(转)处理器架构、指令集和汇编语言,三者有何关系?
2014-09-16 18:16
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先给一个简略回答,下面再阐述理由。
1.处理器架构和处理器指令集的关系式什么?
答:没有特别的对应关系。采用x86指令集也可以用MIPS的微结构,MIPS的指令集也可以用在x86处理器的微结构上。
2.是否指令集
决定了处理器的架构?
答:否。
3.MIPS属于处理器架构还是还是指令集的一种?
答:一般情况下说MIPS指的是MIPS指令集,如果要提及具体的处理器微结构,会说MIPS R4000,R10000等。
4.汇编语言的种类和处理器架构的关系?
答:没有特别的对应关系。见1.
先说汇编语言,比如 add r1, r2, r3
在不同的汇编语言里它有不同的意思,一个简单的区别是,它有可能是代表r1=r2+r3 , 也有可能是代表r3=r2+r1。
再说指令集架构(Instruction Set Architecture,ISA)
它规定了处理器如何识别这些汇编指令,以及如何与上层交互。例如说add r1, r2, r3,在某种指令集里面,1010代表add,所以这条指令的指令码部分就是1010,在有的指令集里面,0000代表add,所以同样的二进制串在不同的指令集下有不同的解读。
最后是处理器微结构(micro-architecture)
处理器识别了这些指令之后,如何执行这些指令就是微结构的事情。比如你可以设计三个加法ALU,在一个周期里面同时执行三条加法指令,也可以设计一个加法+两个乘法ALU,在一个周期里面同时执行一条加法+两条乘法指令。
选择什么样的微结构大体上不太受到上层指令集架构的影响,事实上现在各大指令集下所出现的微结构同宗同源,没有什么本质区别,x86可以弄顺序单发射,MIPS等指令集也可以走乱序四发射路线,反之亦然。RISC与CISC在Cortex-A8以上级别处理器里面没什么区别。
有一种情况下,指令集架构会影响到微结构中某些部分的设计,有一些指令集会规定一些特别的特性需要底层硬件支持,例如谓词执行(Predication Execution), 以上面的add r1,r2,r3举个例子,这条指令谓词化过后可以变成 add r1,r2,r3 if r0!=0,意思是当r0不等于0时,这条add指令才生效。这种特性可以帮助编译器调度、削减不必要的分支指令,因此现在x86,ARM指令集都支持这个特性,这个特性会对OoO调度带来一些影响,但是并非本质区别。
1.处理器架构和处理器指令集的关系式什么?
答:没有特别的对应关系。采用x86指令集也可以用MIPS的微结构,MIPS的指令集也可以用在x86处理器的微结构上。
2.是否指令集
决定了处理器的架构?
答:否。
3.MIPS属于处理器架构还是还是指令集的一种?
答:一般情况下说MIPS指的是MIPS指令集,如果要提及具体的处理器微结构,会说MIPS R4000,R10000等。
4.汇编语言的种类和处理器架构的关系?
答:没有特别的对应关系。见1.
先说汇编语言,比如 add r1, r2, r3
在不同的汇编语言里它有不同的意思,一个简单的区别是,它有可能是代表r1=r2+r3 , 也有可能是代表r3=r2+r1。
再说指令集架构(Instruction Set Architecture,ISA)
它规定了处理器如何识别这些汇编指令,以及如何与上层交互。例如说add r1, r2, r3,在某种指令集里面,1010代表add,所以这条指令的指令码部分就是1010,在有的指令集里面,0000代表add,所以同样的二进制串在不同的指令集下有不同的解读。
最后是处理器微结构(micro-architecture)
处理器识别了这些指令之后,如何执行这些指令就是微结构的事情。比如你可以设计三个加法ALU,在一个周期里面同时执行三条加法指令,也可以设计一个加法+两个乘法ALU,在一个周期里面同时执行一条加法+两条乘法指令。
选择什么样的微结构大体上不太受到上层指令集架构的影响,事实上现在各大指令集下所出现的微结构同宗同源,没有什么本质区别,x86可以弄顺序单发射,MIPS等指令集也可以走乱序四发射路线,反之亦然。RISC与CISC在Cortex-A8以上级别处理器里面没什么区别。
有一种情况下,指令集架构会影响到微结构中某些部分的设计,有一些指令集会规定一些特别的特性需要底层硬件支持,例如谓词执行(Predication Execution), 以上面的add r1,r2,r3举个例子,这条指令谓词化过后可以变成 add r1,r2,r3 if r0!=0,意思是当r0不等于0时,这条add指令才生效。这种特性可以帮助编译器调度、削减不必要的分支指令,因此现在x86,ARM指令集都支持这个特性,这个特性会对OoO调度带来一些影响,但是并非本质区别。
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