【摘 要】
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X86指令集是当前最广泛使用的指令集.虽然它的很多特性会大大增加设计x86兼容处理器的复杂度,但由于其应用广泛,我们必须掌握实现x86指令集的有效方法. X86和RISC处理器一
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X86指令集是当前最广泛使用的指令集.虽然它的很多特性会大大增加设计x86兼容处理器的复杂度,但由于其应用广泛,我们必须掌握实现x86指令集的有效方法.
X86和RISC处理器一个重要的差别是浮点体系结构,x86中浮点寄存器是一个基于堆栈的结构,而RISC处理器中的浮点寄存器一般可使用寄存器号直接寻址,并且寄存器个数较多.本文提出一套在较通用的RISC处理器结构(龙芯2C处理器)上实现x86浮点栈结构的方法和针对栈结构的寄存器重命名方法,这些技术被应用在一个x86全兼容的处理器GodsonX的开发和实现中.
X86浮点指令集的另一个特点是包含超越函数的指令,当前流行的x86兼容处理器都用硬件直接支持这些超越函数指令.虽然存在很多计算超越函数的方法,包括基于表的方法、CORDIC方法等,但是无论使用哪种方法都需要在真正计算前对输入参数的范围进行压缩,超越函数的计算才能准确和收敛.我们给出了参数范围压缩的模块的算法和详细的设计与实现.
从一般意义上说,本文的工作探索了在某指令集(源指令集)的处理器结构上硬件支持和实现另一指令集(目标指令集)的方法.本文的工作可以给我们提供实现x86各种特征的方法和开销,通过这些信息,我们可以在以龙芯处理器为基础的软硬件协同设计的系统中参考本文的结论针对不同的特性用不同的方法支持.
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