A verem két felső szavának cseréje (4.17. ábra)

Máté: Architektúrák 7. előadás 1

A verem két felső szavának cseréje (4.17. ábra)

Megállapodás szerint TOS tartalmazza a verem tetején lévő szót! Ez többnyire előny.

swap1 MAR = SP – 1; rd // A 2. szó címe, olvasás MAR → Bswap2 MAR = SP // MAR a verem tetejére mutat MAR → A

MDR B

SP → AB




MDR Bswap3 H = MDR; wr // 2. szó H-ba, verem tetejére H = B

MDR (MAR)swap4 MDR = TOS // verem régi teteje MDR = A

swap4-ben előny, hogy TOS tartalmazza a verem tetején lévő szót.

SP → BB




MDR Bswap3 H = MDR; wr // 2. szó H-ba, verem tetejére H = B

MDR (MAR)swap4 MDR = TOS // verem régi teteje MDR = Aswap5 MAR = SP – 1; wr // a 2. szóba MAR → B

MDR (MAR)swap6 TOS = H; goto Main1 // TOS frissítése

swap6-ban hátrány, mert ez az utasítás csak azért kell, hogy TOS tartalmazza a verem tetején lévő szót.

SP → BA




A WIDE utasításA WIDE utasítás valójában prefixum: önmagában nem

csinál semmit, csak jelzi, hogy a következő utasításnak 16 bites indexe van. Pl.:ILOAD varnum lokális változó a verembe varnum a lokális változó 8 bites indexe. WIDEILOAD varnum lokális változó a verembevarnum a lokális változó 16 bites indexe.

w_iload1 címe = iload1 címe + 0x100


Main1 PC = PC + 1; fetch; goto(MBR) MBR = ILOAD

iload1 H = LV MBR varnumiload2 MAR = H + MBRU; rd // rd(LV+varnum)iload3 MAR = SP = SP + 1 MDR (MAR)iload4 PC = PC + 1; fetch; wr (MAR) MDRiload5 TOS = MDR; goto Main1 MBR opkód

ILOAD varnum lokális változó a verembe varnum a lokális változó 8 bites indexe.


Main1 PC = PC + 1; fetch; goto(MBR) MBR = WIDEiload1 H = LViload2 MAR = H + MBRU; rd // rd(LV+varnum)iload3 MAR = SP = SP + 1 MDR (MAR)iload4 PC = PC + 1; fetch; wr (MAR) MDRiload5 TOS = MDR; goto Main1 MBR opkódwide1 PC = PC + 1; fetch; goto(MBR OR 0x100) MBR ILOADw_iload1 PC = PC + 1; fetch // index 2.

bájtjaMBR 1. bájt

w_iload2 H = MBRU << 8 // 1. bájt léptetése MBR 2. bájtw_iload3 H = H OR MBRU // H = a 16 bites indexw_iload4 MAR = LV + H; rd; goto iload3 rd(LV+varnum)

WIDEILOAD varnum lokális változó a verembe

varnum a lokális változó 16 bites indexe.



Az GOTO offset utasítás. PC relatív: PC értékéhez hozzá kell adni a két bájtos, előjeles offset értékét. Mic-1 program:

Main1 PC = PC + 1; fetch; goto(MBR)goto1 OPC=PC–1 // Main1-nél : PC=PC+1 MBR 1. bájtgoto2 PC=PC+1; fetch // offset 2. bájtjagoto3 H=MBR<<8 // 1. (előjeles) bájt <<8 MBR 2. bájtgoto4 H=MBRU OR H // 16 bites offsetgoto5 PC=OPC+H; fetch; goto (Main1) // PC új értéke

Main1 PC = PC + 1; fetch; goto(MBR) MBR opkód

goto5 kezdeményezi a PC új értékénél lévő bájt olvasását, Main1-ben goto(MBR) már a folytatás első opkódjának megfelelő címre ugrik!


A IFLT offset utasítás (Mic-1)Kivesz egy szót a veremből és ugrik, ha negatív.iflt1 MAR=SP=SP–1; rd // 2. szó a verembőliflt2 OPC=TOS // TOS

mentéseiflt3 TOS=MDR // TOS= a verem új

tetejeiflt4 N=OPC; if(N) goto T; else goto F //elágazásT OPC=PC–1; goto goto2 // igaz ágF PC=PC+1 // hamis ág, át kell lépni offset-et F2 PC=PC+1; fetch; goto (Main1) // PC új értéke

a folytatás 1. utasításának betöltése

Fontos: T címe = F címe + 0x100


INVOKEVIRTUAL disp (4.12. ábra),

• A CPP által mutatott területen a disp (2 bájt) indexű szó mutat a meghívandó metódus kezdő szavára.

• Ennek a szónak - az első két bájtja tartalmazza a

metódus paramétereinek számát, - a második két bájtja a

metódus lokális változóinak számát. • A metódus végrehajtása a metódus 5. bájtján indul.


INVOKEVIRTUAL disp(~4.12. ábra) Hívó LV-je

Hívó PC-jeHívott lokális

változóinak helye3. paraméter2. paraméter1. paraméter

Kapcsoló mutatóElőző LVElőző PC

Hívó lokális változóinak helye

2. paraméter1. paraméter

Kapcsoló mutató

3. paraméter2. paraméter1. paraméter

OBJREFElőző LVElőző PC



Kapcsoló mutató ← LV

← LV

← SP

← SP

A verem új alapja

Betett paraméterek

A verem alapja hívás előtt

A hívó lokális területe

verem a hívás előtt

verem a hívás után


INVOKEVIRTUAL dispA CPP által mutatott táblázat disp indexű eleme a

meghívandó metódusra mutat. disp első bájtjának MBR-be olvasását már Main1 kezdeményezte.

invo1 PC = PC + 1; fetch // disp 2. bájtját olvassainvo2 H = MBRU << 8 // disp 1. bájtját léptetiinvo3 H = H OR MBRU // H = dispinvo4 MAR = CPP + H; rd // kezdő cím olvasásainvo5 OPC = PC + 1 // OldPC = visszatérési címA könyvben MBRU OR H szerepel, az OR művelet

kommutativitása miatt megengedhető.


INVOKEVIRTUAL: a metódus elején lévő 2 bájt tartalmazza a paraméterek számát.

invo6 PC = MDR; fetch // PC: új metódus eleje

invo7 PC = PC + 1; fetch // paraméterek számainvo8 H = MBRU << 8invo9 H = H OR MBRU // H = paraméterek számainvo10 TOS = SP – H // OBJREF is

paraméter!invo11 TOS = MAR = TOS + 1 // OBJREF címeTOS-ban tároljuk ideiglenesen OBJREF címét, ide

mutat majd a hívott metódus LV-je.Az utasítások sorrendje más, mint a könyvben!


INVOKEVIRTUAL: lokálisok száma 2 bájt a paraméterek száma után, OBJREF cseréje, ide kerül a lokális változók fölötti címre mutató Kapcsoló mutató. A mutatott címre kerül majd a Hívó PC-je.

TOS = MAR = OBJREF címe

invo12 PC = PC + 1; fetch // lokálisok száma 1. bájtinvo13 PC = PC + 1; fetch // lokálisok száma 2. bájtinvo14 H = MBRU << 8invo15 H = H OR MBRU // H = lokálisok számainvo16 MDR = H + SP + 1; wr // OBJREF cseréje

TOS = OBJREF címe


← SP

INVOKEVIRTUAL disp(~4.12. ábra) Hívó LV-je

Hívó PC-jeHívott lokális

változóinak helye3. paraméter2. paraméter1. paraméter




Kapcsoló mutató


OBJREFElőző LVElőző PC



Kapcsoló mutató ← LV

← LV

← SPA verem új alapja

Betett paraméterek

A verem alapja hívás előtt


verem a hívás előtt

verem a hívás után

← SP


INVOKEVIRTUAL: a hívó PC-je és LV-jeTOS = OBJREF címe

invo17 MAR = SP = MDR // hívó PC-jének helyeinvo18 MDR = OPC; wr // hívó PC vermeléseinvo19 MAR = SP = SP + 1 // hívó LV-jének a

helye invo20 MDR = LV; wr // hívó LV-jének

vermeléseinvo21 PC = PC + 1; fetch // utasítás olvasásinvo22 LV = TOS // LV új értékeinvo23 TOS = MDR; goto Main1 // TOS=hívó LV-jeTOS = MDR nélkül TOS a Kapcsoló mutató címét

(a hívott LV-jét) tartalmazná!


IRETURN~4.12. ábra

Visszatérési é.Hívó LV-jeHívó PC-je

Hívott lokális változóinak helye





Kapcsoló mutató

Visszatérési é.Előző LVElőző PC



Kapcsoló mutató

← LV

← LV

← SP

← SP

Betett paraméterek

A verem alapja

IRETURN után


A verem alapja

IRETURN előtt

Verem IRETURN előtt

Verem IRETURN után


IRETURN // ~4.13. ábra

iret1 MAR = SP = LV; rd // kapcs. mut. olvasásairet2 H = H // vár, hogy az olvasás befejeződjöniret3 LV = MAR = MDR; rd // hívó PC olvasásairet4 MAR = LV + 1; rd // hívó LV címeiret5 PC = MDR; fetch // hívó PC, opkód olv.iret6 MAR = SP // visszatérési érték címeiret7 LV = MDR // hívó LViret8 MDR = TOS; wr; goto Main1

iret3-4: MAR nem lehet SOURCE operandus!



Házi feladat: A 4.17. ábra többi része.

Továbbfejlesztések: több sínes rendszerek.


Logikai utasításokBitenkénti logikai műveleteket végeznek.

1 az igaz, 0 a hamis logikai érték.AND op1,op2 ; op1 op1 & op2, bitenkénti ésTEST op1,op2 ; flag-ek op1 & op2 szerintOR op1,op2 ; op1 op1 | op2, bitenkénti vagyXOR op1,op2 ; op1 op1 ^ op2 (eXclusive OR),

; bitenkénti kizáró vagyNOT op ; op ~op, bitenkénti negáció,

; nem módosítja STATUS tartalmát!


Bit forgató (Rotate) és léptető (Shift) utasításokForgatják (Rotate) illetve léptetik (Shift) op tartalmát. A forgatás/léptetés történhet – 1 bittel, – vagy byte illetve word esetén a CL regiszter

alsó 3 illetve 4 bit-jén megadott bittel jobbra (Right) vagy balra (Left).

Az utoljára kilépő bit lesz a Carry új tartalma.


A rotálás történhet a Carry-n keresztül, ilyenkor a belépő bit a Carry-ből kapja az értékét:

RCR op,1/CL ; Rotate through Carry Right

RCL op,1/CL ; Rotate through Carry Left

C …

C …


A rotálás történhet úgy, hogy Carry csak a kilépő bitet fogadja, a belépő bit értékét a kilépő bit szolgáltatja:

ROR op,1/CL ; ROtate Right

ROL op,1/CL ; ROtate Left

C …

C …


Logikai léptetés jobbra: A belépő bit 0:SHR op,1/CL ; SHift Right

0

Előjel nélküli egész számok 2 hatványával történő osztására alkalmas.

Aritmetikai léptetés jobbra: A belépő bit op előjele: SAR op,1/CL ; Shift Arithmetical Right

Előjeles egész számok 2 hatványával történő osztására alkalmas. Negatív számok esetén csal!

C …

C …


Balra léptetéskor a belépő bit mindig 0:SHL op,1/CL ; SHift LeftSAL op,1/CL ; Shift Arithmetical Left

SAL ≡ SHL

0

Előjel nélküli vagy előjeles egész számok 2 hatványával történő szorzására alkalmas.

C …


hexa proc ; ax kiírása hexadecimálisan; legyen a példa kedvéért: ax = 1234H

xchg ah,al; ah és al felcserélése; most: ax = 3412H, al = 12H

call hexa_b ; al (az eredeti ah) kiírása; kiírtuk, hogy 12

xchg ah,al; ah és al visszacserélése; most újra: ax = 1234H, al = 34H

call hexa_b ; al kiírása; most kiírtuk, hogy 34, tehát eddig kiírtuk, hogy 1234

ret ; visszatéréshexa endp; a hexa eljárás vége


hexa_b proc ; al kiírása hexadecimálisan; az első híváskor: al = 12H

pushcx ; mentés a verembemov cl,4 ; 4 bit-es rotálás előkészítéseROR al,CL ; az első jegy az alsó 4 biten

; most: al = 21Hcall h_jegy ; az első jegy kiírása

; kiírtuk, hogy 1ROR al,CL ; a 2. jegy az alsó 4 biten

; most újra: al = 12Hcall h_jegy ; a második jegy kiírása

; most kiírtuk, hogy 2, tehát eddig kiírtuk, hogy 12pop cx ; visszamentés a verembőlret ; visszatérés

hexa_bendp; a hexa_b eljárás vége


h_jegy proc ; hexadecimális jegy kiírásapushax ; mentés a verembeAND al,0FH ; a felső 4 bit 0 lesz, ; a többi változatlanadd al,’0’ ; + 0 kódjacmp al,’9’ ; 9 ?jle h_jegy1 ; ugrás h_jegy1 -hez, ha igenadd al,’A’-0AH-’0’ ; A…F hexadecimális ; jegyek kialakítása

h_jegy1: mov ah,14 ; BIOS hívás: int 10H ; karakter kiíráspop ax ; visszamentés a verembőlret ; visszatérés

h_jegy endp; a h_jegy eljárás vége


Processzor vezérlő utasítások I.A processzor állapotát módosít(hat)ják.

A STATUS bitjeinek módosításaFlag CLear SeT CoMplement

C CLC STC CMC

D CLD STD

I CLI STI


Input, output, interfész, I/O lapkák UART (Universal Asynchronous Receiver and

Transmitter) egy bájtot tud olvasni az adatsínről, és aztán sorosan továbbítja az eszközhöz (vagy fordítva), programmal konfigurálható (belső regiszterének beállításával): 5-8 bit szélesség, sebesség (50-19.200 bps), paritás ellenőrzés (páros, páratlan, nincs).

USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter): szinkron és aszinkron módon is tud működni.


PIO (Parallel Input/Output, 3.60. ábra)24 B/K vonal, amellyel TTL kompatibilis

eszközökhöz (billentyűzet, kapcsolók, nyomtatók) tud kapcsolódni. Konfigurálható. Leggyakoribb az ábrán látható használat. Aszinkron eszközökhöz „kézfogás” logika van beépítve.

8255ApárhuzamosB/K lapka

Port A

Port B

Port C88

8

82

#CSA0-A1

#WR#RD

RESETD0-D7


Beviteli/Kiviteli (B/K, Input/Output, I/O) eszközök használata (chip selection):

• Valódi B/K eszköz.• Memóriára leképezett B/K (memory-mapped I/O).

Pl.: 3.61. ábra.

0 32 K 64 K

2 KB EPROM

a 0 címnél

2 KB RAM a 8000H címnél

4 B PIO az FFFCH címnél


3. 61-62. ábra. Teljes cím dekódolás.A15 a legmagasabb helyértékű bit.

0 32 K 64 K

2 KB EPROM

a 0 címnél



#CS

EPROM

#CS

RAM#CS

PIO

A15

A0

A11


3.61-62. ábra. Részleges cím dekódolás.

0 32 K 64 K

2 KB EPROM a 0 címnél



#CS

EPROM

#CS

RAM

#CS

PIO

A0

A15


Input, output (I/O) utasítások (I8086/88)

A külvilággal történő információ csere port-okon (kapukon) keresztül zajlik. A kapu egy memória cím, az információ csere erre a címre történő írással, vagy erről a címről való olvasással történik. Egy-egy cím vagy cím csoport egy-egy perifériához kötődik. A központi egység oldaláról a folyamat egységesen az IN (input) és az OUT (output) utasítással történik.


Input, output (I/O) utasítások (I8086/88)A perifériától függ, hogy a hozzá tartozó port 8 vagy 16 bites. A központi egységnek az AL illetve AX regisztere vesz részt a kommunikációban. A port címzése 8 bites közvetlen adattal vagy a DX regiszterrel történik.

IN AL/AX,port; AL/AX egy byte/word a port-ról

OUT port,AL/AX; port egy byte/word AL/AX-ből


A periféria oldaláról a helyzet nem ilyen egyszerű. Az input információ „csomagokban” érkezik, az output információt „csomagolva” kell küldeni. A csomagolás (vezérlő információ) mondja meg, hogy hogyan kell kezelni a csomagba rejtett információt (adatot). Éppen ezért az operációs rendszerek olyan egyszerűen használható eljárásokat tartalmaznak (BIOS – Basic Input/Output System – rutinok, stb.), amelyek elvégzik a ki- és becsomagolás munkáját, és ezáltal lényegesen megkönnyítik a külvilággal való kommunikációt.


Input/output (5.31-33. ábra)

Az I/O vezérlő regiszterei (5.31. ábra). Terminál: külön regiszterek az inputra és outputra.

Beírt karakter Megjelenítendő karakterBillentyűzet puffere Képernyő puffere

Megszakítás engedélyezett

Billentyűzet állapot Képernyő állapot

Van beírt karakterKész a következő karakter

fogadására


• programozott B/K (5.32. ábra) tevékeny várakozás (pollozásos technika):

public static void output_buffer(int buf[], int count) { // count számú bájt kiírása buf-ból az eszközreint status, i, ready; for(i=0; i < count; i++) { do { status = in(display_status_reg); // az állapot lekérdezése ready = (status >> 7) & 0x01; // a kész bit elkülönítése } while(ready != 1); out(display_buffer_reg, buf[i]); }}


• megszakítás vezérelt B/Kaz eszköz megkapja a feladatát, majd ha elkészült,beállítja a „Megszakítás engedélyezett” bitet, addig aközponti egység más feladatot végezhet.

• DMA (Direct Memory Access, 5.33. ábra)a DMA önállóan végzi az eszköz figyelését és azadatok mozgatását.

10032

41

CPU

DMAcím

számlálóeszköz

irány

Memória

Cikluslopás.


Processzor vezérlő utasítások II.

NOP ; NO oPeration, üres utasítás, ; nem végez műveletet.

WAIT ; A processzor várakozik, amíg más ; processzortól (pl. lebegőpontos ; segédprocesszortól) kész jelzést nem kap.

HLT ; HaLT, leállítja a processzort. ; A processzor külső megszakításig ; várakozik.


Megszakítás rendszer, interrupt utasítások• Az I/O utasítás lassú a CPU gyors,

a CPU várakozni kényszerül• I/O regiszter (port): a port és a központi egység

közötti információ átadás gyors, a periféria autonóm módon elvégzi a feladatát. Újabb perifériához fordulás esetén a CPU várakozni kényszerülhet.

• Pollozásos technika (~tevékeny várakozás): a futó program időről időre megkérdezi a periféria állapotát, és csak akkor ad ki újabb I/O utasítást, amikor a periféria már fogadni tudja. A hatékonyság az éppen futó programtól függ.


MegszakításA (program) megszakítás azt jelenti, hogy az éppen futó program végrehajtása átmenetileg megszakad – a processzor állapota megőrződik, hogy a program egy későbbi időpontban folytatódhassék – és a processzor egy másik program, az úgynevezett megszakítás kezelő végrehajtását kezdi meg.

Miután a megszakítás kezelő elvégezte munkáját, gondoskodik a processzor megszakításkori állapotának visszaállításáról, és visszaadja a vezérlést a megszakított programnak.


Pl.: nyomtatás• Nyomtatás pufferbe, később a tényleges nyomtatást vezérlő

program indítása. • Nyomtatás előkészítése (a nyomtató megnyitása), HLT. • A továbbiak során a nyomtató megszakítást okoz, ha kész

újabb adat nyomtatására. Ilyenkor a HLT utasítást követő címre adódik a vezérlés. A következő karakter előkészítése nyomtatásra, HLT. A bekövetkező megszakítás hatására a megszakító rutin mindig a következő adatot nyomtatja. Ha nincs további nyomtatandó anyag, akkor a nyomtatást vezérlő program lezárja a nyomtatót (nem következik be újabb megszakítás a nyomtató miatt), és befejezi a működését.


A HLT utasítás csak akkor szükséges, ha a nyomtatást kérő program befejezte a munkáját. Ellenkező esetben visszakaphatja a vezérlést. Ilyenkor az ő feladata az esetleg szükséges várakozásról gondoskodni a program végén.

Bevitel esetén olyankor is várakozni kell, ha még a beolvasás nem történt meg, és a további futáshoz szükség van ezekre az adatokra.

Jobb megoldás, ha a HLT utasítás helyett az operációs rendszer fölfüggeszti a program működését, és elindítja egy másik program futását.

Ez vezetett a multiprogramozás kialakulásához.


A megszakító rutin megszakítható-e? Gyors periféria kiszolgálása közben megszakítás kérés, …

„Alap” állapot – „megszakítási” állapot, megszakítási állapotban nem lehet újabb megszakítás.

Hierarchia: megszakítási állapotban csak magasabb szintű ok eredményezhet megszakítást.

Bizonyos utasítások csak a központi egység bizonyos kitüntetett állapotában hajthatók végre, alap állapotban nem → csapda, szoftver megszakítás.

Megoldható az operációs rendszer védelme, a tár védelem stb.

A megoldás nem tökéletes: vírus.


Csapda és megszakításCsapda (trap): A program által előidézett feltétel

(pl. túlcsordulás) hatására automatikus eljárás hívás. Csapda kezelő.

Megszakítás (interrupt): Olyan automatikus eljárás hívás, amit általában nem a futó program, hanem valamilyen B/K eszköz idéz elő, pl. a program utasítja a lemezegységet, hogy kezdje el az adatátvitelt, és annak végeztével megszakítást küldjön. Megszakítás kezelő.

A csapda a programmal szinkronizált,a megszakítás nem.


Pl.: Egy sornyi karakter képernyőre írása a terminálon. Előkészítés: Egy rendszerprogram összegyűjti a

kiírandó karaktereket egy pufferben, beállít egy globális változót, hogy mutasson a puffer elejére, egy másik globális változóban megadja a karakterek számát. Megnézi, hogy a terminál tud-e adatot fogadni (5.31. ábra), és ha igen, akkor elindítja az első karakter kiíratását. Ekkor a CPU fölszabadul egy másik program futtatására.

A terminál a képernyőre írja a karaktert, és megszakítást kezdeményez. A megszakítás kezelő újabb karakter kiírását kezdeményezi . . .


Megszakítás kezelés (3.43. ábra)

8259AMegszakítás

vezérlő

bere

ndez

ések

CPU

INTINTA#

RD#WR#A0#CS#

D0-D7

IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7

IRi , INT , ha CPU tudja fogadni, akkor INTA# ,i D0-D7, a CPU megszakításvektor táblázat i –edik eleméből tudja a megszakítást kiszolgáló eljárás kezdőcímét, megszakítás …

Nyolcnál több eszköz kiszolgálásához több megszakítás vezérlő kapcsolható össze.


Megszakítás Hardver tevékenységek (3.42. ábra): 1. Az eszköz vezérlő megszakítás jelet tesz a sínre,2. ha a CPU fogadni tudja a megszakítást, nyugtázza,3. az eszköz vezérlője az eszköz azonosítószámát

(megszakítás-vektor) elküldi a sínen, 4. ezt a CPU átmenetileg tárolja, 5. a CPU a verembe teszi az utasításszámláló aktuális

értékét és a PSW-t, 6. a CPU az azonosító indexű megszakítás kezelő

címét teszi az utasításszámlálóba és gyakran betölti vagy módosítja PSW-t.


Szoftver tevékenységek (terminálra íráskor): 7. menti a használni kívánt regisztereket, 8. kiolvassa egy eszközregiszterből a terminál számát,9. beolvassa az állapotkódot,10. ha B/K hiba történt, itt lehet kezelni, 11. aktualizálja a mutatót és a számlálót, a kimenő

pufferbe írja a következő karaktert, ha van,12. visszajelez az eszköz vezérlőnek, hogy készen van, 13. visszaállítja a mentett regisztereket, 14. visszatér a megszakításból, itt történik a PSW

eredeti értékének visszaállítása is.


Átlátszóság: Amikor bekövetkezik egy megszakítás, akkor bizonyos utasítások végrehajtódnak, de amikor ennek vége, a CPU ugyanolyan állapotba kerül, mint amilyenben a megszakítás bekövetkezése előtt volt.

Ha sok eszköz van a rendszerben, akkor célszerű, ha

egy megszakítás kiszolgálása közben másik megszakítás is történhet, ilyenkor a megszakítások hierarchiába vannak rendezve (5.46. ábra).


5.46. ábra ISR: Interrupt Service Routine

0 10 15 20 25 35 40

Felhasználói program

RS232 ISR

Lemez ISR

Felhasználói program

Nyom-tató ISR

Nyom-tató ISR

Nyomtató megszakítás 2-es elsőbbséggel

RS232 megszakítás 5-ös elsőbbséggel

Nyomtató ISR befejeződik

Lemez ISR befejeződik

RS232 ISR befejeződik, lemez megszakítás keletkezik

A lemez 4-es elsőbbségű megszakítási kérelme függőben marad

NyomtatóFelhasz-

nálóFelhasz-

náló

NyomtatóFelhasz-

nálóFelhasz-

náló Verem


I8086/88Az i. megszakítási okhoz tartozó megszakító rutin

FAR címe a memória 4*i. címén található (0 i 255). A megszakítási ok sorszámát hardver megszakítás esetén a hardver egység installáláskor adott száma, szoftver megszakítás esetén az operandus rész szolgáltatja.

Megszakítási ok jelentkezésekor a STATUS, CS és IP a verembe kerül, az I és a T flag 0 értéket kap (az úgynevezett maszkolható megszakítások tiltása és folyamatos üzemmód beállítása), majd (CS:IP) felveszi a megszakítás kezelő kezdőcímét.


Interrupt utasítások

Szoftver megszakítást eredményeznek.INT i ; 0 i 255,

; megszakítás az i. ok szerint.Az INT 3 utasítás kódja csak egy byte (a többi 2

byte), így különösen alkalmas nyomkövető (DEBUG) programokban történő alkalmazásra.


A DEBUG program saját magához irányítja a 3-as megszakítást. Az ellenőrzendő program megadott pontján (törés pont, break point) lévő utasítást (annak 1. bájtját) átmenetileg az INT 3 utasításra cseréli, és átadhatja a vezérlést az ellenőrzendő programnak. Amikor a program az INT 3 utasításhoz ér, a megszakítás hatására a DEBUG kapja meg a vezérlést. Kiírja a regiszterek tartalmát, és további információt kérhetünk a program állapotáról. Később visszaírja azt a tartalmat, amit INT 3 -ra cserélt, elhelyezi az újabb törés pontra az INT 3 utasítást és visszaadja a vezérlést az ellenőrzendő programnak.


Ezek alapján érthetővé válik a DEBUG program néhány „furcsasága”:

• Miért „felejti el” a töréspontot? Ha ugyanis nem

felejtené el – azaz nem cserélné vissza a töréspontra elhelyezett utasítást az eredeti utasításra – akkor a program nyomkövetésében nem tudna továbblépni.

• Miért nem lehet egy ciklus futásait egyetlen

töréspont elhelyezésével figyeltetni, stb?


INTO ; megszakítás csak O=1 (Overflow) ; esetén a 4. ok szerint

Visszatérés a megszakító rutinból

IRET ; IP, CS, STATUS feltöltése a ; veremből


SzemaforLegyen az S szemafor egy olyan word típusú változó, amely

mindegyik program számára elérhető. Jelentse S=0 azt, hogy az erőforrás szabad, és S0 azt, hogy az erőforrás foglalt. Próbáljuk meg a szemafor kezelését!

; 1. kísérletujra: mov cx,S

jcxz szabad. . . ; foglalt az erőforrás, várakozásjmp ujra

szabad: mov cx,0FFFFhmov S,cx ; a program lefoglalta az erőforrást


; 2. kísérletujra: MOV CX,0FFFFH

XCHG CX,S ; már foglaltat jelez a ; szemafor!

JCXZ szabad ; ellenőrzés S korábbi tartalma

; szerint.. . . ; foglalt az erőforrás,

; várakozásjmp ujra

szabad: . . . ; szabad volt az erőforrás,; de a szemafor már foglalt


Az XCHG utasítás mikroprogram szinten:

Segéd regiszter S; S CX; CX Segéd regiszterolvasás – módosítás – visszaírás

ujra: mov cx,0FFFFh LOCK xchg cx,S ; S már foglaltat jelez

jcxz szabad ; ellenőrzés S korábbi ; tartalma szerint. . . ; foglalt, várakozásjmp ujra

szabad: . . . ; használható az erőforrás, ; de a szemafor már foglalt . . .MOV S,0 ; a szemafor szabadra állítása


FeladatokMire szolgál a SWAP utasítás?Hogy valósítható meg a SWAP utasítás?Mire szolgál a WIDE utasítás?Hogy valósítható meg a WIDE utasítás?Mire szolgál az ILOAD utasítás?Hogy valósítható meg az ILOAD utasítás?Mire szolgál a WIDE ILOAD utasítás?Hogy valósítható meg a WIDE ILOAD utasítás?Mire szolgál a GOTO utasítás?Hogy valósítható meg a GOTO utasítás?


FeladatokMelyek az IJVM feltételes ugró utasításai?Mire szolgál az IFLT utasítás?Hogy valósítható meg az IFLT utasítás?Mit nevezünk metódusnak?IJVM melyik utasítása szolgál a metódus hívására?Mire szolgál az INVOKEVIRTUAL utasítás? Hol található az INVOKEVIRTUAL disp utasítással

hívott metódus?Milyen információ van a metódus elején?Hogy néz ki a veremnek egy metódus számára látható

része?


FeladatokMely regiszterek tartalmát kell menteni metódus hívás

esetén?IJVM melyik utasítása szolgál a metódusból való

visszatérésre?Hogy találhatók meg a mentett regiszter tartalmak

visszatéréskor?Miért nem lenne jó IRETURN megvalósításában:

iret3: MAR = MDR; rdiret4: MAR = MAR + 1 ?

Hol található a metódus visszatérési értéke az IRETURN utasítás után?


FeladatokAz IRETURN utasítás mikroprogramozását úgy is

megvalósíthattuk volna, hogy a Kapcsoló mutatót nem használjuk, hanem SP értékéből indulunk ki. Hogyan? Így 7 utasítás is elegendő lett volna. Miért jobb mégis az előadáson bemutatott megoldás?

Elemezze a 4.17. ábra programjait!


FeladatokHogy működik a TEST utasítás?Mi történik a flag-ekkel NOT utasítás hatására?Milyen operandusai vannak a SAR utasításnak?Milyen szerepe van C-nek a bit forgató utasításoknál?Hogy cserélhető fel BL alsó és felső négy bitje?Mi C tartalma többszörös léptetés esetén?Szorozza be BX-et 32-vel (tegyük fel, hogy az

eredmény elfér BX-ben)!Ossza el az előjeles BX-et 16-tal!


FeladatokMi az UART?Mire szolgál az UART?Paritás ellenőrzés szempontjából hogy működhet az

UART?Mi az USART?Milyen digitális áramkörök segítségével tudja

megvalósítani a párhuzamos-soros átalakítást?Mit jelent a CS# jelölés egy chip lábán?Mit jelent a PIO rövidítés?Milyen lábai vannak PIO lapkának?Hány regisztere van PIO lapkának?


FeladatokMi biztosítja, hogy kapcsolók állapotának

lekérdezésére és lámpák működtetésére is használható a PIO lapka?

Mit jelent a valódi/memóriára leképezett I/O? Melyiknek mi az előnye, hátránya?

Mit nevezünk teljes/részleges cím dekódolásnak? Melyiknek mi az előnye, hátránya?

Mit nevezünk port-nak?Hogy történik egy port címzése a PC-n?Hogy működik az IN és az OUT utasítás?Mi a BIOS?


FeladatokMilyen vezérlő regiszterei vannak egy terminálnak?Mire szolgál a terminál billentyűzet puffer regisztere?Hogyan történik a programozott B/K?Mit nevezünk pollozásos technikának? Mire használható a DMA?Hogy működik a DMA?Milyen regiszterei vannak a DMA-nak?Mire szolgál a NOP utasítás?Mire szolgál a WAIT utasítás?Mire szolgál a HLT utasítás?


FeladatokMit nevezünk program megszakításnak?Mi a megszakítás kezelő?Hogyan történhet a nyomtatás szervezése megszakítás

segítségével?Megszakítható-e a megszakítás kezelő?Mi a csapda?Mi a különbség a csapda és a megszakítás között?Hogy működik a 8259A megszakítás vezérlő lapka?Milyen hardver és milyen szoftver tevékenységek

tartoznak a megszakításhoz?Mit jelent az átlátszóság megszakítás esetén?


FeladatokHogy történik a program megszakítás a PC-n?Mire szolgál az INT utasítás, és hogy működik?Mi az INT 3 utasítás nevezetessége?Hogy működik a DEBUG program?Miért „felejti el” a töréspontot a DEBUG program? Miért nem lehet egy ciklus futásait egyetlen töréspont

elhelyezésével figyeltetni a DEBUG programmal?Mire szolgál az INTO utasítás?Hogy történik a visszatérés a megszakítás kezelőből?Hogy működik az IRET utasítás?


FeladatokMire szolgál a szemafor?Miért támaszt speciális nehézséget a szemafor

kezelése?Hogy kezelhető PC-n a szemafor?

A verem két felső szavának cseréje (4.17. ábra)

Documents