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第十三章 處理器


Linux可以運(yùn)行在許多類(lèi)型的處理器上，本章將給出對(duì)它們的簡(jiǎn)單描敘。 


13.1  X86
省略 


13.2  ARM
ARM處理器是一種低功耗高性能的32位RISC處理器。它在嵌入式設(shè)備如移動(dòng)電話和PDA中廣泛使用。共有31個(gè) 32位寄存器而其中16個(gè)可以在任何模式下看到。它的指令為簡(jiǎn)單的加載與存儲(chǔ)指令（從內(nèi)存中加載某個(gè)值， 執(zhí)行完操作后再將其放回內(nèi)存）。ARM一個(gè)有趣的特點(diǎn)是它所有的指令都帶有條件。例如你可以測(cè)試某個(gè) 寄存器的值但是直到下次你使用同一條件時(shí)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，你才能有條件的執(zhí)行這些指令。另一個(gè)特征是可以 在加載數(shù)值的同時(shí)進(jìn)行算術(shù)和移位操作。它可以在幾種模式下操作，包括通過(guò)使用SWI（軟件中斷）指令從 用戶模式進(jìn)入的系統(tǒng)模式。 

ARM處理器是一個(gè)綜合體，ARM公司自身并不制造微處理器。它們是有ARM的合作伙伴（Intel或LSI）制造。 ARM還允許將其他處理器通過(guò)協(xié)處理器接口進(jìn)行緊耦合。它還包括幾種內(nèi)存管理單元的變種，包括簡(jiǎn)單的 內(nèi)存保護(hù)到復(fù)雜的頁(yè)面層次。 


13.3  Alpha AXP處理器
Alpha AXP是一種64位的load/store類(lèi)型的RISC處理器，其設(shè)計(jì)目標(biāo)就是高速度。它所有的寄存器都是64位； 還擁有32個(gè)整數(shù)寄存器和32個(gè)浮點(diǎn)數(shù)寄存器。第31個(gè)整數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)寄存器被用來(lái)進(jìn)行空操作。對(duì)它們讀將 得到0，對(duì)它們的寫(xiě)沒(méi)有什么影響。所有的指令都是32位并且內(nèi)存操作不是寫(xiě)就是讀。這種結(jié)構(gòu)允許不同的 實(shí)現(xiàn)。 

不能對(duì)內(nèi)存中數(shù)值的操作，所有的數(shù)據(jù)操作都是在寄存器中完成。所以如果你試圖遞增一個(gè)內(nèi)存中的計(jì)數(shù)器 則必須先讀入寄存器，修改后再寫(xiě)回。指令之間的相互操作僅僅通過(guò)其中一個(gè)對(duì)寄存器和內(nèi)存位置的寫(xiě)入而 另一個(gè)從寄存器或內(nèi)存位置讀出而進(jìn)行。Alpha AXP處理器的一個(gè)有趣的特征是包含可產(chǎn)生標(biāo)志位的指令。 如測(cè)試兩個(gè)寄存器中的值是否相等，其結(jié)果沒(méi)有存放在處理器狀態(tài)寄存器中而是放在第3個(gè)寄存器里。初 看起來(lái)好象很奇怪，但是刪除對(duì)狀態(tài)寄存器的依賴(lài)關(guān)系將更加容易構(gòu)造一個(gè)超標(biāo)量多發(fā)射CPU體系結(jié)構(gòu)。在 不相關(guān)寄存器中的指令將不必為從單一狀態(tài)寄存器等待而浪費(fèi)執(zhí)行時(shí)間。缺少對(duì)內(nèi)存的直接操作以及大量 寄存器對(duì)多發(fā)射結(jié)構(gòu)也有幫助。 

Alpha AXP結(jié)構(gòu)使用叫做特權(quán)體系庫(kù)代碼（PALcode）的一組子程序。此PALcode依賴(lài)于特定的操作系統(tǒng)、 Alpha AXP體系的CPU實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)硬件。這些子程序?yàn)椴僮飨到y(tǒng)提供了上下文切換、中斷、異常和內(nèi)存 管理原語(yǔ)。它們可以由硬件或者通過(guò)CALL_PAL指令來(lái)調(diào)用。PALcode使用標(biāo)準(zhǔn)的Alpha AXP匯編代碼寫(xiě)成并 做了一些擴(kuò)展以提供對(duì)底層硬件指令的直接訪問(wèn)，如內(nèi)部處理器寄存器。PALcode在一種叫PALmode的特權(quán) 模式下執(zhí)行，此時(shí)它將停止一些系統(tǒng)事件的發(fā)生并允許PALcode對(duì)物理系統(tǒng)硬件進(jìn)行完全的控制。 




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