byte (anche caratteri)

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Formato dell’istruzione

• Suddivisione della codifica in memoria della istruzione che specifica:istruzione che specifica:– Il codice operativo – Indirizzi degli operandi sia in ingresso che in uscita

• L’ISA deve specificare anche i side‐effects d ll’i t i ( d ff tti CCR)


dell’istruzione (ad es. effetti su CCR)• Istruzioni a lunghezza fissa (e.g. 32 bit) o variabile.

(68K) Suffissi per le istruzioni• Indica quanti bit usare per gli operandi• .B = byte = 8 bit, i meno significativi

W d 16 bit i i ifi ti i (d f lt)• .W = word = 16 bit, i meno significativi (default)• .L = long word = 32 bit

MOVE.L #$12345678, D1CLR D0MOVE.B D1, D0 // D0 contiene $00000078 CLR D0

1 0 // 0 i $00005678


MOVE.W D1, D0 // D0 contiene $00005678 CLR D0MOVE.L D1, D0 // D0 contiene $12345678

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Modalita’ di indirizzamento


Cosa e’ una modalita’ di indirizzamento

• Specifica come accedere all’operando.

• E’ derivabile dalla codifica dell’istruzione in linguaggio macchina

• L’operando puo’ essere acceduto:– specificando direttamente il valore dell’operando– specificando un registro che contiene l’operando


specificando un registro che contiene l operando– specificando come ottenere l’indirizzo effettivo in memoria dell’operando

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Modalita’ di indirizzamento per 68K

• Modalità di indirizzamento:– dati

– istruzioni (destinazioni di salto)

• 68000 ha:– 8 modi indirizzamento di dati

– 4 modi di indirizzamento di istruzioni


– 4 modi di indirizzamento di istruzioni

Ortogonalita’

• Istruzione completamente ortogonale: gli operandi possono assumere tutti o quasi i modi dipossono assumere tutti o quasi i modi di indirizzamento indipendentemente l’uno dall’altro.

• Istruzione semi‐ortogonale: un sottoinsieme degli operandi sono bloccati ad un singolo modo di indirizzamento.


• Istruzione non ortogonale: l’operando puo’ essere acceduto con un singola modalita’ di indirizzamento.

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Dati ‐ Indirizzamento immediato

• Il valore dell’operando è specificato nella difi bi i d ll’ i t icodifica binaria dell’ istruzione:

MOVE.L #$12345678, D1


• con costante a 8, 16, 32 bit, specificata in decimale, esadecimale (prefisso $)

Dati ‐ Indirizzamento a registro

• Anche detto indirizzamento diretto

• Specifica direttamente il registro che contiene il valore dell’operando:

MOVE.L D0, D1 MOVE L A0 D1

D1 <= [D0]D1 <= [A0]


MOVE.L A0, D1 D1 <= [A0]

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Dati ‐ Indirizzamento indiretto (da registro)

• L’operando è in memoria. Viene specificato l i t i d l’i di iquale registro possiede l’indirizzo

dell’operando:

• l’istruzione specifica quale registro di indirizzo contiene l’indirizzo dell’operando in memoria


MOVE.L (A0), D1 D1 <= [[A0]]

Dati ‐ Indiretto con post‐incremento

• Come il precedente, ma dopo aver utilizzato l’indirizzo, l’istruzione incrementa il valore del registro di 1, 2 o 4 a seconda

D1 <= [[A0]]

g ,della dimensione dell’operando:

MOVE.L (A0)+, D1


D1 <= [[A0]]A0 <= [A0]+4

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Dati ‐ Indiretto con pre‐decremento

• Come il precedente, ma dopo aver utilizzato l’indirizzo, l’istruzione incrementa il valore del registro di 1, 2 o 4 a seconda g ,della dimensione dell’operando:

MOVE.L -(A0), D1

A0 <= [A0] - 4


A0 <= [A0] - 4 D1 <= [[A0]]

Dati ‐ Indiretto con indice e spiazzamento

• Operando in memoria. Indirizzo somma di un i t (i di ) i tregistro (indice) e un spiazzamento

(specificato nell’istruzione)

• Offset e’ 16 bit (dotato di segno in complemento a 2) specificato nell’istruzione:


complemento a 2) specificato nell istruzione:

MOVE.L 12(A0), D1 D1 <= [12+[A0]]

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Dati ‐ Base, indice e spiazzamento

• Come precedente, ma l’indirizzo dell’operando i i è l di i t (i di )in memoria è la somma di un registro (indice), un indirizzo scalato contenuto in un registro (Di o Ai) e uno spiazzamento a 8 bit.

MOVE L 4(A0 D0 W) D1


MOVE.L 4(A0,D0.W), D1

D1 <= [4+[A0]+[D0.W]]

Dati ‐ Assoluto

• Operando in memoria. L’indirizzo è un valore a 16 32 bit ifi t ll’i t i16 o 32 bit specificato nell’istruzione:

MOVE $1234, D1

D1 <= [$1234]


D1 < [$1234]

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Istruzioni – Indiretto da registro

• l’istruzione specifica quale registro di indirizzo ti l’i di i d i i PCcontiene l’indirizzo da caricare in PC:

JMP (A0)

PC <= [A0]


PC < [A0]

Istruzioni – Indiretto, relativo a PC

• l’istruzione specifica quale registro di indirizzo contiene l’indirizzo da caricare in PC:contiene l indirizzo da caricare in PC:

JMP -48(PC)

• In assembly (ove si possono specificare etichette a

PC <= -48 + [PC]


particolari indirizzi):

JMP ETICHETTA PC <= sp. ETICHETTA+ [PC]

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Istruzioni – relativo a PC con base

• Identico a base, indice e spiazzamento (8 bit, l2) I di ’ PCcpl2). Indice e’ PC

JMP -48(PC, A0.L)

PC <= -48 + [PC] + A0.L


JMP CONTINUA(A0)

PC <= SP. CONTINUA + [PC] + A0.L

Istruzioni – assoluto

• Si specifica l’indirizzo assoluto (.W, .L). Non i l l t i tviene calcolata nessuno spiazzamento

JSR INDIRIZZO.L

PC <= INDIRIZZO.L


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Istruzioni di trasferimento


Trasferimento ‐Move

• Copia src in dest. Aggiorna bit di esito (N,Z) l CCRnel CCR:

MOVE src, dest

• Copia src in dest (no A7). NON aggiorna bit di esito nel CCR:


esito nel CCR: MOVEA src, dest

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Uso della pila

• Lo stack pointer è conservato nel registro A7

• 2 pile (user e system mode) a seconda del flag S nello status register

• Push di D0O 0 ( 7)


MOVE.W D0, -(A7)

• Pop di D0MOVE.W (A7)+, D0

Trasferimento – Multiple Move

• copia il contenuto di un blocco di registri In imemoria.

MOVEM D1-D3/A0, -(SP)

MOVEM (SP)+, D1-D3/A0


• N.b. SP=A7

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Aritmetica e Logica


Istruzioni aritmetiche‐logiche• ADD/SUB/AND/OR/CMP: semiortogonalità (s1 o s2 devono essere registri

dati)

ADD s1, s2

• ADDI/SUBI/ANDI/ORI/CMPI: semiortogonalità (s1 deve essere costante)

ADDI s1, s2


• ADDA/SUBA/CMPA: semiortogonalità (s1 qualsiasi, s2 registro inidirizzo Ai)

ADDA s1, s2

‐ 42 ‐

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Shift aritmetico e logico (registri)

• Shift aritmetico: ASL

• Shift logico:

ASR

ASL D1, D3 ‐> shift aritmetico D3 a sinistra di D1 posizioni


LSL

LSR

LSL D1, D3 ‐> shiftlogico D3 a sinistra di D1 posizioni

Rotate

• Rotate: ROL

ROR

ROL D1, D3 ‐> ruota D3 a sinistra di D1 posizioni


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Istruzioni di salto

• Tipicamente le istruzioni vengono eseguite in sequenzasequenza.

• Possiamo avere 3 casi di deviazione del flusso di controllo:– Salto incondizionato (jump o goto)– Salto condizionato (se una condizione e’ verificata salta altrimenti continua in sequenza)


salta, altrimenti continua in sequenza)– Salta a sub‐routine (salto incondizionato con salvataggio su pila del PC di ritorno)

Istruzioni di salto

• Due sotto‐categorie:

– branch: solo con modalità di indirizzamento relativo a contatore di programma (Bcc, DBcc e BRA)

– jump: con tutte le modalità di indirizzamento


previste per le istruzioni (JMP e JSR)

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Salti condizionati: ccsuffisso cc nome (ing.) significato simbolo

T true condizione sempre verificata

F false condizione mai verificata

CC carry clear non c’è riporto

CS carry set c’è riporto

NE not equal diversità A ≠ B

EQ equal uguaglianza A = B

VC overflow clear non c’è overflow

VS overflow set c’è overflow


PL plus positività o nullità A ≥ 0

MI minus negatività (nullità esclusa) A < 0

GE greater or equal maggioranza in senso lato A ≥ B

LE less or equal minoranza in senso lato A ≤ B

GT greater maggioranza in senso stretto A > B

LT less minoranza in senso stretto A < B

Altre istruzioni di controllo e privilegiate


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Altre istruzioni di controlloin modalita’ utente

• NOP (No operation)Stack frame di f(x,y),

d ( )• LINK A6, # $8

A6=FPOld Frame Pointer

loc. var

loc. var

invocata da g(w,z)


A7=SPy

x

Return PC

….

Altre istruzioni di controlloin modalita’ utente

• UNLINK A6Stack frame di f(x,y),

d ( )

A6=FPOld Frame Pointer

loc. var

loc. var

invocata da g(w,z)


A7=SPy

x

Return PC

….

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Altre istruzioni di controllo

• RTS– Copia il top item dello stack nel PC

– Decrementa lo stack


Istruzioni privilegiate

• TRAP #N– Chiamata supervisore

– Copia PC (long) nel SSP

– Copia SR (word) nel SSP

– Setta modo S=1

– Salta al vettore N della tabella di interruzione


Salta al vettore N della tabella di interruzione

• Move da e verso SR e USP. Generazione di eccezione nel caso modo = U

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Istruzioni privilegiate

• RTE– Ripristina SR e PC da SSP

– Genera eccezione nel caso modo=U

• RESET– Resetta il processore

• STOP #M


• STOP #M– Setta SR a M (abilita interrupts)

– Idle in attesa di interrupt

come usare SSP e USP

• Vi sono due stack pointer (USP e SSP).

• Il simbolo SP è sinonimo di A7 (SP==A7).– Quando il processore è in modo U, SP==A7==USP

• Ricorda: è vietato utilizzare A7 (SP) come destinazione

– Quando il processore è in modo S, SP==A7==SSP• è consentito utilizzare A7 (SP) come destinazione


( )

• è consentito nominare USP e corrisponde allo user stack pointer anche se il processore e’ in modo S

‐ 54 ‐

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istruzioni di ingresso e uscita

• Non ci sono istruzioni specifiche di ingresso e ituscita

• Memory mapped I/O

• I registri di interfaccia sono mappati in memoria

• le istruzioni di ingresso e uscita (in altri


• le istruzioni di ingresso e uscita (in altri processori definite come IN e OUT) in 68000 sono delle MOVE privilegiate

‐ 55 ‐

Lunghezza e formato istruzioni


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Architettura 68K considerata• Dimensione word di memoria: 16 bit• Dimensione della costante: 8, 16 o 32 bit• Dimensione dello spiazzamento: 8 o 16 bit• Dimensione dell’indirizzo di memoria: 16 o 32 bit• L’istruzione è sempre costituita da:

– Una word di codice operativo– Una o piu’ “word aggiuntive o di estensione” (per costante, indirizzo o spiazzamento)Di i i 5 d


– Dimensione massima: 5 word• Il codice operativo occupa una frazione breve della word di codice operativo

‐ 57 ‐


• Formato generale

15 12 11 9 8 6 5 3 2 0

• MOVE.B #$01, Da

• MOVE L #$01234567 Da

codice operativo

modo 1 reg. 1 / aux modo 2 reg. 2 / aux

15 12 11 9 8 6 5 3 2 0

MOVE immed. byte di registro a

#0001 hex


• MOVE.L #$01234567, Da

‐ 58 ‐

15 12 11 9 8 6 5 3 2 0

MOVE immed. long di registro a

#0123 hex

#4567 hex

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• MOVE.X $01 (Aa, Db.Yb), $12 (Ac, Ad.Yd)

15 12 11 9 8 6 5 3 2 0

MOVE.X bas ind spi A di registro c

Yb D b 01 hex

Yd A d 12 hex


8 bit


• MOVE.W #$0123, $456789AB.L

15 12 11 9 8 6 5 3 2 0

MOVE immed. word assoluto long

#0123 hex

4567 hex

89AB hex


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Istruzioni di controllo

paroladi cod. op

paroleaggiuntive parole

totaliistruzione (all’indirizzo 0) dest( )

JMP (A1) 1 0 1

BRA $12 (PC) 1 0 1

Bcc $12 (PC) 1 0 1

BRA $1234 (PC) 1 1 2

Bcc $1234 (PC) 1 1 2

8 bitspiazzamento

16 bit. di s.1 parola aggiuntiva


JMP $12 (PC, A1) 1 1 2

JMP $1234.W 1 1 2

JMP $12345678.L 1 2 3

‐ 61 ‐

Base + sp. (8 bit) (parola agg.)

Controllo


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Riassunto istruzioni


istruzione nome funzionamento in rtl

MOVE.X s, d trasferimento d, esiti ← [s]

MOVEA.Y s, Ai trasferimento Ai ← [s]

MOVEM.Y s, d

trasferimento di blocco

blocco d ← [blocco s]

COME DENOTARE IL BLOCCO DI REGISTRI: esempi

D1-D3/A2-A5vale a dire: D1, D2, D3, A2, A3, A4, A5

D1/D3/A2/A5 vale a dire: D1, D3, A2, A5

D1-D3/A4 vale a dire: D1, D2, D3 e A4

D1-D3/D5-D7/A1 vale a dire: D1, D2, D3, D5, D6, D7, A1

cioè con Da-Db si denota l’intervallo di registri da Da a Db (a e b inclusi), mentre con Da/Db si denotano solo i dueregistri Da e Db; similmente per i registri di indirizzo

COME FUNZIONA MOVEM

d lità di i di i t d t d t MOVEM l l bl di i t i i d l d d t


• con modalità di indirizzamento ad autodecremento, MOVEM lavora sul blocco di registri esaminandolo da destra verso sinistra

• l’uso tipico della MOVEM è quello di impilare i registri sullo stack, per salvarne il contenuto in una chiamata a sottoprogramma. Ci deve quindi essere anche la MOVEM “opposta” che spila i registri

MOVEM.Y D1-D3/A4, − (SP) impila il blocco di registri (A4, D3, D2, D1)

MOVEM.Y (SP) +, D1-D3/A4 spila il blocco di registri (D1, D2, D3, A4)

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modo

esempio di istruzione funzionamento in RTL

MOVEs, d d ← [s]si immagini di porre d = Dd (0 ≤ d ≤ 7)

di costante (o immediato)

1 MOVE.X #costante, Dd d X ← costante X

di registro

2 MOVE.X Di, DdMOVE.X Ai, Dd

d X ← [Di] Xd X ← [Ai] X

indiretto da registro

3 MOVE.X (Ai), Dd d X ← [[Ai]] X

con autoincremento (indiretto da registro con autoincremento posticipato)

4 MOVE.X (Ai) +, Dd d X ← [[Ai]] Xe poi Ai ← [Ai] + 1 o 2 o 4

con autodecremento (indiretto da registro con autodecremento anticipato)

5 MOVE.X − (Ai), Dd Ai ← [Ai] − 1 o 2 o 4e poi d X ← [[Ai]] X

con indice e spiazzamento


6 MOVE.X spiazz.16 (Ai), Dd d X← [spiazz. 16 + [Ai]] X

con base indice e spiazzamento

7 MOVE.X spiazz. 8 (Ai, Db.Y), DdMOVE.X spiazz. 8 (Ai, Ab.Y), Dd

d X ← [spiazz. 8 + [Ai] + [Db] Y] Xd X← [spiazz. 8 + [Ai] + [Ab] Y] X

assoluto (o diretto)

8 MOVE.X indirizzo.Y, Dd d X ← [indirizzo Y ] X

istruzione nome funzionamento in RTL

ADD.X s, dADDI.X #cost., dADDA.Y s, Ai

addizione (naturale / comp. a due)d X, esiti ← [s] X + [d] Xd X, esiti ← cost. X + [d] XAi Y ← [s] Y + [Ai] Y

SUB.X s, dSUBI.X #cost., dSUBA.Y s, Ai

sottrazione (naturale / comp. a due)d X, esiti ← [d] X − [s] Xd X, esiti ← [d] X − cost. XAi Y ← [Ai] Y − [s] Y

AND.X s, d prodotto logico bit a bit (bitwise)d X, esiti ← [s] X ∧ [d] Xd iti t [d]

,ANDI.X #cost., d prodotto logico bit a bit (bitwise) d X, esiti ← cost. X ∧ [d] X

OR.X s, dORI.X #cost., d somma logica bit a bit (bitwise)

d X, esiti ← [s] X ∨ [d] Xd X, esiti ← cost. X ∨ [d] X

CMP.X s1, s2CMPI.X #cost., s2CMPA.Y s1, Ai

confronto (naturale / comp. a due)esiti ← [s2] X − [s1] Xesiti ← [s2] X − cost. Xesiti ← [Ai] Y − [s1] Y

ASR.X s, dASL.X s, dLSR.X s, dLSL X d

scorrimento aritmetico a dxscorrimento aritmetico a sxscorrimento logico a dx

i t l i

d X, esiti ← scorri arit. [d] X dx [s] pos.d X, esiti ← scorri arit. [d] X sx [s] pos.d X, esiti ← scorri log. [d] X dx [s] pos.


LSL.X s, dROR.X s, dROL.X s, d

scorrimento logico a sxrotazione a dxrotazione a sx

d X, esiti ← scorri log. [d] X sx [s] pos.d X, esiti ← ruota [d] X dx [s] pos.d X, esiti ← ruota [d] X sx [s] pos.

TST.X s esame di parola esiti ← esamina [s] X

NEG.X dNOT.X d

complemento a dueinversione logica (bitwise)

d X, esiti ← complementa a due [d] Xd X, esiti ← inverti logicamente [d] X

CLR.X d azzeramento d X, esiti ← 0

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istruzioni di salto ‐ 2

spiazz. etichett

Indirizz

SALTA dest. (Aj)

(PC

)ta

spiazz. (PC, Dq.W/L)etichetta (Dq.W/L)

spiazz. (PC, Aq.W/L)etichetta (Aq.W/L)

o.W/L

JMPJSR dest. = × × × × ×


BRABccBSRDBccDBRA

dest. =

vietato

× vietato

istruzioni di salto in dettaglioistruzione nome funzionamento in RTL

JMP dest. salto incondizionato PC ← i.e. dest.

JSR dest. salto (incondizionato) a routineSP ← [SP] − 4[SP] ← [PC]PC ← i.e. dest.

BRAdest.(equivale a BT) salto incondizionato PC ← i.e. dest.

Bcc dest. salto condizionato (cond. cc)

se cc è verificata, alloraPC ← i.e. dest.

altrimentiPC ← [PC] + 4

BSRdest. salto (incondizionato) a routineSP ← [SP] − 4[SP] ← [PC]PC ← i.e. dest.

DBcc dest salto condizionato

se cc non è verificata, alloraDi ← [Di] − 1se [Di] ≠ − 1, allora

PC ← i.e. dest.


DBcc dest. con decremento (cond. cc) altrimentiPC ← [PC] + 4

altrimentiPC ← [PC] + 4

DBRA dest.(equivale a DBF)

salto incondizionatocon decremento

Di ← [Di] − 1se [Di] ≠ − 1, allora

PC ← i.e. dest.altrimenti

PC ← [PC] + 4fine

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35

Altre istruzioni di controlloistruzione nome funzionamento in RTL

NOP nessuna operazione niente

LINK Ai, #cost.(di solito i = , cioè il puntatore all’area di attivazione o frame pointer FP coincide con A6)

collegamento a routine(creazione area di attivazione)

SP ← [SP] − 4[SP] ← [Ai][Ai] ← [SP]SP ← [SP] + cost.

UNLK Ai(idem, di solito i = 6)

rilascio di routine(eliminazione di area di attivazione)

SP ← [Ai]Ai ← [[SP]]SP ← [SP] + 4

RTS rientra da routine PC ← [[SP]]SP [SP] 4


RTS rientra da routine SP ← [SP] + 4

TRAP #cost.(0 ≤ cost. ≤ 15)

chiamata a supervisore(SVC)

SSP ← [SSP] − 4[SSP] ← [PC]SSP ← [SSP] − 2[SSP] ← [SR]bit M di SR ← 1 (attiva modo S)PC ← [base tab. + cost.](cioè PC ← vettore di interruzione)

‐ 69 ‐

istruzioni privilegiateistruzione nome funzionamento in RTL

MOVEs, d trasferimento di registro speciale (SP, SR, USP)

se bit M di SR = 1 (modo S), allorad ← [s]

altrimentiesegui TRAP #cod_istr_priv

se bit M di SR = 1 (modo S) alloraANDI#cost, SR

ORI#cost, SRmascheratura di registro di

stato SR

se bit M di SR = 1 (modo S), alloraSR ← cost. ∧ o ∨ [SR]


RTErientro da eccezione

(= rientro da interruzione)

se bit M di SR = 1 (modo S), alloraSR ← [[SSP]]SSP← [SSP] + 2PC ← [[SSP]SSP← [SSP] + 4


bit M di SR 1 ( d S) ll


RESET ripristino del processore

se bit M di SR = 1 (modo S), alloraattiva la linea RESET del bus


STOP #cost.arresto del processore

e attesa di richiestadi interruzione

se bit M di SR = 1 (modo S), alloraSR ← cost.attendi richiesta interruzionealtrimentiesegui TRAP #cod_istr_priv

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direttive all’assemblatore ‐ 1 Etichetta Direttiva Argomento / i Funzionamento

N EQU val

Dichiarazione di simbolo. Definisce l’etichetta N e le assegna il valore val. Non genera codice macchina, si limita a definire il simbolo N. Si possono usare più direttive EQU nel programma, una per ogni simbolo che si desidera definire.

Dichiarazione di indirizzo di impianto del segmento di codice, dati, pila,

INIZIO ORG ind

ecc. Definisce l’etichetta INIZIO, le assegna l’indirizzo ind e specifica che il codice, o i dati, o lo spazio pila, ecc, generato in seguito inizia all’indirizzo ind. Non genera codice macchina, si limita a definire dove impiantare il codice, i dati, la pila, ecc, seguente. Si possono usare più direttive ORG nel programma, una per ogni segmento che si desidera impiantare.

DATO DC.X val1, val2, …

Dichiarazione e inizializzazione di dato. Definisce il simbolo DATO associandolo alla cella di memoria corrente, che inizialmente avrà valore val1; prosegue inizializzando anche le parole successive con val2, …; è consentito anche specificare una stringa (vista come successione di byte) tra apici semplici, per esempio `alfa’. Genera codice sotto forma di dati preinizializzati. Ammette segnale di


dimensione di parola X. Si possono usare più direttive DC.X nel programma.

BLOCCO DS.X dim

Dichiarazione di blocco di dati. Definisce il simbolo BLOCCO associandolo alla cella di memoria corrente, e riserva il blocco di parole di dimensione dim., ma non ne preinizilalizza il contenuto. Ammette segnale di dimensione di parola X. Si possono usare più direttive DS.X nel programma.

FINE END etichetta

Chiusura di programma. Termina il codice del programma e specifica tramite l’argomento etichetta l’indirizzo iniziale da dove partire con l’esecuzione. Non genera codice macchina, si limita a specificare al caricatore l’indirizzo di partenza del programma. Nel programma si può usare una sola direttiva END

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Instruction Set Architecture - Intranet DEIBhome.deib.polimi.it/silvano/FilePDF/ACSO/ISA.pdf · Linguaggio assemblatore • Anche chiamato assembly Assembly ... • 68000 ha: –