Какая информация содержится в регистре задачи

Какая информация содержится в регистре задачи thumbnail

Аннотация: Цель лекции: рассмотреть состав, назначение и особенности использования различных групп регистров, входящих в состав универсального микропроцессора. Состав, структура и назначение регистров микропроцессора являются важной чертой его архитектуры и во многом определяют его функциональные возможности. Поэтому изучение этого вопроса весьма важно для понимания дальнейшего материала.

Регистровая структура универсального
микропроцессора

В универсальном 32-разрядном микропроцессоре выделяют следующие группы регистров:

  • основные функциональные регистры;
  • регистры процессора с плавающей точкой;
  • системные регистры;
  • регистры отладки и тестирования.

Первые две группы регистров используются прикладными программами, последние две группы – системными программами, имеющими наивысший уровень привилегий.

Рассмотрим каждую из этих групп подробнее.

Основные функциональные регистры

В состав регистров этой группы входят:

  • регистры общего назначения;
  • регистр указателя команд;
  • регистр флагов;
  • сегментные регистры.

Состав и структура регистров общего назначения представлены на рис. 2.1.

Блок состоит из восьми 32-разрядных регистров. К каждому из них можно обращаться как к одному двойному слову (32 разряда).

Отметим, что понятие “слово” в данной архитектуре не идентично разрядности микропроцессора. Исторически сложилось так, что под словом понимается единица информации длиной 2 байта, или 16 двоичных разрядов. К младшим 16 разрядам регистров общего назначения можно обращаться так же, как и в 16-разрядном микропроцессоре (AX, BX…SP). Четыре 16-разрядных регистра AX, BX, CX, DX допускают обращение отдельно к своему старшему и младшему байту. Тем самым регистры позволяют на программном уровне работать либо с восемью 32-разрядными, либо с восемью 16-разрядными, либо с восемью 8-разрядными регистрами.

Регистры общего назначения

Рис.
2.1.
Регистры общего назначения

Все эти регистры используются для хранения промежуточных результатов вычислений и составных частей адреса при различных режимах адресации операндов, расположенных в памяти.

Кроме того, ряд регистров этого блока имеют свое, присущее только им назначение:

  • EAX/AX/AL – регистр-аккумулятор, используется для сокращения длины команды при работе с непосредственными операндами;
  • AX/AL – приемник (источник) данных в командах ввода (вывода) данных из (в) внешнего устройства;
  • DX – определяет адрес ВУ в командах ввода (вывода) данных;
  • ECX – используется в качестве счетчика циклов в командах циклов;
  • BP, SP – используются при работе со стеком;
  • ESI, EDI ( DI, SI ) – определяют положение строк в памяти в командах обработки строк.

Регистр указателя команд и регистр флагов имеют длину 32 разряда.

Младшее слово каждого из этих регистров (разряды 0-15) функционально соответствует аналогичным разрядам в 16-разрядном микропроцессоре (рис. 2.2).

Регистр указателя команд и регистр флагов

Рис.
2.2.
Регистр указателя команд и регистр флагов

Регистр указателя команд EIP хранит смещение адреса команд относительно начала сегмента кода (сегмента команд).

Регистр флагов EFLAGS содержит признаки результата выполненной команды, а также разряды, управляющие работой микропроцессора: обработкой маскированных прерываний, последовательностью вызываемых задач, вводом-выводом и рядом других действий. Из этих флагов рассмотрим только наиболее значимые и интересные с точки зрения дальнейшего изучения работы микропроцессора.

К битам состояния регистра флагов относятся:

  • ZF – признак нуля результата ( ZF = 1, если все разряды результата равны 0);
  • SF – знак результата ( SF = 1, если старший разряд результата равен 1, то есть если результат отрицательный);
  • OF – признак переполнения ( OF = 1, если при выполнении арифметических операций над числами со знаком происходит переполнение разрядной сетки);
  • CF – флаг переноса ( CF = 1, если выполнение операции сложения приводит к переносу за пределы разрядной сетки), устанавливается также в некоторых других операциях;
  • PF – признак четности (дополняет до нечетного числа единиц младший байт результата);
  • AF – флаг полупереноса (используется при операциях над двоичнодесятичными числами);
  • DF – устанавливается пользователем и определяет порядок обработки строк символов в соответствующих командах: декремент (при DF = 1 ) или инкремент (при DF = 0 ) содержимого индексных регистров ESI, EDI ( SI, DI ) после обработки одного символа.
Читайте также:  Где содержится витамин в12 в каких растительных продуктах

В состав флагов управления входят:

  • IF – флаг прерываний (при IF = 1 разрешается обработка маскированных аппаратных прерываний);
  • TF – флаг ловушки, или трассировки (при ТF = 1 после выполнения каждой команды возникает прерывание, используемое отладчиками;);
  • NТ – бит вложенной задачи (показывает, что данная задача была вызвана из другой программы, аналогично подпрограмме, и возврат из этой задачи должен проводиться по механизму переключения задач);
  • IOPL – 2-разрядное поле уровня привилегий ввода/вывода (определяет уровень привилегий программ, которым разрешено выполнение операции ввода-вывода);
  • VM – режим виртуального микропроцессора i8086 (при работе микропроцессора в защищенном режиме установка VM = 1 вызывает переключение в режим виртуального микропроцессора i8086; в этом случае микропроцессор функционирует как быстрый МП i8086, но реализует механизмы защиты памяти, страничной адресации и ряд других дополнительных возможностей; бит VM может быть установлен только в защищенном режиме).

Блок сегментных регистров состоит из шести 16-разрядных регистров, которые указывают на различные сегменты, расположенные в памяти компьютера:

  • CS ( Code Segment ) – сегмент кода программы;
  • DS ( Data Segment ) – сегмент данных;
  • SS ( Stack Segment ) – сегмент стека;
  • ES, FS, GS – дополнительные сегменты данных.

При работе микропроцессора в реальном режиме в сегментном регистре содержатся старшие 16 разрядов 20-разрядного базового адреса сегмента. Физический адрес начала сегмента получается умножением этой величины на 16:

A_{mbox{баз  сегм}}=mbox{(сегментный регистр)}*16

Получающийся 20-разрядный адрес позволяет адресовать память емкостью 220байт = 1 Мбайт. При этом сегменты имеют постоянную длину 216байт. Разработчики первых персональных компьютеров полагали, что оперативная память, большая чем 1 Мбайт, никогда не потребуется пользователю, поэтому вся архитектура строилась исходя именно из этого положения.

При переходе к 32-разрядной архитектуре стало необходимым обеспечить возможность адресации памяти емкостью до 232байт. Кроме того, введение защищенного режима работы микропроцессора потребовало хранения большого количества дополнительной информации о сегменте: его длине, которая стала переменной, уровне привилегий, его типе и т. д. Простое увеличение разрядности сегментных регистров до 32 бит не обеспечило бы возможности хранения всей этой информации. Поэтому все данные о сегменте стали размещаться в специальных структурах – дескрипторах (описателях) сегментов, которые хранятся в таблицах дескрипторов, расположенных в памяти, а сегментные регистры, сохранив свою первоначальную длину в 16 разрядов, содержат так называемый селектор (указатель), который используется для того, чтобы найти нужный дескриптор в этих таблицах.

Регистры процессора с плавающей точкой

К этой группе регистров относятся (рис. 2.3):

  • регистры данных;
  • регистры тегов;
  • регистр состояния;
  • указатели команд и данных FPU;
  • регистр управления FPU.

Источник

Главная / Аппаратное обеспечение /
Архитектура микропроцессоров / Тест 2

Упражнение 1:

Номер 1

Какие группы регистров входят в состав регистровой структуры МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) основные функциональные регистры&nbsp

&nbsp(2) регистры блока обработки чисел с плавающей запятой&nbsp

&nbsp(3) регистры блока таймеров-счетчиков&nbsp

&nbsp(4) системные регистры&nbsp

&nbsp(5) регистры управления прерыванием&nbsp

Номер 2

Какие регистры НЕ относятся к системным регистрам МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) регистры управления&nbsp

&nbsp(2) регистр флагов&nbsp

&nbsp(3) регистры системных адресов&nbsp

&nbsp(4) сегментные регистры&nbsp

Какая информация содержится в регистре задачи

Номер 3

Какие флаги входят в состав флагов управления регистра флагов универсального МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) флаг переполнения&nbsp

&nbsp(2) флаг разрешения маскируемых прерываний&nbsp

&nbsp(3) флаг вложенной задачи&nbsp

&nbsp(4) флаг приоритета прерывания&nbsp

&nbsp(5) флаг ловушки&nbsp

Упражнение 2:

Номер 1

Какова разрядность регистра GDTR МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) 16&nbsp

&nbsp(2) 32&nbsp

&nbsp(3) 48&nbsp

&nbsp(4) 64&nbsp

Номер 2

Каково назначение бита PE регистра управления CR0?

Ответ:

&nbsp(1) включение защищенного режима работы микропроцессора&nbsp

&nbsp(2) включение страничного механизма адресации&nbsp

&nbsp(3) разрешение кэширования страниц&nbsp

Номер 3

Какие группы регистров НЕ входят в состав регистровой структуры МП с архитектурой IA-32?

Читайте также:  Витамин в12 в каких комплексах содержится витамин

Ответ:

&nbsp(1) регистры блока обработки чисел с плавающей запятой&nbsp

&nbsp(2) регистры блока таймеров-счетчиков&nbsp

&nbsp(3) системные регистры&nbsp

&nbsp(4) регистры отладки и тестирования&nbsp

&nbsp(5) регистры управления прерыванием&nbsp

Упражнение 3:

Номер 1

Какие регистры относятся к системным регистрам МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) регистры управления&nbsp

&nbsp(2) регистр флагов&nbsp

&nbsp(3) регистры системных адресов&nbsp

&nbsp(4) сегментные регистры&nbsp

Номер 2

Каково назначение сегментных регистров универсального микропроцессора с архитектурой IA 32 в защищенном режиме работы микропроцессора?

Ответ:

&nbsp(1) хранение старших разрядов базового адреса сегмента&nbsp

&nbsp(2) хранение дескриптора сегмента&nbsp

&nbsp(3) хранение селектора логического адреса&nbsp

Номер 3

Какие поля содержатся в регистре данных FPU универсального МП при обработке чисел с плавающей запятой?

Ответ:

&nbsp(1) знак порядка&nbsp

&nbsp(2) порядок&nbsp

&nbsp(3) знак мантиссы&nbsp

&nbsp(4) мантисса&nbsp

Упражнение 4:

Номер 1

Какая информация содержится в регистре IDTR МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) базовый адрес таблицы дескрипторов прерываний&nbsp

&nbsp(2) селектор таблицы дескрипторов прерываний&nbsp

&nbsp(3) предел таблицы дескрипторов прерываний&nbsp

Номер 2

Какова разрядность регистра LDTR МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) 16&nbsp

&nbsp(2) 32&nbsp

&nbsp(3) 48&nbsp

&nbsp(4) 64&nbsp

Номер 3

Каково назначение регистра управления CR3?

Ответ:

&nbsp(1) этот регистр зарезервирован&nbsp

&nbsp(2) хранение линейного адреса ошибки страницы&nbsp

&nbsp(3) хранение базового адреса каталога таблиц страниц&nbsp

&nbsp(4) управление работой и определение состояния микропроцессора&nbsp

Упражнение 5:

Номер 1

Какие регистры входят в состав группы основных функциональных регистров МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) регистры общего назначения&nbsp

&nbsp(2) регистр флагов&nbsp

&nbsp(3) регистр приоритетов прерываний&nbsp

Номер 2

Сколько 32-разрядных регистров входят в состав регистров общего назначения МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) 4&nbsp

&nbsp(2) 8&nbsp

&nbsp(3) 16&nbsp

&nbsp(4) 32&nbsp

&nbsp(5) 64&nbsp

Номер 3

Каково назначение сегментных регистров микропроцессора с архитектурой IA 32 в реальном режиме работы микропроцессора?

Ответ:

&nbsp(1) хранение старших разрядов базового адреса сегмента&nbsp

&nbsp(2) хранение дескриптора сегмента&nbsp

&nbsp(3) хранение селектора логического адреса&nbsp

Упражнение 6:

Номер 1

Сколько разрядов может быть отведено под представление порядка в регистре флагов FPU?

Ответ:

&nbsp(1) 7&nbsp

&nbsp(2) 10&nbsp

&nbsp(3) 22&nbsp

&nbsp(4) определяется состоянием регистра управления FPU&nbsp

Номер 2

Каково назначение бита PG регистра управления CR0?

Ответ:

&nbsp(1) включение защищенного режима работы микропроцессора&nbsp

&nbsp(2) включение страничного механизма адресации&nbsp

&nbsp(3) разрешение кэширования страниц&nbsp

Номер 3

Каково назначение регистров отладки и тестирования МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) управление отладкой с использованием контрольных точек&nbsp

&nbsp(2) управление тестирование системных регистров микропроцессора&nbsp

&nbsp(3) управление тестированием кэш-памяти&nbsp

&nbsp(4) управление тестированием TLB&nbsp

Упражнение 7:

Номер 1

Какие регистры НЕ входят в состав группы основных функциональных регистров МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) регистры общего назначения&nbsp

&nbsp(2) указатель команд&nbsp

&nbsp(3) регистр флагов&nbsp

&nbsp(4) регистр приоритетов прерываний&nbsp

&nbsp(5) сегментные регистры&nbsp

Номер 2

К какому количеству 16-разрядных регистров возможно обращение в блоке регистров общего назначения МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) 8&nbsp

&nbsp(2) 16&nbsp

&nbsp(3) 32&nbsp

Номер 3

Сколько сегментных регистров входит в состав МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) 4&nbsp

&nbsp(2) 6&nbsp

&nbsp(3) 8&nbsp

&nbsp(4) 16&nbsp

Упражнение 8:

Номер 1

Каково назначение регистра тегов блока обработки чисел с плавающей запятой в МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) управление обработкой маскируемых прерываний&nbsp

Читайте также:  В каких маслах содержится ретинол

&nbsp(2) управление порядком выполнения команд ввода-вывода&nbsp

&nbsp(3) управление включением страничного режима&nbsp

&nbsp(4) управление порядком обработки задач&nbsp

&nbsp(5) хранение признаков результатов выполненных команд&nbsp

Номер 2

Каково назначение регистра тегов блока обработки чисел с плавающей запятой в МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) расширить разрядность соответствующего регистра данных при возникновении переполнения в арифметических операциях с плавающей запятой&nbsp

&nbsp(2) сократить время выполнения операций с плавающей запятой в случае особого состояния регистра данных (ноль, бесконечность)&nbsp

&nbsp(3) обеспечить выявление некоторых некорректных операций над данными (при незаполненности соответствующего регистра данных)&nbsp

Номер 3

Каково назначение регистра управления CR1?

Ответ:

&nbsp(1) этот регистр зарезервирован&nbsp

&nbsp(2) хранение линейного адреса ошибки страницы&nbsp

&nbsp(3) хранение базового адреса каталога таблиц страниц&nbsp

&nbsp(4) управление работой и определение состояния микропроцессора&nbsp

Упражнение 9:

Номер 1

Какие регистры входят в состав FPU микропроцессора с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) регистры данных&nbsp

&nbsp(2) сегментные регистры&nbsp

&nbsp(3) регистры тэгов&nbsp

&nbsp(4) регистр состояния&nbsp

&nbsp(5) регистр управления страничным преобразованием адреса&nbsp

Номер 2

К какому количеству 8-разрядных регистров возможно обращение в блоке регистров общего назначения МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) 8&nbsp

&nbsp(2) 16&nbsp

&nbsp(3) 32&nbsp

Номер 3

Какая информация содержится в регистре управления FPU?

Ответ:

&nbsp(1) указатель стека блока регистров данных&nbsp

&nbsp(2) маска прерывания ошибок FPU&nbsp

&nbsp(3) признаки ошибок при выполнении команд FPU&nbsp

&nbsp(4) управление округлением&nbsp

&nbsp(5) управление точностью&nbsp

Упражнение 10:

Номер 1

Какая информация содержится в регистре LDTR МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) базовый адрес локальной таблицы дескрипторов&nbsp

&nbsp(2) селектор локальной таблицы дескрипторов&nbsp

&nbsp(3) предел локальной таблицы дескрипторов&nbsp

Номер 2

Какова разрядность регистра LDTR МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) 16&nbsp

&nbsp(2) 32&nbsp

&nbsp(3) 48&nbsp

&nbsp(4) 64&nbsp

Номер 3

Каково назначение регистра управления CR2?

Ответ:

&nbsp(1) этот регистр зарезервирован&nbsp

&nbsp(2) хранение линейного адреса ошибки страницы&nbsp

&nbsp(3) хранение базового адреса каталога таблиц страниц&nbsp

&nbsp(4) управление работой и определение состояния микропроцессора&nbsp

Упражнение 11:

Номер 1

Какие регистры НЕ входят в состав FPU микропроцессора с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) регистры данных&nbsp

&nbsp(2) регистры тэгов&nbsp

&nbsp(3) регистр состояния&nbsp

&nbsp(4) сегментные регистры&nbsp

Номер 2

Какие флаги входят в состав флагов состояния регистра флагов универсального МП с архитектурой IA 32?

Ответ:

&nbsp(1) флаг переполнения&nbsp

&nbsp(2) флаг знака&nbsp

&nbsp(3) флаг разрешения маскируемых прерываний&nbsp

Номер 3

Какая информация содержится в регистре состояния FPU?

Ответ:

&nbsp(1) указатель стека блока регистров данных&nbsp

&nbsp(2) флаг стека блока регистров данных&nbsp

&nbsp(3) маска прерывания ошибок FPU&nbsp

&nbsp(4) признаки ошибок при выполнении команд FPU&nbsp

&nbsp(5) линейный адрес команды, вызвавшей ошибку при выполнении команды FPU&nbsp

Упражнение 12:

Номер 1

Какая информация содержится в регистре GDTR МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) базовый адрес глобальной таблицы дескрипторов&nbsp

&nbsp(2) селектор глобальной таблицы дескрипторов&nbsp

&nbsp(3) предел глобальной таблицы дескрипторов&nbsp

Номер 2

Какова разрядность регистра IDTR МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) 16&nbsp

&nbsp(2) 32&nbsp

&nbsp(3) 48&nbsp

&nbsp(4) 64&nbsp

Номер 3

Какая информация содержится в регистре TR МП с архитектурой IA-32?

Ответ:

&nbsp(1) базовый адрес глобальной таблицы дескрипторов&nbsp

&nbsp(2) базовый адрес дескриптора сегмента состояния задачи&nbsp

&nbsp(3) селектор глобальной таблицы дескрипторов&nbsp

&nbsp(4) селектор дескриптора сегмента состояния задачи&nbsp

&nbsp(5) предел глобальной таблицы дескрипторов&nbsp

&nbsp(6) предел сегмента состояния задачи&nbsp

Какая информация содержится в регистре задачи

Источник