Программная архитектура Alpha. Характеристики программной архитектуры Alpha. Использование регистров в Alpha Linux. Команды архитектуры Alpha

Программная архитектура Alpha

Alpha является полностью 64-битной RISC архитектурой. Все регистры имеют длину 64 бита, и все операции производятся между 64-битными регистрами.

Это не 32-битная архитектура, которая была расширена до 64 бит (как, например, x86-64).

Характеристики программной архитектуры Alpha

·  Все инструкции имеют длину 32 бита и четко заданный формат.

·  Существуют 32 целочисленных 64-битных регистра (R0-R31). Регистр R31 всегда равен нулю, и запись в него не производится.

·  Все операции над целыми значениями происходят в целочисленных регистрах. Параметры операций: до двух регистров – источники данных, один регистр – приемник.

·  Существуют 32 вещественных 64-битных регистра (F0-F31). Регистр F31 всегда равен нулю, и запись в него не производится.

·  Все операции над вещественными значениями происходят в вещественных регистрах. Параметры операций: до двух регистров – источники данных, один регистр – приемник.

·  Инструкции могут перемещать данные из вещественных регистров в целочисленные и обратно. При этом инструкции не рассматривают содержимое отдельных битов и не обращаются в память.

·  Для работы с памятью существуют только инструкции чтения значения из памяти в регистр и записи из регистра в память.

·  Команды условных переходов проверяют значения целочисленных или вещественных регистров, которые могут являться результатом предшествующего сравнения.

Поддерживаются следующие типы данных

Целочисленные

            Байт – Byte

            Слово – Word

            Двойное (длинное) слово – Double (long) Word

            Учетверенное слово – Quad Word

Вещественные

F_Floating – 32 бита (VAX),

            G_Floating – 64 бита (VAX),

            D_Floating – 64 бита (VAX),

            S_Floating – 32 бита (IEEE),

            T_Floating – 64 бита (IEEE),

            X_Floating – 128 бит (IEEE) – только программная поддержка.

Использование регистров в Alpha Linux

Команды архитектуры Alpha

Типы команд процессора Alpha:

·  Команды PALcode (Privileged Architecture Library) – набор подпрограмм, характерных для реализации конкретной операционной системы.

·  Команды ветвлений. Команды условного перехода могут проверять значение регистра на больше/меньше, ноль/не ноль или четное/нечетное. Команды безусловного перехода могут записать адрес возврата в регистр.

·  Команды чтения и записи – перемещают 8, 16, 32, 64-битные выровненные значения из памяти и в память. Адреса в памяти 64-битные виртуальные без сегментации.

·  Команды целочисленных операций.

Большинство целочисленных операций работает с 64-битными значениями. Это обычный набор команд, состоящий из арифметических и логических операций, операций сравнения и побитового сдвига. Есть также три 32-битные операции: сложение, вычитание и умножение. Операция целочисленного деления отсутствует.

Архитектура Alpha также поддерживает следующие дополнительные операции:

·  масштабируемое сложение/вычитание (для быстрого вычисления индекса),

·  128-битное умножение (для выполнения деления и использования высокоточной арифметики),

·  условное присваивание (для избежания ветвлений),

·  большой набор инструкций для манипуляций байтами и словами в регистрах,

·  набор мультимедиа инструкций (для обработки графики и видео).

·  Команды вещественных операций включают четыре полных набора арифметических операций для обработки вещественных значений в форматах VAX и IEEE, а также инструкции для преобразования вещественных чисел в целые и наоборот.

Группы команд

• Целочисленные команды чтения и записи,
• Целочисленные команды управления,
• Целочисленные арифметические команды,
• Логические команды и команды сдвига,
• Команды манипуляции байтами,
• Вещественные команды чтения и записи,
• Вещественные команды управления,
• Вещественные команды ветвления,
• Вещественные арифметические команды,
• Дополнительные команды,
• Команды поддержки форматов данных VAX,
• Команды мультимедиа