本科系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課件 chapter2-2

§2尋址方式

尋址方式：是指令按什么方式尋找（訪問）到所需的操作數(shù)或信息的。尋址方式分析

邏輯地址與主存物理地址

尋址方式分析面向主存：主要訪問內(nèi)存，少量訪問寄存器面向通用寄存器：多數(shù)在寄存器，少量在內(nèi)存面向堆棧：主要在堆棧，可減輕編譯負(fù)擔(dān)尋址方式的種類寄存器尋址ADDR4,R3R4<-R4+R3立即尋址ADDR4,#3R4<-R4+3直接尋址ADDR1,(2000)R1<-R1+M[2000]間接尋址ADDR4,(R1)R4<-R4+M[R1]相對尋址ADDR4,100(R1)R4<-R4+M[100+R1]尋址方式的種類（續(xù)）變址尋址ADDR3,(R1+R2)R3<-R3+M[R1+R2]寄存器間接尋址ADDR1,@(R3)R1<-R1+M[M[R3]]自增自減尋址ADDR1,(R2)+R1<-R1+M[R2]R2<-R2+d比例尋址ADDR1,100(R2)[R3]R1<-R1+M[100+R2+R3*d]尋址方式在指令中的指明方式操作碼占用位DJS200中：操作碼中2位表示地址碼設(shè)置尋址方式字段VAX-11的4位尋址靈活、操作碼短，需專門的尋址方式位字段使用概率分析法分析尋址方式例1：在VAX指令集機(jī)器上運行g(shù)cc、Spice和Tex基準(zhǔn)程序，各種尋址方式的分布如下圖：0%70%60%50%40%30%20%10%6%1%1%0%16%6%24%3%11%43%17%39%32%55%40%TexSpicegcc存儲器間接尋址變址尋址寄存器間接尋址立即尋址偏移尋址尋址方式參數(shù)大小選擇

例2：在某R-R機(jī)器上運行SPECint92和SPECfp92進(jìn)行測試，結(jié)果分布如下：0246810121416SPECint92SPECfp920%5%10%15%20%25%30%占偏移尋址方式百分比Log2(偏移量大小)

可見：偏移量字段為12-16位時，能表示75%-99%的訪問頻率，字段長應(yīng)設(shè)置為12-16位。

結(jié)論：根據(jù)尋址方式的頻率分布，確定滿足大多數(shù)要求的尋址范圍，與操作碼長度組合決定尋址長度。邏輯地址與主存物理地址

邏輯地址：程序員編寫程序時使用的地址。物理地址：程序在主存中的實際地址。一般來講，邏輯地址的空間大于物理地址的空間。如邏輯地址為32位，即232=4GB物理地址只有256MB映射實際上是壓縮。靜態(tài)再定位：用軟件方法把目標(biāo)程序的邏輯地址變換成物理地址，而在程序的執(zhí)行過程中，物理地址不再改變。動態(tài)再定位：在執(zhí)行每條指令時才形成訪存物理地址的方法。通過基址尋址。變址尋址：支持向量、數(shù)組，實現(xiàn)循環(huán)；基址尋址：支持邏輯地址到物理地址的變換，實現(xiàn)動態(tài)再定位；存儲保護(hù)：設(shè)置多對上、下界寄存器。整數(shù)邊界存儲

保證訪存速度造成浪費字