Режимы процессора. Для более полного понятия системы команд МП 80386 необходимо предварительно описать общую схему его работы и архитектуру. В данном реферате не раскрывается более подробно значения некоторых специфических слов и понятий, считая, что читатель предварительно ознакомился с МП 8086 и МП 80286 и имеет представление о их работе и архитектуре. Описываются только те функции МП 80386, которые отсутствуют или изменены в предыдущих моделях МП. МП 80386 имеет два режима работы: режим реальных адресов, называемый реальным режимом, и защищенный режим.
Реальный режим При подаче сигнала сброса или при включении питания устанавливается реальный режим, причем МП 80386 работает как очень быстрый МП 8086, но, по желанию программиста, с 32-разрядным расширением.
В реальном режиме МП 80386 имеет такую же базовую архитектуру, что и МП 8086, но обеспечивает доступ к 32-разрядным регистрам. Механизм адресации, размеры памяти и обработка прерываний МП 8086 полностью совпадают с аналогичными функциями МП 80386 в реальном режиме. Единственным способом выхода из реального режима является явное переключение в защищенный режим. В защищенный режим МП 80386 входит при установке бита включения защиты (РЕ) в нулевом регистре управления (CR0) с помощью команды пересылки (MOV to CR0) . Для совместимости с МП 80286 с целью установки бита РЕ может быть также использована команда загрузки слова состояния машины LMSW. Процессор повторно входит в реальный режим в том случае, если программа командой пересылки сбрасывает бит РЕ регистра CR2. Защищенный режим Полные возможности МП 80386 раскрываются в защищенном режиме.
Программы могут исполнять переключение между процессами с целью входа в задачи, предназначенные для режима виртуального МП 8086. Каждая такая задача проявляет себя в семантике МП 8086 (т.е. в отношениях между символами и приписываемыми им значениями независимо от интерпретирующего их оборудования) . Это позволяет выполнять на МП 80386 програмное обеспечение для МП 8086 - прикладную программу или целую операционную систему.
В то же время задачи для виртуального МП 8086 изолированы и защищены как друг от друга, так и от главной операционной системы МП 80386. Типы данных МП 80386 подразделяет память на 8-разрядные байты, 16-разрядные слова и 32-разрядные двойные слова.
Дополнительно МП 80386 поддерживает также следующие дополнительные типы данных. Неупакованный двоично-десятичный тип - распакованное байтовое представление десятичной цифры от 0 до 9. Распакованные десятичные числа хранятся как беззнаковые байтовые значения по одной цифре в каждом байте. Значение цифры определяется младшим полубайтом.
Старший полубайт должен быть равным нулю при делении и умножении, но может иметь любое значение при вычитании или сложении. Упакованный двоично-десятичный тип - упакованное байтовое представление двух десятичных цифр от 0 до 9. Каждая цифра хранится в своем полубайте. Цифра в старшем полубайте является более значимой. Диапазон упакованного десятичного байта составляет от 0 до 99. Битовое поле - непрерывная последовательность битов, в которой каждый бит рассматривается как независимая переменная.
Битовое поле может начинаться с любого бита любого байта и может быть длиной до 32 бит. Битовая строка подобно битовому полю, битовая строка является непрерывной последовательностью битов. Битовая строка может начинаться с любого бита любого байта и иметь длину до (2Е32-1) бит. Ближний указатель - 32-разрядный логический адрес, который представляет собой относительный адрес внутри сегмента. Ближние указатели используются как в сплошной, так и в сегментированной модели памяти.
Дальний указатель - 48-разрядный логический адрес из двух компонентов: 16-разрядного сегмента и 32-разрядного относительного адреса. Дальние указатели используются программистами тольком в том случае, когда конструкторы системы выбирают сегментированную организацию памяти. Целый тип знаковое двоичное значение, содержащееся в 32-разрядном двойном слове, 16-разрядном слове или 8-разрядном байте. Все операции предполагают представление чисел в дополнительном коде. Знаковый бит расположен в бите 7 в байте, в бите 15 в слове и в бите 31 в двойном слове. Он равен нулю для положительных чисел и единице для отрицательных.
Поскольку этот старший бит используется как знаковый, то 8-разрядное (байт) целое число может изменяться в диапазоне от -128 до +127,16-разрядное (слово) целое число в диапазоне от -32768 до +32767, а 32-разрядное (двойное слово) целое число в диапазоне от -2Е31 до +2Е31-1. Нулевое значение имеет положительный знак. Обычный тип беззнаковое двоичное значение, содержащееся в 32-разрядном двойном слове, 16-разрядном слове или 8-разрядном байте.
Все биты определяют величину числа. Строка непрерывная последовательность байтов, слов или двойных слов. Строка может содержать от 0 до 2Е32 -1 байтов или 4 Гбайтов. Регистры Регистр является устройством временного хранения данных и используется с целью облегчения арифметических, логических и пересылочных операций. Регистры МП 80386 являются расширением регистров прежних МП 8086,80186,80286. Все 16-разрядные регистры МП предыдущих поколений содержатся внутри 32-разрядной архитектуры.
Микропроцессор 80386 включает шесть непосредственно доступных программисту регистров селекторов сегментов, которые содержат указатели сегментов. Значения этих селекторов могут быть загружены при исполнении программы и являются специфичными для задачи. Это значит, что регистры сегментов перезагружаются автоматически при переключении МП 80386 на другую задачу. За регистрами селекторов сегментов стоят реальные регистры кэш-памяти сегментов, которые содержат описания сегментов, указываемых селектором.
Это сделано на аппаратном уровне для того, чтобы избежать дополнительной выборки из памяти в случае, когда требуется описание сегмента.