Linux 核心--14.處理器

2024-07-26 00:31:26

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供稿：網(wǎng)友

第十三章　處理器

linux可以運行在許多類型的處理器上，本章將給出對它們的簡單描敘。　

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)備如移動電話和PDA中廣泛使用。共有31個　32位寄存器而其中16個可以在任何模式下看到。它的指令為簡單的加載與存儲指令（從內(nèi)存中加載某個值，　執(zhí)行完操作后再將其放回內(nèi)存）。ARM一個有趣的特點是它所有的指令都帶有條件。例如你可以測試某個　寄存器的值但是直到下次你使用同一條件時進行測試時，你才能有條件的執(zhí)行這些指令。另一個特征是可以　在加載數(shù)值的同時進行算術(shù)和移位操作。它可以在幾種模式下操作，包括通過使用SWI（軟件中斷）指令從　用戶模式進入的系統(tǒng)模式。　

ARM處理器是一個綜合體，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協(xié)處理器接口進行緊耦合。它還包括幾種內(nèi)存管理單元的變種，包括簡單的　內(nèi)存保護到復(fù)雜的頁面層次。　

13.3　　Alpha　AXP處理器
Alpha　AXP是一種64位的load/store類型的RISC處理器，其設(shè)計目標(biāo)就是高速度。它所有的寄存器都是64位；　還擁有32個整數(shù)寄存器和32個浮點數(shù)寄存器。第31個整數(shù)與浮點數(shù)寄存器被用來進行空操作。對它們讀將　得到0，對它們的寫沒有什么影響。所有的指令都是32位并且內(nèi)存操作不是寫就是讀。這種結(jié)構(gòu)允許不同的　實現(xiàn)。　

不能對內(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內(nèi)存中的計數(shù)器　則必須先讀入寄存器，修改后再寫回。指令之間的相互操作僅僅通過其中一個對寄存器和內(nèi)存位置的寫入而　另一個從寄存器或內(nèi)存位置讀出而進行。Alpha　AXP處理器的一個有趣的特征是包含可產(chǎn)生標(biāo)志位的指令。　如測試兩個寄存器中的值是否相等，其結(jié)果沒有存放在處理器狀態(tài)寄存器中而是放在第3個寄存器里。初　看起來好象很奇怪，但是刪除對狀態(tài)寄存器的依賴關(guān)系將更加容易構(gòu)造一個超標(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)寄存器等待而浪費執(zhí)行時間。缺少對內(nèi)存的直接操作以及大量　寄存器對多發(fā)射結(jié)構(gòu)也有幫助。　

Alpha　AXP結(jié)構(gòu)使用叫做特權(quán)體系庫代碼（PALcode）的一組子程序。此PALcode依賴于特定的操作系統(tǒng)、　Alpha　AXP體系的CPU實現(xiàn)以及系統(tǒng)硬件。這些子程序為操作系統(tǒng)提供了上下文切換、中斷、異常和內(nèi)存　管理原語。它們可以由硬件或者通過CALL_PAL指令來調(diào)用。PALcode使用標(biāo)準(zhǔn)的Alpha　AXP匯編代碼寫成并　做了一些擴展以提供對底層硬件指令的直接訪問，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，此時它將停止一些系統(tǒng)事件的發(fā)生并允許PALcode對物理系統(tǒng)硬件進行完全的控制。

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