DLX Befehlsübersicht

Transkript

1 DLX sübersicht 1 Instruktionen für den Daten-Transfer Daten können mit folgenden en zwischen Registern und dem Speicher oder zwischen Integer- und Fließkomma-Registern ausgetauscht werden. Der einzige erlaubte Adressierungsmodus für Speicherzellen ist: Adr = <16-Bit-Displacement>(<GPR>) bzw. Adr = <16-Bit-Displacement>(als Register wird R0 verwendet) LB Rd,Adr Ladet ein Byte aus dem Speicher in ein GPR, wobei mit dem vordersten Bit des Bytes auf 32-Bit aufgefüllt wird (Vorzeichenerweiterung). LBU Rd,Adr Ladet ein Byte aus dem Speicher in ein GPR; es wird mit Nullen auf 32-Bit LH Rd,Adr Ladet ein Halbwort (16 Bit) aus dem Speicher in ein GPR, wobei eine Vorzeichenerweiterung stattfindet. LHU Rd,Adr Ladet ein Halbwort (16 Bit) aus dem Speicher in ein GPR, wobei mit Nullen aufgefüllt wird. LW Rd,Adr Ladet ein Wort (32 Bit) aus dem Speicher in ein GPR. LF Fd,Adr Ladet eine einfach-genaue Fließkommazahl aus dem Speicher in das angegebene Fließkommaregister. LD Dd,Adr Ladet eine doppelt-genaue Fließkommazahl aus dem Speicher in das angegebene Fließkommaregister-Paar. SB Adr,Rs Legt die unteren 8 Bit des Registers Rs als Byte im Speicher ab. SH Adr,Rs Legt die unteren 16 Bit des Registers Rs als Halbwort im Speicher ab. SW Adr,Rs Legt den Inhalt des Registers Rx im Speicher ab. SF Adr,Fs Legt den einfach-genauen Fließkommawert des Registers Fs im Speicher ab. SD Adr,Fs Legt den doppelt-genauen Fließkommawert des Registerpaares Fs&F(s+1) im Speicher ab. 1

2 MOVI2FP Fd,Rs MOVI2FP Rd,Fs Kopiert den Inhalt des Registers Rs in das Register Fd, ohne daß eine Integer- Fließkomma-Konvertierung stattfindet. Kopiert den Inhalt des Registers Fs in das Register Rd, ohne daß eine Konvertierung stattfindet. MOVF Fd,Fs Kopiert den Inhalt eines einfach-genauen Fließkommaregisters in ein anderes Fließkommaregister. MOVD Dd,Ds Kopiert den Inhalt eines doppelt-genauen Fließkommaregisterpaares in ein anderes Fließkommaregisterpaar. MOVI2S SR,Rs Nicht implementiert! (Würde einen Wert in ein spezielles Register kopieren). MOVS2I Rs,SR Nicht implementiert! (Würde den Wert eines speziellen Registers in ein GPR kopieren). 2 Ganzzahlige arithmetische und logische Instruktionen Grundsätzlich gibt es Instruktionen mit direkt angegebenen 16-Bit-Integerwerten (=Immediate-Value, kurz Imm ) als zweiten Operanden und Operationen, die nur mit Registern arbeiten. Ein Überlauf-Fehler bei der Integer-Arithmetik wird von WINDLX nicht gemeldet. ADD Rd,Ra,Rb Addiert die Werte zweier vorzeichenbehafteter Integer- ADDI Rd,Ra,Imm Addiert zum Wert des Registers Ra vorzeichenbehaftet den angegebenen 16-Bit-Wert und schreibt das Ergebnis in das Register ADDU Rd,Ra,Rb Addiert die Werte zweier vorzeichenloser Integer-Register Ra und Rb und schreibt das Ergebnis in das Register ADDUI Rd,Ra,Imm Addiert zum Wert des Registers Ra vorzeichenlos den angegebenen 16-Bit-Wert und schreibt das Ergebnis in das Register SUB Rd,Ra,Rb Subtrahiert die Werte zweier vorzeichenbehafteter Integer- SUBI Rd,Ra,Imm Subtrahiert vom Wert des Registers Ra vorzeichenbehaftet den angegebenen 16-Bit-Wert und schreibt das Ergebnis in das Register SUBU Rd,Ra,Rb Subtrahiert die Werte zweier vorzeichenloser Integer-Register Ra und Rb und schreibt das Ergebnis in das Register SUBUI Rd,Ra,Imm Subtrahiert vorzeichenlos vom Wert des Registers Ra den angegebenen 16-Bit-Wert und schreibt das Ergebnis in das Register 2

3 MULT Rd,Ra,Rb Multipliziert die Werte zweier vorzeichenbehafteter Integer- Dabei wird eine Fließkomma-Multiplikations-EX- Stufe verwendet. MULTU Rd,Ra,Rb Multipliziert die Werte zweier vorzeichenloser Integer-Register Ra und Rb und schreibt das Ergebnis in das Register Dabei wird eine Fließkomma-Multiplikations-EX-Stufe verwendet. DIV Rd,Ra,Rb Dividiert die Werte zweier vorzeichenbehafteter Integer- Dabei wird eine Fließkomma-Divisions-EX-Stufe verwendet. DIVU Rd,Ra,Rb Dividiert die Werte zweier vorzeichenloser Integer-Register Ra und Rb und schreibt das Ergebnis in das Register Dabei wird eine Fließkomma-Divisions-EX-Stufe verwendet. AND Rd,Ra,Rb Verknüpft den Inhalt der beiden Register Ra und Rb bitweise mit einem logischen UND und speichert das Ergebnis in ANDI Rd,Ra,Imm Verknüpft den Inhalt von Register Ra und den direkt angegebenen 16-Bit-Wert Imm mit einem logischen UND und speichert das Ergebnis in OR Rd,Ra,Rb Verknüpft den Inhalt der beiden Register Ra und Rb bitweise mit einem logischen ODER und speichert das Ergebnis in ORI Rd,Ra,Imm Verknüpft den Inhalt von Register Ra und den direkt angegebenen 16-Bit-Wert Imm mit einem logischen ODER und speichert das Ergebnis in XOR Rd,Ra,Rb Verknüpft den Inhalt der beiden Register Ra und Rb bitweise mit einem logischen, exklusiven ODER und speichert das Ergebnis in XORI Rd,Ra,Imm Verknüpft den Inhalt von Register Ra und den direkt angegebenen 16-Bit-Wert Imm mit einem logischen, exklusiven ODER und speichert das Ergebnis in LHI Rd,Imm Kopiert den direkt angegebenen 16-Bit-Wert in die höhere Hälfte von Rd und füllt die unteren 16 Bit mit Nullen. SLL Rd,Rs,Rc Schiebt den Inhalt von Register Rs logisch um Rc-Bit nach links und legt das Ergebnis in Rd ab. Rechts wird mit Nullen SRL Rd,Rs,Rc Schiebt den Inhalt von Register Rs logisch um Rc-Bit nach rechts und legt das Ergebnis in Rd ab. Links wird mit Nullen SRA Rd,Rs,Rc Schiebt den Inhalt von Register Rs arithmetisch um Rc-Bit nach rechts und legt das Ergebnis in Rd ab. Links wird mit dem Vorzeichen (d.h. dem zuvor vordersten Bit) SLLI Rd,Rs,Imm Schiebt den Inhalt von Register Rs logisch um Imm-Bit nach links und legt das Ergebnis in Rd ab. Rechts wird mit Nullen 3

4 SRLI Rd,Rs,Imm Schiebt den Inhalt von Register Rs logisch um Imm-Bit nach rechts und legt das Ergebnis in Rd ab. Links wird mit Nullen SRAI Rd,Rs,Rc Schiebt den Inhalt von Register Rs arithmetisch um Imm-Bit nach rechts und legt das Ergebnis in Rd ab. Links wird mit dem Vorzeichen (d.h. dem zuvor vordersten Bit) S Rd,Ra,Rb Die Werte von Ra und Rb werden vorzeichenbehaftet verglichen und das Register Rd je nach Bedingung ( steht für EQ, NE, LT, GT, LE oder GE) und Ergebnis auf TRUE (=1) oder FALSE (=0) gesetzt. S I Rd,Ra,Imm Der Wert von Ra wird mit Imm vorzeichenbehaftet verglichen und das Register Rd je nach Bedingung ( steht für EQ, NE, LT, GT, LE oder GE) und Ergebnis auf TRUE (=1) oder FALSE (=0) gesetzt. S U Rd,Ra,Rb Die Werte von Ra und Rb werden vorzeichenlos verglichen und das Register Rd je nach Bedingung ( steht für EQ, NE, LT, GT, LE oder GE) und Ergebnis auf TRUE (=1) oder FALSE (=0) gesetzt. S UI Rd,Ra,Imm Der Wert von Ra wird mit Imm vorzeichenlos verglichen und das Register Rd je nach Bedingung ( steht für EQ, NE, LT, GT, LE oder GE) und Ergebnis auf TRUE (=1) oder FALSE (=0) gesetzt. NOP Dieser, bei dem keinerlei Aktion durchgeführt werden soll, wird im Speicher mit dem Wert 0 dargestellt, was eigentlich der Code für SLLI R0,R0,0 ist. 3 Instruktionen zur Ablaufkontrolle Alle Sprungziele werden grundsätzlich absolut angegeben, in der Instruktion jedoch als Offset zur Speicher-Adresse der Instruktion selbst kodiert. Dadurch ist ein Programm an keine bestimmte Adresse gebunden, es kann überall im Speicher richtig ablaufen. Eine andere Möglichkeit ist, als Zieladresse den Wert eines GPRs zu verwenden. In WINDLX werden Sprünge bereits in der ID-Phase vollends durchgeführt, sodaß eine möglichst geringe Anzahl von Control-Stalls erfolgen muß. Grundsätzlich wird mit Predict-Not-Taken gearbeitet, was heißt, daß, während sich die Sprunginstruktion in der ID-Phase befindet, die im Speicher unmittelbar folgende Instruktion inzwischen in der IF-Stufe eingelesen wird. Wird der Sprung dann durchgeführt, so muß die Instruktion abgebrochen und ein weiterer Control-Stall verzeichnet werden. Andernfalls wird sie weiter abgearbeitet, ohne daß ein Takt verloren gegangen wäre. BEQZ Rt,Dest Der Inhalt des Registers Rt wird überprüft. Ist er 0, so wird zu Dest gesprungen. Andernfalls wird mit der nächsten Instruktion fortgesetzt. 4

5 BNEZ Rt,Dest Der Inhalt des Registers Rt wird überprüft. Ist er ungleich 0, so wird zu Dest gesprungen. Andernfalls wird mit der nächsten Instruktion fortgesetzt. BFPT Dest Ist das Fließkomma-Statusregister FPSR gesetzt (ungleich 0), so wird zu Dest gesprungen. Andernfalls wird mit der nächsten Instruktion fortgesetzt. BFPF Dest Ist das Fließkomma-Statusregister FPSR nicht gesetzt (0), so wird zu Dest gesprungen. Andernfalls wird mit der nächsten Instruktion fortgesetzt. J Dest Es wird auf jeden Fall zu der Instruktion mit der Adresse Dest gesprungen. JR Rx Der Inhalt von Rx stellt hier die Zieladresse dar. Es wird auf jeden Fall dorthin gesprungen. JAL Dest Es wird auf jeden Fall zu der Instruktion mit der Adresse Dest gesprungen, wobei die Adresse der im Speicher unmittelbar auf diese JAL-Anweisung folgende Instruktion in Register R31 gesichert wird. Verwendung findet diese Anweisung bei Unterprogramm- bzw. Funktionsaufrufen. JALR Rx Es wird auf jeden Fall zu der Instruktion mit der Adresse Rx gesprungen, wobei die Adresse der im Speicher unmittelbar auf diese JALR-Anweisung folgende Instruktion in Register R31 gesichert wird. Verwendung findet diese Instuktion bei Unterprogramm- bzw. Funktionsaufrufen. TRAP Imm Traps stellen Aufrufe von System-Funktionen dar. In der IF- Phase eines Traps werden so lange sog. Trap-Stalls durchgeführt, bis die Pipeline komplett entleert ist, sodaß es keine Probleme mit diversen Hazards geben kann. Die eigentliche Funktion wird dann in der ID-Phase durchgeführt. Näheres siehe Traps. RFE Dest Nicht implementiert! (Würde eine Exception beenden und zum übergeordneten Programm zurückkehren). 4 Fließkomma-instruktionen ADDD Dd,Da,Db Die doppelt-genauen Werte der Register Da und Db werden addiert, und das Ergebnis wird in Dd gespeichert. Hierzu wird eine Fließkomma-Additions-EX-Stufe verwendet. ADDF Fd,Fa,Fb Die einfach-genauen Werte der Register Fa und Fb werden addiert, und das Ergebnis wird in Fd gespeichert. Hierzu wird eine Fließkomma-Additions-EX-Stufe verwendet. 5

6 SUBD Dd,Da,Db Die doppelt-genauen Werte der Register Da und Db werden voneinander subtrahiert, und das Ergebnis wird in Dd gespeichert. Hierzu wird eine Fließkomma-Additions-EX-Stufe verwendet. SUBF Fd,Fa,Fb Die einfach-genauen Werte der Register Fa und Fb werden voneinander subtrahiert, und das Ergebnis wird in Fd gespeichert. Hierzu wird eine Fließkomma-Additions-EX-Stufe verwendet. MULTD Dd,Da,Db Die doppelt-genauen Werte der Register Da und Db werden miteinander multipliziert, und das Ergebnis wird in Dd gespeichert. Hierzu wird eine Fließkomma-Multiplikations-EX-Stufe verwendet. MULTF Fd,Fa,Fb Die einfach-genauen Werte der Register Fa und Fb werden miteinander multipliziert, und das Ergebnis wird in Fd gespeichert. Hierzu wird eine Fließkomma-Multiplikations-EX-Stufe verwendet. DIVD Dd,Da,Db Die doppelt-genauen Werte der Register Da und Db werden dividiert, und das Ergebnis wird in Dd gespeichert. Hierzu wird eine Fließkomma-Divisions-EX-Stufe verwendet. DIVF Fd,Fa,Fb Die einfach-genauen Werte der Register Fa und Fb werden dividiert, und das Ergebnis wird in Fd gespeichert. Hierzu wird eine Fließkomma-Divisions-EX-Stufe verwendet. CVTF2D Dd,Fs Konvertiert den einfach-genauen Fließkommawert von Fd in einen mit doppelter Genauigkeit und speichert diesen in Dd. CVTD2F Fd,Ds Konvertiert den doppelt-genauen Fließkommawert von Ds in einen mit einfacher Genauigkeit und speichert diesen in Fd. CVTF2I Fd,Fs Konvertiert den einfach-genauen Fließkommawert von Fs in eine Integerzahl und speichert diese in Fd. CVTI2F Fd,Fs Konviertiert die Integerzahl von Fs in einen einfach-genauen Fließkommawert und speichert diesen in Fd. CVTD2I Fd,Ds Konvertiert den doppelt-genauen Fließkommawert von Fs in eine Integerzahl und speichert diese in Fd. CVTI2D Dd,Fs Konviertiert die Integerzahl von Fs in einen doppelt-genauen Fließkommawert und speichert diesen in Fd. D Da,Db Vergleicht die beiden doppelt-genauen Werte der Register Da und Db und setzt je nach Bedingung ( = EQ, NE, LT, GT, LE oder GE) und Ergebnis das Fließkomma-Statusregister FPSR auf TRUE (1) oder FALSE (0). Mit BFPT oder BFPF kann anschließend bedingt verzweigt werden. F Fa,Fb Vergleicht die beiden einfach-genauen Werte der Register Da und Db und setzt je nach Bedingung ( steht für EQ, NE, LT, GT, LE oder GE) und Ergebnis das Fließkomma- Statusregister FPSR auf TRUE (1) oder FALSE (0). 6