0.2 Kiến trúc phần mềm bộ xử lý

SRA (shift right arithemtic : dịch phải số học)

Lệnh có điều kiện

Lệnh có điều kiện có dạng :

Nếu<điều kiện>thì<chuỗi lệnh 1>nếu không<chuỗi lệnh 2>

(IF<condition>THEN<instructions1>ELSE<instructions2>)

Lệnh này buộc phải ghi nhớ điều kiện và nhảy vòng nếu điều kiện được thoả.

A) ghi nhớ điều kiện .

Bộ làm tính ALU cung cấp kết quả ở ngã ra tuỳ theo các ngã vào và phép tính cần làm. Nó cũng cho một số thông tin khác về kết quả dưới dạng các bit trạng thái. Các bit này là những đại lượng logic ĐÚNG hoặc SAI (hình II.8).

Bit SBit ZBit OVFBit CALUSố giữToán hạng nguồn 1Toán hạng nguồn 2Kết quảTrong các bit trạng thái ta có bit dấu S (Sign - Đúng nếu kết quả âm), bit trắc nghiệm zero Z (Zero - Đúng nếu kết quả bằng không), bit tràn OVF (Overflow) ĐÚNG nếu phép tính số học làm thanh ghi không đủ khả năng lưu trữ kết quả, bit số giữ C (carry) ĐÚNG nếu số giữ ở ngã ra là 1 .... Các bit trên thường được gọi là bit mã điều kiện.

Hình II.8 : Bit trạng thái mà ALU tạo ra

Có hai kỹ thuật cơ bản để ghi nhớ các bit trạng thái

Cách thứ nhất, ghi các trạng thái trong một thanh ghi đa dụng.

Ví dụ lệnh CMP Rk, Ri, Rj

Lệnh trên sẽ làm phép tính trừ Ri - Rj mà không ghi kết quả phép trừ, mà lại ghi các bit trạng thái vào thanh ghi Rk. Thanh ghi này được dùng cho một lệnh nhảy có điều kiện. Điểm lợi của kỹ thuật này là giúp lưu trữ nhiều trạng thái sau nhiều phép tính để dùng về sau. Điểm bất lợi là phải dùng một thanh ghi đa dụng để ghi lại trạng thái sau mỗi phép tính mà số thanh ghi này lại bị giới hạn ở 32 trong các bộ xử lý hiện đại.

Cách thứ hai, là để các bit trạng thái vào một thanh ghi đặc biệt gọi là thanh ghi trạng thái. Vấn đề lưu giữ nội dung thanh ghi này được giải quyết bằng nhiều cách. Trong kiến trúc SPARC, chỉ có một số giới hạn lệnh được phép thay đổi thanh ghi trạng thái ví dụ như lệnh ADDCC, SUBCC (các lệnh này thực hiện các phép tính cộng ADD và phép tính trừ SUB và còn làm thay đổi thanh ghi trạng thái). Trong kiến trúc PowerPC, thanh ghi trạng thái được phân thành 8 trường, mỗi trường 4 bit, vậy là thanh ghi đã phân thành 8 thanh ghi trạng thái con.

B) nhảy vòng

Các lệnh nhảy hoặc nhảy vòng có điều kiện, chỉ thực hiện lệnh nhảy khi điều kiện được thoả. Trong trường hợp ngược lại, việc thực hiện chương trình được tiếp tục với lệnh sau đó. Lệnh nhảy xem xét thanh ghi trạng thái và chỉ nhảy nếu điều kiện nêu lên trong lệnh là đúng.

Chúng ta xem một ví dụ thực hiện lệnh nhảy có điều kiện.

Giả sử trạng thái sau khi bộ xử lý thi hành một tác vụ, được lưu trữ trong thanh ghi, và bộ xử lý thi hành các lệnh sau :

1.CMP R4, R1, R2: So sánh R1 và R2 bằng cách trừ R1 cho R2 và

lưu giữ trạng thái trong R4

2.BGT R4, +2: Nhảy bỏ 2 lệnh nếu R1>R2

3.ADD R3, R0, R2: R0 có giá trị 0. Chuyển nội dung của R2 vào R3

4.BRA +1: nhảy bỏ 1 lệnh

5.ADD R3, R0, R1: chuyển nội dung R1 vào R3

6. Lệnh kế

Nếu R1>R2 thì chuỗi lệnh được thi hành là 1, 2, 5, 6 được thi hành,

nếu không thì chuỗi lệnh 1, 2, 3, 4, 6 được thi hành.

Chuỗi các lệnh trên , trong đó có 2 lệnh nhảy, thực hiện công việc sau đây :

Nếu R1>R2 thì R3 = R1 nếu không R3 = R2