MIPS處理器設計透視

內容概要

本書涵蓋了有關MIPS處理器的發(fā)展歷史、運行原理和編程等諸多內容。首先介紹了MIPS的發(fā)展歷史；然后分別對MIPS處理器的體系結構、協處理器、Cache、中斷、內存管理、浮點運算、MIPS指令集、匯編語言編程、C語言編程、代碼的可移植性等細節(jié)進行了詳細深入的分析；最后列舉了一些MIPS代碼的例子。     本書不僅內容充實，而且語言通俗易懂，是MIPS體系結構領域中全面性和易讀性結合的很好的一本書，適合學習MIPS體系結構的初學者；同時對于MIPS程序員和高級用戶也極有參考價值。    本書既可用作計算機類、微電子類本科生及研究生教科書和參考書，也可作為從事MIPS軟件開發(fā)、計算機體系結構研究和開發(fā)人員的參考資料。

作者簡介

Dominic Sweetman屬于最后一代希望從底層到上層理解計算機系統(tǒng)的程序員。他豐富的職業(yè)生涯開始于編寫底層代碼，從操作系統(tǒng)的開發(fā)到網絡再到分布式系統(tǒng)。他是一位在硬件系統(tǒng)、CPU、網絡的操作系統(tǒng)方面經驗豐富的設計者和開發(fā)者，是Whitechael Workstations的發(fā)起人之一，于1988年創(chuàng)立了Algoritmics公司，并擔任主管。Dominic和他的妻子、兩個孩子及三只貓生活在倫敦北部。

書籍目錄

第1章 RISC和MIPS  1.1 流水線   1.1.1 什么使流水線效率降低?   1.1.2 流水線和緩存  1.2 MIPS的五級流水線  1.3 RISC 和CISC  1.4 迄今為止一些重要的MIPS芯片   1.4.1 R2000到R3000   1.4.2 R6000: 一次偏軌   1.4.3 R4000革命   1.4.4 R5000和R10000  1.5 MIPS和CISC體系結構的比較   1.5.1 MIPS指令集的一些規(guī)定   1.5.2 編址及內存訪問   1.5.3 MIPS不支持的特征   1.5.4 可能沒有預料到的特征   1.5.5 程序員可見的流水線效果第2章 MIPS體系結構  2.1 MIPS匯編語言  2.2 寄存器的特點  2.3 整數乘法單元和寄存器  2.4 加載和存儲：尋址方式  2.5 存儲器和寄存器中的數據類型   2.5.1 整數數據類型   2.5.2 未對齊的加載和存儲    2.5.3 存儲器中的浮點數據   2.6 匯編語言的合成指令   2.7 MIPS I發(fā)展到 MIPS IV : 64位(和其他)的擴展    2.7.1 邁向64位    2.7.2 誰需要64位？   2.7.3 關于64位與無模式轉換：寄存器中的數據   2.7.4 MIPS III的一些其他改進  2.8 基本地址空間    2.8.1 簡單系統(tǒng)的尋址   2.8.2 核心與用戶權限   2.8.3 64位CPU的存儲映射  2.9 流水線冒險第3章 協處理器0： MIPS處理器控制  3.1 CPU控制指令  3.2 起作用的寄存器及起作用的時機  3.3 標準CPU控制寄存器編碼   3.3.1 處理器ID(PRId)寄存器   3.3.2 狀態(tài)寄存器(SR)   3.3.3 原因寄存器(Cause)   3.3.4 異常返回地址(EPC)   3.3.5 無效虛地址寄存器(BadVaddr)  3.4 R4000以后的CPU專有的控制寄存器   3.4.1 Count/Compare寄存器： R4000時鐘   3.4.2 Config寄存器： R4x00配置   3.4.3 Load?Linked Address (LLAddr)寄存器   3.4.4 調試觀測點(WatchLo/WatchHi)寄存器第4章 MIPS的緩存  4.1 緩存和緩存的管理  4.2 緩存怎樣工作  4.3 早期MIPS CPU中的寫透緩存  4.4 近期MIPS CPU中的回寫緩存  4.5 緩存設計的其他選擇  4.6 緩存管理  4.7 二級和三級緩存  4.8 MIPS CPU緩存的構造  4.9 對R3000風格的緩存編程   4.9.1 使用緩存隔離和交換   4.9.2 初始化和判斷大小   4.9.3 緩存無效   4.9.4 測試和探察  4.10 對R4000風格的緩存編程   4.10.1 CacheERR、ERR和ErrorEPC寄存器:緩存錯誤處理   4.10.2 緩存指令   4.10.3 計算緩存的大小和配置方式   4.10.4 初始化程序   4.10.5 在緩存中無效或者寫回一個內存區(qū)域  4.11 緩存效率  4.12 修改軟件來影響緩存的效率  4.13 寫緩沖區(qū)和需要關心它的時候  4.14 關于MIPS緩存的其他話題   4.14.1 多處理器的緩存特征   4.14.2 緩存別名第5章 異常、中斷和初始化第6章 內存管理與TLB第7章 浮點支持第8章 MIPS指令集完全指南第9章 匯編程序設計第10章 MIPS上的C語言編程第11章 可移植性和C代碼第12章 軟件舉例附錄A 指令時序與優(yōu)化  A.1 避免冒險： 確保代碼正確  A.2 避免互鎖提高性能  A.3 乘法單元冒險： hi和lo的早期修正  A.4 避免CP0冒險： 要使用多少nop？  A.5 CP0指令/指令調度(instruction scheduling)  A.6 CP0標志位(flags)和指令附錄B 匯編語言語法附錄C 目標代碼  C.1 工具  C.2 區(qū)和段（section & segment）  C.3 ECOFF(RISC/OS)   C.3.1 文件頭   C.3.2 可選的a.out頭   C.3.3 調入器（loader）舉例   C.3.4 進一步閱讀  C.4 ELF(MIPS ABI)   C.4.1 文件頭   C.4.2 程序頭   C.4.3 調入器舉例   C.4.4 進一步閱讀  C.5 目標代碼工具附錄D  MIPS的發(fā)展  D.1 MIPS16   D.1.1 MIPS16中的特殊編碼和指令   D.1.2 MIPS16的評價  D.2 MIPS V/MDMX   D.2.1 編譯器可以使用多媒體指令嗎？   D.2.2 MDMX的應用   D.2.3 MIPS V的應用   D.2.4 MDMX/MIPS V可能的成功MIPS術語說明

編輯推薦

　　作為多家芯片公司產品家族擴展的通用后繼產品，如今的MIPS芯片無所不在。它們涉及各個領域，下至游戲機、網絡路由器、激光打印機和機頂盒，上至高端工作站。本書將這些非凡的形式與功能綜合在一起，提供給嵌入式系統(tǒng)程序員和設計者惟一、杰出并且實用的MIPS處理器運行原理。書中內容包括MIPS的起源、RISC革命的實質原則、MIPS指令集的全部細節(jié)以及這些細節(jié)是如何組織成一個完整的系統(tǒng)，讓這個系統(tǒng)可以通過數百種途徑運行的?！　∪绻x者需要編寫嵌入式系統(tǒng)的程序，或者僅僅出于好奇，需要了解芯片最底層的東西，那么也能從本書中找到所需要的內容。從編程參考的具體細節(jié)到整體描述，一些只有真正專家才能解釋的內容，全都包含在本書中。所以通過閱讀本書，逐步深入學習，就會了解MIPS的全貌?！　√攸c：　　·作者是一位中立的專家，其工作是理解MIPS體系結構和嵌入式系統(tǒng)編程；　　·跟蹤MIPS技術的發(fā)展過程，為您的設計與實現走向成功提供一個堅實的基礎；　　·為MIPS指令集提供一個深入的、容易上手的指南，包括特別關注每條指令的處理器控制和匯編助記符；　　·涵蓋了從MIPS I到MIPS IV的所有內容，在附錄中介紹了可選的MIPS16指令集和V/MDMX。

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