L'INDIRIZZAMENTO NEL PROCESSORE MC PARTE 1 -

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1 L'INDIRIZZAMENTO NEL PROCESSORE MC PARTE 1 - CALCOLATORI ELETTRONICI I CdL Ingegneria Biomedica (A-I) DIS - Università degli Studi di Napoli Federico II

2 Modi di indirizzamento Tecniche di indirizzamento: specificano come la CPU determina gli indirizzi effettivi (EA) degli operandi. A seconda della tecnica di indirizzamento un istruzione può :» calcolare a run time l indrizzo dell operando (accessi efficienti a dati strutturati: array, liste,..)» esprimere solo una parte dell indirizzo (indirizzo più corto)» utilizzare indirizzi relativi (codice rilocabile) In teoria sono possibili moltissimi modi di indirizzamento, ma nessun processore li supporta tutti

3 Modi di Indirizzamento del 68k

4 Register Direct Addressing L operando sorgente/destinazione di un istruzione è un registro dati/indirizzi: operando sorgente - il contenuto del registro specificato fornisce l operando sorgente. operando destinazione - il registro viene caricato con il valore specificato dall istruzione. MOVE.B D0,D3 SUB.L (A0),D3 Copia in D3 il valore contenuto in D0 Sottrae al valore contenuto in D3 il valore puntato da A0 CMP.W D2,D0 Confronta i primi 16 bit di D2 con i primi sedici di D0 ADD D3,D4 Somma al valore contenuto in D3 quello contenuto in D4

5 Register Direct Addressing Funzionamento MOVE.B D0,D1 L istruzione indica il registro dati D0 L operando sorgente è il registro dati D0 25 D0 D1 L istruzione MOVE.B D0,D1 usa registri dati sia per l operando sorgente che per quello destinazione

6 Register Direct Addressing Funzionamento MOVE.B D0,D1 L istruzione indica il registro dati D1 L operando sorgente è il registro dati D0 25 D0 D1 L operando destinazione è il registro dati D1

7 Register Direct Addressing Funzionamento MOVE.B D0,D1 L operando sorgente è il registro dati D D0 D1 L effetto di questa istruzione è quello di copiare il contenuto del registro dato D0 nel registro dati D1

8 Register Direct Addressing - Caratteristiche È veloce: non richiede accessi alla memoria esterna Istruzioni corte: il Register Direct Addressing richiede soltanto tre bit (otto registri) per ciascuno operando I programmatori usano il Register Direct Addressing per memorizzare variabili usate di frequente (scratchpad storage)

9 Immediate Addressing o literal L operando è espresso direttamente nell istruzione Può essere usato solo per operandi sorgente Si esprime anteponendo il simbolo # all operando sorgente Un operando immediato è anche chiamato literal Esempio: MOVE.B #4,D0 Usa l operando sorgente immediato 4

10 Immediate Addressing - Funzionamento MOVE.B #4,D0 L operando sorgente literal è parte dell istruzione D0 L istruzione MOVE.B #4,D0 usa un operando sorgente literal ed un operando destinazione register direct

11 Immediate Addressing - Funzionamento MOVE.B #4,D0 D0 L operando destinazione è un registro dati

12 Immediate Addressing - Funzionamento MOVE.B #4,D0 4 D0 L effetto di questa istruzione è quello di copiare il valore del literal 4 nel registro dati D0

13 Absolute Addressing (o Direct Addressing) L operando espresso nell istruzione specifica l indirizzo di memoria a cui accedere per leggere\scrivere il valore su cui agire Per accedere all operando effettivo richiede, oltre quello già eseguito per prelevare l istruzione, un ulteriore accesso in memoria Esempio: CLR.B $1000 azzera il contenuto della locazione di memoria $1000

14 Absolute Addressing - Funzionamento Memor y MOVE.B $1000,D0 Operando sorgente specificato con absolute addressing $ $1000 è l indirizzo di memoria dell operando sorgente D0 L operando destinazione è referenziato tramite direct addressing (D0)

15 Absolute Addressing - Funzionamento Memor y L indirizzo dell operando forma parte dell istruzione MOVE.B $1000,D0 Questo è l operando effettivo $ D0 La CPU accede alla locazione di indirizzo $1000 per prelevare l operando effettivo cioè 42

16 Absolute Addressing - Funzionamento Memor y MOVE.B $1000,D0 $ D0 L effetto di MOVE.B $1000,D0 è quello di leggere il contenuto della locazione di memoria $1000 e copiarlo nel registro D0

17 Esempio modi fondamentali Il codice ad alto livello: char Z, Y = 27; Z = Y + 24; Può essere espresso in assembler 68K dal codice: ORG $400 MOVE.B Y,D0 ADD #24,D0 MOVE.B D0,Z Inizio del codice ORG $600 Inizio dell area dati Y DC.B 27 Memorizza la costante 27 in memoria Z DS.B 1 Riserva un byte per Z

18 Il Programma Assemblato ORG $ MOVE.B Y,D ADD.B #24,D A 13C MOVE.B D0,Z E STOP #$ * ORG $ B Y: DC.B Z: DS.B END $400

19 Mappa della Memoria del programma Memoria (forma numerica) Memoria (forma simbolica) MOVE.B Y,D ADD.B #24,D A 13 C MOVE.B D0,Z E STOP #$ B Y Z

20 Mappa della Memoria del programma Memoria (forma numerica) Memoria (forma simbolica) MOVE.B Y,D ADD.B #24,D A 13 C MOVE.B D0,Z E STOP #$2700 direct addressing (000600) B Y Z

21 Mappa della Memoria del programma Memoria (forma numerica) Memoria (forma simbolica) MOVE.B Y,D ADD.B #24,D A 13 C MOVE.B D0,Z E STOP #$2700 direct addressing (000601) B Y Z

22 Mappa della Memoria del programma Memoria (forma numerica) Memoria (forma simbolica) MOVE.B Y,D ADD.B #24,D A 13 C MOVE.B D0,Z E STOP #$2700 Operando literal B Y Z

23 Riepilogo modi fondamentali Register direct addressing- usato per variabili d uso frequente che conviene mantenere nei registri di macchina Literal (immediate) addressing- usato per valori costanti espressi direttamente dal programmatore Direct (absolute) addressing- usato per variabili che risiedono in memoria centrale

24 Address Register Indirect Addressing L operando è un Address Register in parentesi tonde: (A i ) Il registro indirizzo specificato contiene l indirizzo effettivo dell operando Il processore accede all operando puntato dal registro indirizzo Esempio:» MOVE.B (A0),D0

25 Address Register Indirect - Funzionamento A0 Memor y MOVE.B (A0),D0 Carica D0 con il contenuto della locazione puntata dal registro indirizzo A0 D0 D0 L istruzione specifica l operando sorgente come (A0)

26 Address Register Indirect - Funzionamento A0 $1000 Memor y MOVE.B (A0),D0 $ D0 D0 Il registro indirizzo A0 specificato nell istruzione contiene l indirizzo dell operando

27 Address Register Indirect - Funzionamento A0 $1000 Memor y MOVE.B (A0),D0 $ D0 Alla fine, il contenuto della locazione puntata da A0 viene copiato nel registro dati

28 Auto-increment (An)+ - Funzionamento Memor y A0 ADD.B (A0)+,D D0 (An)+: prima si accede alla locazione puntata dal registro indirizzo An, e poi si incrementa l indirzzo contenuto in An di una quantità (4 se l operando è Long-word, 2 se è Word e 1 se è Byte) pari alla dimensione dell operando

29 Auto-increment - Funzionamento Memor y A ADD.B (A0)+,D D0 Se A0 contiene il valore 1000 il valore (57), contenuto nella locazione di memoria puntata da A0, viene sommato al contenuto di D0 ( = 60)

30 Auto-increment - Funzionamento Memor y A ADD.B (A0)+,D D0 Eseguita la somma, il contenuto di A0 viene automaticamente incrementato (di 1 perché il codice operativo ADD.B opera su byte) e quindi punta alla locazione successiva

31 Auto-decrement -(An): (pre-decrement) Memory A MOVE.B D0,- (A0) D0 -(An): il contenuto del registro indirizzo è decrementato prima dell uso di una quantità pari alla dimensione dell operando

32 Alcuni richiami: Allocazione di un area Stack Si riserva una zona di memoria destinata ad implementare lo stack 0 CIMA memory stack FONDO 2 k -1

33 Alcuni richiami: Allocazione di un area Stack Si riserva una zona di memoria destinata ad implementare lo stack 0 CIMA memory stack SP Lo Stack Pointer (SP) punta al fondo dello stack FONDO 2 k -1

34 Alcuni richiami: PUSH 0 PUSH: Decrementa SP Move DATO, (SP) CIMA memory stack SP (Stack Pointer) punta all ultima locazione occupata SP FONDO 43 2 k -1

35 Alcuni richiami: PUSH 0 PUSH: Decrementa SP Move DATO, (SP) CIMA SP (Stack Pointer) punta all ultima locazione occupata SP FONDO memory stack 2 k -1

36 Alcuni richiami: PUSH 0 PUSH: Decrementa SP Move DATO, (SP) CIMA SP (Stack Pointer) punta all ultima locazione occupata SP FONDO memory stack 2 k -1

37 Alcuni richiami: POP 0 POP: Move (SP), DEST Incrementa SP CIMA SP (Stack Pointer) punta all ultima locazione occupata SP FONDO memory stack 2 k -1

38 Auto-decrement (pre-decrement) Memory A MOVE.B D0,- (A0) D0 MOVE.W D0,-(A0) L'istruzione esegue il push di D0 sullo stack a cui punta A0 che funge da stack pointer.

39 Auto-decrement - Funzionamento Memor y A MOVE.B D0,- (A0) D0 A0 viene preventivamente decrementato di 1 (MOVE.B), quindi punta alla locazione di memoria 1000

40 Based Addressing Based Addressing (indirizzamento indiretto con displacement): EA=disp 16 + [A n ]» 16 bit dell istruzione specificano il Displacement (disp 16 )» Il contenuto del registro A n specifica il base address Es. MOVE 4(A0),D1 EA = 4 + [A0]; effettua l operazione M[EA] D1

41 Based Addressing Usato per accedere array e tabelle di cui si conosca, ad assembly time, la posizione relativa: MOVE.L #TABLE,A0 MOVE 0(A0),D0 MOVE 2(A0),D1 MOVE 4(A0),D2 TABLE DC.W 1000,2000,3000 D0 contiene il primo valore della tabella D1 contiene il secondo valore D2 contiene il terzo valore

42 Istruzione LEA Load Effective Address MOVE.W LEA ORG $2000 ARRAY,A0 ARRAY,A0 A0 contiene il valore 12 ARRAY DC.W 12,15,30,5 END LEA Carica l indirizzo dell operando anziché il valore. MOVE.W ARRAY,A0 LEA ARRAY,A0 ORG $2000 A0 contiene il valore $2000 (indirizzo del primo elemento di ARRAY) ARRAY DC.W 12,15,30,5 END

43 Un altro esempio di impiego dell'istruzione LEA LEA ARRAY,A0 * A0 $2000 MOVE.W 4(A0),D0 * D0 8 LEA 4(A0),A1 * A1 $2004 ORG $2000 ARRAY DC.W 12,4,8 $2000 $2002 $2004 Memoria

44 BASED INDEX: EA= #d + A j + R i L Effective Address si ottiene sommando tre componenti: 1. Displacement (opzionale)- #d intero con segno su 8 bit 2. Base register - registro indirizzi A j contenente il base address 3. Index register registro indirizzi o registro dati R i contenente l offset MOVE.W (A0, D6), D2 M[[A0]+[D6)]] D2 MOVE.W DISP(A4,D3), D5 M[[A4]+[D3]+DISP] D5 Displacement Base Register Index Register

45 Based Indexed with displacement MOVE 0(A0,D0),D1 effettua l operazione M[EA] D1 Memory Address Value $ $ $ $ $ $100A 0007 EA= =1002 Registers A D D1 0009

46 Relative Indexed Addressing PC relative Addressing: EA=disp16+[PC] L Effective Address si ottiene sommando al valore corrente del PC il displacement (8-16 bit) specificato nell istruzione MOVE $100(PC),D1 effettua M[EA] D1 EA= $100 + [PC] Program Counter indexed: EA=disp 8 +[PC]+[Xn] MOVE $0A(PC,D0),D1 M[EA] D1 EA = $0A+[PC]+[D0] Il Relative Indexed Addressing è usato, in genere, per saltare ad aree di memoria read-only contenenti dati o istruzioni