Bilgisayar Donanım ve Sistem Yazılımı Aslı Eyecioğlu Özmutlu aozmutlu@bartin.edu.tr

Tübitak Proje Desteği Tübitak Proje Başvurusu http://www.tubitak.gov.tr/tr/burslar/lisans/burs-programlari/2209-a/icerik-destek-kapsami Başvuru Tarihleri: 02 Ekim 2017 - 31 Ekim 2017

Ödev Mikrodenetleyici Ödevi Son tarih: 21 Ekim 12:00

Hedefler x86 mimarisi kaydediciler (devam)

x86 mimarisi kaydediciler (devam)

x86 mimarisi kaydediciler (devam) 14 farklı kaydedici vardır. 5 tane genel amaçlı kaydedicisi 4 tane segment kaydedicisi 3 tane işaret kaydedicisi 2 tane indis kaydedicisi Bayrak kaydedici

x86 mimarisi kaydediciler (devam) Bayrak kaydedici

Bayrak Kaydedicisi Bayrak kaydedicisi bir işlemde sonucun ne olduğunu kaydedici bitlerine yansıtan bir bellek hücresini oluşturur. Bu kaydediciye bayrak denmesinin sebebi, karar vermeye dayalı komutların yürütülmesinde sonuca göre daha sonra ne yapılacağını bit değişimiyle bu kaydedicinin 1 bitlik hücrelerine yansıtmasıdır.

Bayrak Kaydedicisi Kaydedici bitlerindeki mantıksal 1 bayrak kalktı, 0 bayrak indi demektir. Karşılaştırma ve artimetik komutların çoğu bayraklara etki eder.

Bayrak Kaydedicisi Bayrak kaydediciler görevlerine göre 2 gruba ayrılırlar: Durum Bayrakları Kontrol Bayrakları

Bayrak Kaydedicisi Durum Bayrakları 0,2,4,6,7 ve 11. bitlerde yer alır. Kontrol Bayrakları 8,9,10. bitlerde yer alır. 12,13 ve 14. bitlerde sistem bayrakları bulunur. Geri kalan bitlerde rezerve bayrakları yer alır.

Durum Bayrakları 6 tane durum bayrağı vardır: Elde Bayrağı (C-Carry Flag ) Eşlik biti Bayrağı (P-Parity Flag) Yardımcı Elde Bayrağı (A-Auxiliary Flag) Sıfır Bayrağı (Z-Zero Flag) İşaret Bayrağı (S-Sign Flag) Taşma Bayrağı (O-Overflow Flag)

Kontrol Bayrakları 3 tane kontrol bayrağı vardır: Tuzak Bayrağı (T-Trap Flag) Kesme Bayrağı(I-Interrupt Flag) Yön Bayrağı (D-Direction Flag)

Durum Bayrakları Elde Bayrağı (C-Carry): Eğer toplama sonucunda elde, çıkarma sonucunda borç ortaya çıkıyorsa C=1 aksi taktirde 0 olur. Aynı zamanda C bayrağı kaydırma ve yönlendirme işlemleri sonucunda kaydedicinin MSB bitinden veya LSB bitinden düşen verileri üzerinde tutar ve karşılaştırma işlemlerinin sonucunu yansıtır. Ayrıca C bayrağı çarpma işlemi için sonuç göstericisi gibi hareket eder.

Durum Bayrakları Eşlik biti bayrağı (P-parity): İşlemin sonucunda kaydedicideki mantıksal birlerin sayısı çift ise P=1 aksi halde P=0 olur. Eşlik biti genelde veri iletişiminde karşılıklı verilerin güvenli iletilip iletilmediğinin kontrolünde kullanılır.

Durum Bayrakları Yardımcı Elde Bayrağı: (A-Auxilary Carry): Elde bayrağı ile aynı işlemi görür fakat sadece 3. bitten bir fazlalık ortaya çıkarsa bu bayrak 1 olur, aksi durumda 0 olur. AC bayrağı paketlenmiş ondalık verilerin işlenmesinde çok kullanışlıdır.

Durum Bayrakları Sıfır Bayrağı (Z-Zero): İşlem sonunda sonuç 0 ise Z=1 aksi halde Z=0 olur. Mesela bu işlem sonunda AX kaydedicisindeki değer 0000 ise sıfır bayrağı 1 olur diğer durumlarda bayrak 0 kalır.

Durum Bayrakları İşaret bayrağı (S-Sign): İşaretli sayılarla yapılan işlemlerde bu bayrak anlam ifade etmektedir. Eğer aritmetik mantık, kaydırma ve yönlendirme işlemleri negatif sonuç üretiyorsa S=1 aksi halde S=0 olur. Diğer bir deyimle S bayrağı sonucun 8 bit veya 16 bit olmasına bakılmaksızın MSB bitini yansıtır.

Durum Bayrakları Yön Bayrağı (D-Direction): String işlemlerinde indis kaydedicisinin ileri yada geri hareket etmesini sağlar. Eğer bayrak 1 ise indis azalır, 0 ise indis değeri artar. Eğer D=0 ise, işlemci küçük adresten büyüğe yani soldan sağa doğru yönelir. Eğer D=1 ise, büyük adresten küçüğe doğru yani sağdan sola doğru yönelir.

Durum Bayrakları Taşma bayrağı(O-Owerflow): İşaretli sayılarla işlem yapılırken bir hatanın ortaya çıkması durumunda gözükür. Eğer iki aynı sayıyla toplama işlemi yapılıyor ve sonuç farklı işaretli çıkıyorsa O=1 olur. Eğer matematiksel bir işlem sonucunda sonuç kaydedici kapasitesini aşıyorsa C bayrağı ile birlikte O bayrağı da 1 olur.

Kontrol Bayrakları Tuzak Bayrağı (T-Trap):Hata ayıklama işlemlerinde komutların adım adım işlenmesi maksadıyla kullanılır. T=1 olduğunda debug işlemi yapmak için komutlar tek tek çalıştırılır.

Kontrol Bayrakları Kesme Bayrağı (T-Interrupt):Sisteme bağlı harici cihazlardan gelen kesme taleplerine izin verir. I = 0 olduğunda kesme isteklerine cevap verilmemesini sağlar. I =1 olduğunda kesme isteklerini tekrar gözden geçirir.

Kontrol Bayrakları Yön Bayrağı (D-Direction): String işlemlerinde indis kaydedicisinin ileri ya da geri hareket etmesini sağlar. D=1 ise indis azalır, D=0 ise indis artar.

Diğer Bayraklar Giriş/Çıkış Muafiyet düzeyi (IOPL-IO Privilege Level): Korumalı mod operasyonlarında G/Ç cihazlarının muafiyet düzeylerinin seçilmesinde kullanılır. İçiçe Geçmiş Görevler (NT-Nested Task): Korumalı mod operasyonlarında o andaki görevin başka bir görevle iç içe girmesi işlemidir

İşlemcilerde Ön Bellek (Cache) Sistem belleğinden(RAM) gelen veriler, çoğunlukla CPU’nun hızına yetişemezler. Bu problemi çözmek için CPU içinde yüksek hızlı hafızalar bulunur. Ön bellek çalışmakta olan programa ait komutların, verilerin geçici olarak saklandığı yüksek hızlı hafızalardır.

İşlemcilerde Ön Bellek (Cache) Mikroişlemcinin fiziksel yapısının içinde bulunan, sıklıkla 64kB, 128kB, 1MB, 2MB, 2x2MB boyutlarında imal edilen ön bellekler önceleri işlemci dışında yer almış daha sonra işlemci içine yerleştirilmiştir.

İşlemcilerde Ön Bellek (Cache) İşlemcinin komutları daha hızlı yüklemesini sağlayan bu hafıza genellikle L1 (Level 1) ve L2 (Level 2) olmak üzere iki kısımdan oluşur. İşlemci, ihtiyaç duyduğu komutu ilk önce L1 ön bellekte (L1 ön bellek L2 ön bellekten daha hızlıdır.) arar. Eğer işlemcinin aradığı komut burada yoksa L2 önbelleğe bakar. Eğer burada da yoksa sırasıyla RAM ve sabit disk üzerindeki sanal hafıza üzerinde arar.

Diğer ön bellek türleri Gelişmiş bir işlemcide L1,L2,L3 ön bellek düzenleri: Çok çekirdekli işlemcilerde L1,L2,L3 ön bellek şeması:

Ödev Assembler, Derleyici, Yorumlayıcı hakkında araştırma yapınız. Linker nedir? Araştırınız.

Teşekkürler Sorular? Aslı Eyecioğlu Özmutlu aozmutlu@bartin.edu.tr