Nachfolgende Abbildung zeigt das Spezialregister ra, das Arithmetische Status Register. Interrupt Enable (Freischalten)

Transkript

1 62 Register 221 Spezialregister Spezialregister (engl special purpose registers) haben im Gegensatz zu Allzweckregistern einen bestimmten Zweck dh jedes Spezialregister hat seine ganz eigene Aufgabe Spezialregister können als eine Art Schnittstelle zwischen Hardware und Software angesehen werden die es der Software ermöglicht bestimmte HardwareEinstellungen vorzunehmen (zb Setzen von TaktfrequenzMultiplikatoren Konfiguration von Interrupts ) oder aufgetretene Ereignisse (zb Division durch 0 Zeitablauf bei TimerInterrupt ) durch die Software erfassbar/auswertbar zu machen Der MMIXProzessor hat 32 Spezialregister die ra rb rc rz rbb rtt rww rxx ryy und rzz genannt werden Zugriff auf die Spezialregister ist bei MMIX nur über die Befehle PUT (Wert von Allzweckregister in Spezialregister kopieren) und GET (Wert von Spezialregister in Allzweckregister kopieren) möglich Nachfolgende Abbildung zeigt das Spezialregister ra das Arithmetische Status Register Interrupt Enable (Freischalten) Interrupt Event (Auftreten) 0 0 R1 R0 D V W I O U Z X D V W I O U Z X nicht verwendet Gleitkommazahl ungenau (zb 10 / 30) GleitkommaDivision durch 0 GleitkommaUnterlauf GleitkommaÜberlauf Unerlaubte Gleitkommaoperation zb sqrt(10) Überlauf bei Wandlung Gleitkomma in Festkommazahl FestkommaÜberlauf FestkommaDivision durch 0 GleitkommaRundungsmodus 00: Nächster Wert (standard) 01: Abrunden (Richtung 0) 10: Aufrunden (Richtung + ) 11: Abrunden (Richtung ) Beispiele für weitere Spezialregister: Im Falle einer Multiplikation 64 Bit 64 Bit = 128 Bit werden in rh die oberen 64 Bit des Ergebnisses abgelegt Im Falle einer Division 128 Bit : 64 Bit = 64 Bit werden in rd die oberen 64 Bit des 128 Bit breiten Dividenden abgelegt Bei einer FestkommaDivision wird in rr der Rest der Division abgelegt (Modulo Operation)

2 A Hhlavsur 2 Aufgabe 5 2b ) Richt ge Losing ist

3 222 6 MMIXProzessor Verständnisfragen/Aufgaben Allgemein ( 220 ) T a) Was ist ein Register? Kleine aber schnelle Speicher einheit T b) Wo findet man Register in einem ComputerSystem? fiber all ) Hanptprozessor GPU ) Stevenage " von Gea ter T c) Daten welcher Größenordnung kann ein Register aufnehmen: Byte kilobytes megabytes gigabytes or terabytes? Bytes ( MMI X : 64 Bit ) Allzweckregister ( 220 ) a) Was sind Allzweckregister? Register ohne 6 estimates Zueck honor die for Speicher von oder ng globules lokabs Variables vowerdet Werder b) Geben Sie ein Beispiel für eine typische Verwendung eines Allzweckregisters an Funktio as wet Eirgargs variables Speicher in Universal recliner : Owed c) Über wieviele Allzweckregister verfügt der MMIXProzessor? Welche Namen haben sie? lzielopearder Speicher $0 256 All zweckregister : $ ( Num me ) $255

4 Info $66 62 Register 223 $0 T d) Was ist der Unterschied zwischen einem globalen und einem lokalen Register? =p re Glo bale Register 4Lo hate fsirs Haber $255 Spezialregister a) Was ist ein Spezialregister? " Kinner Von alter Programmer Werder ) ; $255 verwerdet Register : ve#yqdurgvoneiweinzelrerfht einer bestrmnter Zueck Eber Hardware as Hardware steering bzw Programme Kon troll signaler Flags Einstelhnger b) Geben Sie eine typische Anwendung eines Spezialregisters an wenn durch O wvrde Anzeiger T c) Über wieviele Spezialregister verfügt der MMIXProzessor? Wie werden sie genannt (Prinzip)? FAT T d) Kann jeder MMIXBefehl Spezialregister verwenden? T e) Welches Spezialregister stellt Informationen über Arithmetische Operationen zur Verfügung? r geteilt Run dungs modus fir Gleitkomuaoperahiorer festleger 32 RA 26 RZ Nein Zug riff our r BB RTT rww r XX rn 't PUT und GET gahzw tt 7T A 6 r 74 rzz wig lick T f) In welchem Spezialregister kann man die oberen 64 Bit eines 128 Bit breiten FestkommaDividenden ablegen? RD

5 224 6 MMIXProzessor T g) In welchem Register werden die oberen 64 Bit des Ergebnisses einer Festkomma Multiplikation abgelegt? RH T h) In welchem Spezialregister legt das Rechenwerk den Rest einer Festkomma Division ab? RR i) Müssen normale Programme häufig auf Spezialregister zugreifen? Nein oft sind die " " default Ein stetting er Voll hommes avsreicherd j) Was müssen Sie tun wenn Sie einzelne Bits eines Spezialregisters verändern wollen? Spezia register wit GET in Allzweck register laden o noo wet reindeer ( XOR wit ertsprechendem Wert ) Wert wit PUT Zurich ins Special register 4 ooo run Schreiber to Die letzte Aufgabe hat gezeigt dass zur Bearbeitung von Spezialregistern zwei zusätzliche Befehle ausgeführt werden müssen Diese Ausführung kostet Zeit k) Können Sie sich einen Grund vorstellen warum nicht alle MMIXBefehle in Spezialregister schreiben bzw Spezialregister lesen können? Hardware ein factor und Schneller Zu griffe auf Spezia register hiiufigavfteterder Fall sind setter wird beschlevrigt bugs am arfteterder Fall wird gebremst in Endeffeht : Besch heini guy

6 234 6 MMIXProzessor Aufgaben Verständnis Speicher T a) Wozu verwendet ein Computer Arbeitsspeicher? Speicher n von Dater wit deer geode gear beitet wird T b) Wo findet man den Arbeitsspeicher in einem Computersystem? Auf dem ProzessorKern? Auf dem Mainboard? Als externes Gerät? nicht 's a Langsam geng Auf dem Main board Plate T c) Sind Zugriffe auf den Arbeitsspeicher in der Regel schneller oder langsamer als Zugriffe auf Register? long saner da fir hat Arbeit s speicher new Plate aber : schneller als Test platter zu griff T d) Begründen Sie Ihre Antwort auf die letzte Frage Faust egel : Ent ferry vom Pressor griper I zugiffszeit griper f YaY%usse etc )

7 63 Speicher 235 Alignment ( 225 ) T a) Welche Wortbreiten werden bei Speicherzugriffen vom MMIX unterstützt? Wie werden diese genannt? Byte 18 Bit ) Wy de 66 Bit ) T b) Wofür steht der Begriff Alignment? Tetra ( 32 Bit ) Octa ( 64 Bit ) Avsichturg der Dater in Speicher graver : wie speicher ich Dater in Abhirgigheit von ihre Gripe? T c) Warum wird Alignment angewendet? Darn 't Dates so schnell wie wig lick E wit our einem Speicher gift) avsgeleser Werder kinner T d) Was würde passieren wenn ein 64 Bit breites Datenwort an einer durch 4 aber! nicht durch 8 teilbaren Adresse abgelegt werden würde? wgoesrttztwird nicht so fort a sarnies richtig n it Ig H 12 "13 Stitt " do Whet " d S " " how # W

8 236 6 MMIXProzessor T e) Welche Eigenschaft müssen Byte Wyde Tetra und OctaAdressen beim MMIX haben? Byte A Wyden Tetra : Octa Big und LittleEndian : heine Einschrinkurgubeittdresswahl : dresser durch 2 teilbar a a 8 4 e a a) Welche Art von Daten betrifft die Abspeicherung als Big oder LittleEndian? b) Verwendet der MMIXProzessor Big oder LittleEndian? c) Was bedeutet Big und LittleEndian? Was ist der Unterschied? d) Wie wird die 16 BitZahl 0x1234 im Speicher an der Adresse 0x abgelegt im Falle einer BigEndian und einer LittleEndianMaschine? Adresse Big Endian Little Endian 0x x

9 BROK KOLI Littered in 63 Speicher 237 ( 227 ) B I T e) Wie wird im Speicher an der Adresse 0x die 32 BitZahl ± 0x abgelegt im Falle einer BigEndian und einer LittleEndianMaschine? off fit a I Adresse Big Endian Little Endian 0 0x x :*: o :*: I L I 0x A I x B %I8 one 8 I Bog Endian f) Wie wird im Speicher an der Adresse 0x die 64 BitZahl 0x abgelegt im Falle einer BigEndian und einer LittleEndianMaschine? Adresse Big Endian Little Endian 0x x x A 0x B 0x c 0x D 0x E 0x F

10 Befehle MMIXProzessor Speicherorganisation ( 228 ) T a) Was wird im Textsegment gespeichert? Interrupt MMIX Vehtoer ( Program made Direhtoperarder) T b) Was ist ein Interrupt? A synchro re Program Unto breaking bei einem wiehtiger E reign 's passiet Interrupt Service Routine L ISR ) die T c) Nennen Sie ein Ereignis bei dem ein Interrupt auftreten kann Division durch O Speicher zugiffsfehler T d) Was sind Interruptvektoren? A dresses ISR steht von Steller in Speicher as deer die die erhtart wie der Felder behardelt werden soll T e) Was wird im Datensegment gespeichert? Dater Kokakdghebak ) variables 1 Thao new sat :S: :c: : TT p Stack maaint

11 O Program maufnf Zeiger auf reichs tes leers Element Zeiger 77 art Dates no in 21 22

12 X Betriebs 63 Speicher 239 T f) Was wird im Poolsegment gespeichert? ( 231 ) Aufnf parameter fir Programme ( argaeunttlzieitgeuvon ) Dater austavsch Program system Gegeben ist die nachfolgend abgebildete ASCIITabelle: ASCIIZeichentabelle hexadezimale Nummerierung Code A B C D E F 0 NUL SOH STX ETX EOT ENQ ACK BEL BS HT LF VT FF CR SO SI 1 DLE DC1 DC2 DC3 DC4 NAK SYN ETB CAN EM SUB ESC FS GS RS US 2 SP! " # $ % & ' ( ) * + a / : ; < = >? A B C D E F G H I J K L M N O 5 P Q R S T U V W X Y Z [ \ ] ^ _ 6 ` a b c d e Df g h i j k l Dm n o 7 p q r s t u v w x y z { } ~ DEL D g) Geben Sie den Inhalt des Poolsegments für das Programm ls an das mit dem Parameter la aufgerufen wird (Aufruf: ls la) z La O 0x off 030 :B 0x x x x O worth 0x an :: : Is Worth OXGC 730 O 0x O X 0x OH X

13 O r MMIXProzessor T h) Geben Sie den Inhalt des Poolsegments für das Programm rm an das mit dem Parameter rf und * aufgerufen wird (Aufruf: rm rf *) 0x * 0x x x x x :* path I0x x OXZAO k i) Wie werden in der Programmiersprache C einem Programm Parameter übergeben? int main ( int age char Kargil ] ) argument :AnzaH court H Liste airs parameter 1 Parameter 1 Programmer Tf Zeiger Zeichakelter # Zeiger af estes Element j) Wie kann man in der Programmiersprache C auf die Parameter zugreifen? argufy I argrfearge d ] estes Element letzte Element

14 $ ' r 63 Speicher 241 k) Wie kann man beim MMIX auf die Parameter zugreifen? argc : $0 goatees ab Adresses argv : $1 Virtueller Speicher a) Wenn alle Programme an Adresse 0x100 beginnen bzw alle Programme ihre Daten ab Adresse 0x im Speicher ablegen: Überschreiben die verschiedenen Programme dann nicht gegenseitig ihre Daten? Ja/nein und warum? ( 233 ) b) Was bedeutet virtueller Speicher? # Cage $( At Large a ) ) 8 8) Nein jed es hat Program m einer virtu eller Speicher zugetei Hes guiche A dresser in Zwei Programmes " " reale Ades ser Zeiger auf centers dried biche virtue Ke A dress e physikalische s Ades se b bersetzurgspozess c) Wozu ist virtueller Speicher gut? A dress ist own unabkeirgig von installerten Speicher Vermeiduag ran Data hollis ion zwischen Programmer