第4章 处理器体系结构（持续更新）

这一章CMU 15-213没有相应的课程，老教授直接略过，从第五章开讲。个人觉得这一章可以参考清华大学的计算机组成原理课（刘卫东教授），刘教授讲的还是蛮清晰的，主要是讲的MIPS指令系统，大同小异吧。
不知道本章要花多久，毕竟大几十页，要想快速看完还要吃透，难度不小，心急吃不成热豆腐。慢慢来，看了下课程15-213后面的就没有第三章这么详细了，基本一节课一章内容，最多不超过两节。还是稳扎稳打，理解总结梳理好再进行。
写博文，一是为了锻炼自己的总结能力；二是督促自己，记录每天的学习内容，做好笔记；三是纲举目张，毕竟长时间不看就会望，有这个在，就有一个纲在，能回忆好好想想，再不济回头翻书也好有个对应关系，知道哪是哪。

指令集体系结构：一个处理器支持的指令和指令的字节级编码。
本章使用的指令集为Y86-64，基本上是x86-64指令集的子集。
指令集的重要性质是字节编码必须有唯一的解释。

4.1Y86-64指令集体系结构
1.程序员可见状态
能提供的寄存器，15个程序寄存器，3个一位条件码，程序计数器PC（存放当前正在执行指令的地址），DMEM内存 ，Stat状态码。

2.Y86-64指令
数据传送指令4个：irmovq、rrmovq、mrmovq、rmmovq。它们的第一个字母表示源的类型（立即数、寄存器或内存），第二个字母表示了目的类型（寄存器或内存）。
整数操作指令4个：addq、subq、andq和xorq。
跳转指令7个：jmp、jle、jl、je、jne、jge、jg。
条件传送指令6个：cmovle、cmovl、cmove、cmovne、cmovge和cmovq。
出入栈指令2个：pushq和popq
停止指令：halt
3.指令编码

左侧为汇编码，右侧为字节级编码。指令有的只有一个字节长，有的有操作数，指令编码更长。如上图，指令编码后可能会有寄存器指示符字节，指定一个或两个寄存器，寄存器字段称为rA和rB。个别指令后跟8字节的常数字。最大长度为10字节。
每条指令的第一个字节表明指令的类型。该字节可分两步分，高4位为代码部分，低4位是功能部分。代码值为0~0xB

寄存器标识符范围：0-0xE，不访问寄存器，用ID值0xF表示。

采用绝对寻址。
4.异常
当遇到异常，处理器会调用一个异常处理程序，处理遇到的某种类型异常。
涉及到状态码Stat值，含义解释如下图

5.Y86-64程序
主要是对比了以下x86-64与Y86-64在对同样的C代码进行汇编时的一些区别。
6.Y86-64指令的详情
pushq和popq指令需要特别注意。
pushq %rsp和popq %rsp
pushq指令会把栈指针减8，并且将一个寄存器值写入到内存中。有两种不同的约定：1是压入%rsp的原始值，2是压入减去8的%rsp的值。
popq指令可以将%rsp置为从内存中读取出的值，也可以置为加了增量后的栈指针。