30.3.2. ADDRESS GENERATION UNIT

AGU (Address Generation Unit) служит для вычисления адрессов для
операндов находящихся в памяти.

Типичный Address Generation Unit:
  


При необходимости AGU выбирает из Register File регистры необходимые
для вычисления адресса операнда.
AGU имеет достаточно простую схему: несколько сумматоров и иногда
сдвиговый регистр. Результат вычислений AGU передает BIU.




  
  Режимы адресации 
 

  


  


Режимы адрессации:
	o Прямая адресация
	o Косвенная адрессация
		Базовая
		Базовая со смещением  (индексная)
		Базово-индексная
		Базово-индексная со смещением
		(Косвенно-индексная)
		Регистровая

  

  





  
  Прямая адрессация 
 
  

Адресс операнда содержится непосредственно в команде.
AGU только передает его BIU напрямую.

	variable
	  |
	  V
	DIRECT(variable_address)

  




  
  Косвенная адрессация (Абсолютная) 
 

  





  
  Непрямая адрессация (Базовая) 
 
  

В поле операнда содержится номер регистра. Регистр выбирается
из Register File и его содержимое является искомым адрессом.

	 * variable_pointer
	   |
	   V
	BASE(register_contain_pointer)

  






  
  Базовая адрессация со смещением (индексная) 
 
  

В поле операнда содержится номер регистра. Регистр выбирается
из Register File и его содержимое складывается со смещением (offset)
которое берется из поля операнда. Результат и есть адресс.

	struct -> field
		|
		V
	BASE(struct_addr) + OFFSET(field)
	  
  




Базово-индексная адрессация:
  

В поле операнда содержится 2 регистра. Регистры выбираются,
и суммируются.

	array[index]
		|
		V
	BASE(array_addr) + INDEX(array_index)



Базово-индексная адрессация со смещением:
  

То же самое, что базово-индексная, но результат суммируется еще
и со смещением.

	struct.array[index]
		|
		V
	BASE(struct) + OFFSET(field) + INDEX(array_index)



Базовая-индексная адрессация с маштабирование индекса и смещением:
  

Один из наиболее навороченных вариантов. Базовый регистр складывается
с индексным регистром сдвинутым на некоторое число бит и к этому
прибавляется смещение.
Этим режимом адрессации очень удобно обращатся к массиву, который
является элементом структуры.

	struct.field[array_index]
		|
		V
	
BASE(struct) + OFFSET(field) + INDEX(array_index) * SCALE(array_element_size)



  
  Специальные виды адрессации 
 

	       Специальные виды адрессации
		/	     |          \
	Области быстрого   стековая   по указателю
	доступа            память       комманд

	
Стековая память практически всегда специальный вид адрессации
(он обеспечивает автоинкрементацию/автодекрементацию для указателя стека).
В некоторых микропроцессорах этот вид адрессации может работать только со
stack pointer регистром, в других с любыми регистрами общего назначения.
Как правило инкремент/декремент автоматическим образом зависит от размера операнда.

  


	stack
	|
	V
BASE(stack_pointer); 
stack_pointer = stack_pointer + OPERAND_SIZE


	stack
	|
	V
stackpointer = stack_pointer + OPERAND_SIZE
BASE(stack_pointer)

  


	stack
	|
	V
BASE(stack_pointer)
stack_pointer = stack_pointer - OPERAND_SIZE


	stack
	|
	V
stack_pointer = stack_pointer - OPERAND_SIZE
BASE(stack_pointer)

Соответсвенно для выборки обратно инкремент/декремент и пост/пре меняются местами:

	---------------------------
	Закладка	Выборка
	в stack		из stack
	---------------------------
	[SP]++		--[SP]
	++[SP]		[SP]--
	[SP]--		++[SP]	
	--[SP]		[SP]++
	---------------------------




Адрессация по указателю комманд:

  


Когда мы выполняем комманду то регистр указатель комманды содержит
указатель уже не на ту комманду которую мы выполняем, а на следующую
за ней.
В случае RISC процессоров с фиксированной длинной комманды это не представляет
сложности, но в случае CISC для вычисления смещений надо учитывать еще и длинну
текущей комманды.

Пример ссылок назад:
(желтая - наша команда, зеленое - место куда указывает IP, синее - место куда мы
хотим обратиться с помощью адрессации по указателю комманд).
  


и вперед:
  






Области быстрого доступа обычно используются во встроеных микропроцессорах.
Доступ к ним осуществляется специальными командами которые содержат не
полный прямой адресс, а только его часть (процессор жестко знает другую 
часть).