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Asian Sex Picture Datingbikini.com Szh Maintaining Dating Bikini 摩托罗拉 68000 - 维基百科,自由的百科全书

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内部寄存器[编辑]

68000包含8个32位通用寄存器(D0-D7),及8个32位地址寄存器(A0-A7)。最后一个地址寄存器,即A7,也作为标准指针使用,在编程中可以使用SP作为同义词。这组寄存器在规模上恰到好处:既可以对中断快速反应(只有十多个寄存器要保存),也有足够的寄存器来进行快速计算。

尽管两种寄存器并存有时会比较麻烦,但在实践中并非难于掌握。据称,这还使得CPU的设计者们可以通过对地址寄存器组使用辅助计算单元,从而实现较高程度的并行机制。

存储内容高位字节在前(Big Endian模式),与x86相反。

状态寄存器[编辑]

68000比较、算术和逻辑操作会在状态寄存器SR的低端字节(又称CCR)中设置一些标志位,以供之后的条件跳转使用。这些标志位是:得零(Z)、进位(C)、溢出(V)、扩展(X)、负数(N)。尽管许多时候值是相同的,X与C依然是两个不同的标志位。这就允许算术、逻辑和移位操作的多余位与逻辑控制/连接造成的进位区别开。

指令集[编辑]

68000的指令集基本上是正交的。大部分指令被划分成操作和地址模式两部分,并且大部分地址模式都对几乎全部指令可用。这种近似正交性在编程人员当中毁誉参半。

编程者会清楚地发现,他/她所书写的指令可能被汇编成几种不同的二进制操作码。这实际上是一种不错的妥协:一方面,在便利性上与纯粹的正交指令系统相仿;一方面,CPU设计者可以有更多的自由来设计操作码表。

对于一台16位时代的机器而言,由56条指令构成的最小指令集仍显巨大。此外,许多指令和寻址模式会在指令后边加入地址/寻址模式码。

许多设计者确信MC68000体系结构应基于成本考量使用较精简的指令码,特别是使用编译器自动生成时。这种认识为对其设计上的成功加分不少,并且使之成为一种经久不衰的体系结构。这一信条持续地保证了整个系列指令集的设计优势,直到ARM体系结构引入同样精简的Thumb指令集。

特权级[编辑]

68K系列CPU包含两个特权级。超级用户(supervisor)模式和用户(user)模式。后者相比于前者只是禁用了中断级控制。中断总会使CPU进入超级用户态。超级用户标志位存储于状态寄存器SR中,并对用户可见。

超级用户态下会有一个分离的栈指针用于中断处理。

中断[编辑]

68000可以识别7级中断,从级别1到级别7。7级中断严格按优先级排列,一个高级中断总是能嵌套于一个低级中断。可以使用专门的特权指令在SR内设置最小中断级别,从而屏蔽所有小于此级别的中断。但如果设置为0,表示不接受中断。级别7不可被屏蔽,即NMI。级别1总是可以被高级中断打断。

硬件中断源将中断信号以编码方式通过三条输入线传送给CPU。一般会使用专门的中断控制器来汇总各外部设备,并将中断信号按级编码与CPU硬连。中断控制器可以使用简单如74LS148优先级编码器,复杂如MC68901多功能外设(支持可编程中断控制、通用异步收发装置、定时器及并行输入输出等)等各种电路模块。

在内存低1K位置存储中断向量表,共支持256条中断向量。部分中断向量有特殊用途:向量1为初始栈地址;向量2为初始代码地址;向量3到15用于错误报告,包括总线错误、寻址错误、非法指令、除零异常、优先权违反等。从向量24起处理真正的中断,包括伪中断、针对级别1到级别7的默认处理向量,多达15个自陷向量,以及用户定义向量。

由于必须在重启时保证向量1和2的内容有效,所以68000系统通常包含在地址底部使用非易失性存储器(如ROM)来存储一些例程向量和启动代码。但是,一个通用计算机的操作系统会期望在运行时改变向量内容。解决办法是将ROM内的向量指向RAM的分支表,或使用早期在8位CPU中广泛使用的换页技术(Bank switching)。

由于包含一条非特权指令MOVE from SR,允许一般用户只读地访问某些特权状态,68000并未完全满足波佩克与戈德堡虚拟化需求。该需求指出了为构建某一CPU之等价虚拟机而对CPU提出的若干要求。

MC68000对虚拟内存缺乏方便的支持。一款支持虚拟内存的CPU应能在内存访问失败后自陷并恢复。不过,68000确实提供了一个总线错误异常来使CPU自陷,尽管还不能保存足够的状态信息以便于异常处理之后的恢复。为此,一些Unix工作站通过使用两块68000来解决虚拟内存问题。两块CPU的运行时钟存在相位差。当第一块遇到寻址异常后,特殊的硬件会设法向第二块发出中断,以防止其也访问错误地址。中断例程在第二块CPU上处理完内存换页后,会按之前的状态重启第一块CPU,从而再次使两CPU同步。

不过,以上这些问题在MC68010被彻底解决。在MC68010中,总线异常和地址错误均会使大量状态信息压入系统栈,以便于之后的恢复。MOVE from SR也被修正为特权指令。原本用于访问SR低端字节的代码可由新指令MOVE from CCR取代。

指令集细节[编辑]

标准寻址模式[编辑]

68000提供多种寻址模式,并统称为有效寻址(EA)。在CPU参考手册中,经常会有诸如MOVE <ea>,<ea>这样的表记方式。这表示在目的操作数和源操作数上可分别使用一种(但通常不是全部)有效寻址。