Сообщество » Примеры программ

h1. Обзор работы с индексными регистрами

Индексные регистры используются для косвенной адресации. Логическая структура индексного регистра:

| *Номера битов*| 63..48       | 47..32      | 31..0      |

| *Обозначение* | Индекс(Index)| Маска(Mask) | База(Base) | 

Для обращения к какому-либо регистру данного типа используются номера от 32 до 39.

Имен у данного типа регистров нет. В общем случае (см. исключения в описании конкретной

команды в разделе «Система команд ассемблера») при использовании регистра данного типа в 

качестве аргумента операции значение этого аргумента формируется согласно следующему

алгоритму:

1. вычисление исполнительного адреса, согласно следующей формуле:

_Address_ = _Index_ + _Base_

2. обращение к памяти данных по исполнительному адресу для чтения/записи 

значения аргумента согласно типу используемой команды.

Модификация значения индексного регистра осуществляется аппаратно по завершению

параграфа в том случае, если установлен соответствующий бит регистра MODR маски 

изменения индексных регистров (см. раздел «Регистры управления»), согласно следующей 

формуле:

_Index_ = ((_Index_ | ∼ _Mask_ ) + 1) & _Mask_,

где | — операция побитового «ИЛИ», & — операция побитового «И», ∼ — операция 

побитового инвертирования.

В двух выше приведённых формулах используется целочисленная 32-х разрядная 

арифметика. Значения старших 16 разрядов (с 16 по 31) полей Индекс (Index) и Маска 

(Mask)заполняются нулями.

Рассмотрим подробнее работу с индексными регистрами мультиклеточного процессора.

h3. 1) Отличие индексных регистров от РОНов

В командах ассемблера, при использовании РОНов(регистров общего назначения) в качестве аргумента,

происходит работа с текущим значением РОНа. Например:

<pre>

pre:

    getl 5

    setl #1, @1

    jmp paragraph1

complete

paragraph1:

    addl #1, 5

    setl #1, @1

    jmp paragraph2

complete

</pre>

В параграфе "pre" мы положили в первый РОН значение "5". В параграфе "paragraph1" командой "addl" 

выполнится сложение, результат которого(5+5=10) запишется в первый РОН. 

В командах ассемблера, при использовании индексных регистров качестве аргумента,

происходит работа со значением, размещённым в памяти по адресу который формирует индексный регистр.

Адрес, формируемый индексным регистром равен сумме _Индекса_ и _Базы_ регистра (_Address_ = _Index_ + _Base_).

Рассмотрим пример:

<pre>

pre:

    getl 4

    setl #32, @1

    getl 6

    wrl @1, @3 

    jmp paragraph1

complete

paragraph1:

    addl #32, 5

    setl #32, @1

    jmp paragraph2

complete

</pre>

В параграфе "pre" мы положили в 32-й индексный регистр значение "4". В этом же параграфе записывается

в память данных по адресу 4 значение равное 6. В параграфе "paragraph1" командой "addl" 

выполнится сложение значения, размещённого в памяти данных по адресу, сформированному индексным регистром.

В нашем случае _Index_ = 0, _Base_ = 4, следовательно адрес в памяти данных будет равен 4.

По 4 адресу в памяти данных располагается значение 6, т.е. результатом операции "addl" будет число 11 (6+5).

Результат сложения мы поместим в индексный регистр номер 32.

+Примечание:+ команды _setl_ и _getl_ оперируют с самим индексным регистром и не обращаются в память по значению, 

формируемому индексным регистром. 

h3. 2) Автоматический инкремент индексного регистра

Модификация значения индексного регистра осуществляется аппаратно по завершению

параграфа в том случае, если установлен соответствующий бит регистра MODR маски 

изменения индексных регистров.

Рассмотрим заполнение индексного регистра для модификации:

<pre>

I = (K - N + 1) * L

M = (K - 1) * L

B = 0

а) К - ближайшее к N число, кратное степени 2, K >= N

б) 0 <= I < 65536

в) 0 <= M < 65536

где I - Index, M - Mask, B - Base

N - число итераций

L - шаг итераций

</pre>

Условия модификации:

1) значение индексного регистра только инкрементируется

(_при достижении последней итерации цикл модификации начинается заново_)

2) шаг может быть только равным числу кратному степени 2 и не равен нулю.

(1, 2, 4, 8, 16 ...)

База задаёт лишь смещение значений индексного регистра.

* 3) Рассмотрим модификацию индексного регистра на примерах*

а) Пусть необходим счётчик на 10000 итераций с шагом 1.

<pre>

N = 10000, L = 1;

Найдём значения I, M, B

1) I = (K-N+1)*L = (16384-10000+1)*1 = 6385

К выбиралось как ближайшее к N число кратное степени 2,

т.е. 2^14 - 16384

2) M = (K-1)*L = (16384-1)*1 = 16383

3) B = 0

</pre>

Индексный регистр номер 32 будет изменяться от 6385 до 16383, после

16383 индексный регистр примет значение 0. В результате изменения регистра

от 6385 до 0 мы получим 10000 итераций с шагом изменения 1 по завершению параграфа.

Если задать значение базы, например B = 4, то индексный регистр 32 будет

изменяться от 6389 до 16387, причём следующее значение после 16387 будет 4.

Пример на ассемблере с модификацией индексного регистра будет выглядеть следующим

образом:

<pre>

set_modr:

    getl (6385<<16)|16383 //заполняем индекс и маску

    patch @1, 0 //склеиваем маску индекс и базу в 64 разряда

    setq #32, @1 //записываем значение в регистр

    setl #MODR, 1 //разрешаем модификацию первого индексного регистра

    jmp paragraph64

complete

paragraph64:

    exa #32 //получаем значение индекс + база

    je @1, part2 //условный переход, проверка на ноль

    jne @2, paragraph64

complete

</pre>

б) Пусть необходим счётчик на 5300 итераций с шагом 4.

<pre>

N = 5300, L = 4;

Найдём значения I, M, B

1) I = (K-N+1)*L = (8192-5300+1)*4 = 11572

К выбиралось как ближайшее к N число кратное степени 2,

т.е. 2^13 - 8192

2) M = (K-1)*L = (8192-1)*4 = 32764

3) B = 0

</pre>

Индексный регистр номер 32 будет изменяться от 11572 до 32764, после

32764 индексный регистр примет значение 0. В результате изменения регистра

от 11572 до 0 мы получим 5300 итераций с шагом изменения 4 по завершению параграфа.

Если задать значение базы, например B = 6, то индексный регистр 32 будет

изменяться от 11578 до 32780, причём следующее значение после 32780 будет 6.

Пример на ассемблере с модификацией индексного регистра будет выглядеть следующим

образом:

<pre>

set_modr:

    getl (11572<<16)|32764 //заполняем индекс и маску

    patch @1, 0 //склеиваем маску индекс и базу в 64 разряда

    setq #32, @1 //записываем значение в регистр

    setl #MODR, 1 //разрешаем модификацию первого индексного регистра

    jmp paragraph64

complete

paragraph64:

    exa #32 //получаем значение индекс + база

    je @1, part2 //условный переход, проверка на ноль

    jne @2, paragraph64

complete

</pre>