CSAPP 处理器体系结构

news/2025/11/24 0:10:52/文章来源:https://www.cnblogs.com/cqbzlzh/p/19261938

处理器体系结构

CISC 与 RISC 指令集

CISC：复杂指令计算机 (如x86-64)
RISC：精简指令计算机 (如RISC-V)

RISC 相较于CISC指令数量少得多，编码长度固定，寻址没有变址寄存器和伸缩因子，对机器级程序实现细节可见......
RISC指令集设计简约，可使用流水线优化；CISC指令集使用指令数更少两者各有优势
比较新的CISC也采用了流水线结构，实际效率与RISC相近，同时RISC在嵌入器方面表现更为出色

Y86-64

本章使用了一种简化的\(x86-64\)指令集，同时结合了部分\(RISC\)的特点，称为\(Y86-64\)指令集

程序可见状态

程序可见状态对使用汇编语言的程序员和产生机器级代码的编译器都可见
\(Y86-64\)中，程序可见状态包括15个寄存器，条件码，PC，虚拟内存，以及状态码

可用指令

\(Y86-64\)只包含8字节整数操作，指令格式与\(x86-64\) AT&T格式类似
mov 指令需要两个前缀，为以下之一：i立即数，r寄存器，m内存这两个前缀分别为源和目的
操作指令addq subq andq xorq只能对寄存器进行操作，无法操作内存
跳转指令和条件传送指令与\(x86-64\)保持一致
call ret pushq popq与\(x86-64\)保持一致
halt指令停止处理器的运行，并将状态码设置为HLT

指令的编码

我们以指令 rmmov %rsp,0x123456789abcd(%rdx)为例，rmmov的指令编码为40，%rsp %rdx的编码为42，最后的偏移量字节序列为\(000123456789abcd\)，注意是小端法，按照字节间反序得到偏移量编码为\(cdab896745230100\),进而得到整条指令编码为\(4042cdab896745230100\)