26-битные вычисления

В компьютерной архитектуре 26 -битные целые числа , адреса памяти или другие единицы данных — это те, которые имеют ширину 26 бит и, таким образом, могут представлять беззнаковые значения до 67 108 863. Двумя примерами компьютерных процессоров с 26-битной адресацией памяти являются некоторые IBM System/370 модели мэйнфреймов второго поколения , представленные в 1981 году (и несколько последующих моделей), которые имели 26-битные физические адреса, но имели только те же 24-битные виртуальные адреса. как более ранние модели, так и первые поколения процессоров ARM .

История

IBM Система/370

Поскольку потребности в обработке данных продолжали расти, IBM и ее клиенты столкнулись с проблемами, напрямую связанными с увеличением объема памяти. Пара моделей IBM System/370 второй волны, 3033 и 3081, которые в конечном итоге оказались краткосрочным «экстренным» решением, представила 26-битную адресацию реальной памяти, увеличив объем физической памяти System/370, который мог быть присоединен в 4 раза по сравнению с предыдущим 24-битным ограничением в 16 МБ. IBM называла 26-битную адресацию «расширенной реальной адресацией», а некоторые последующие модели также включали поддержку 26-битной версии. Однако всего два года спустя IBM представила 31-битную адресацию памяти, расширив как физические, так и виртуальные адреса до 31 бита в своих моделях System/370-XA, и даже популярный 3081 можно было обновить до стандарта XA.

Учитывая краткую историю 26-битного режима как современного метода адресации памяти, доступного в модельном ряду IBM, а также учитывая, что виртуальные адреса все еще были ограничены 24 битами, программное использование 26-битного режима было ограничено. Те немногие клиенты, которые использовали 26-битный режим, в конечном итоге адаптировали свои приложения для поддержки 31-битной адресации. ^{[ нужна ссылка ]} и IBM отказалась от поддержки 26-битного режима после нескольких лет выпуска моделей, поддерживающих 24-битные, 26-битные и 31-битные режимы. 26-битный режим — единственный режим адресации, который IBM удалила из своей линейки мэйнфреймов, произошедших от System/360 . Все остальные режимы адресации, включая теперь 64-битный режим, поддерживаются в мэйнфреймах текущей модели.

Ранние процессоры ARM

В архитектуре процессора ARM 26-битный термин относится к конструкции, используемой в исходных процессорах ARM, где счетчик программ ( PC ) и регистр состояния процессора ( PSR ) были объединены в один 32-битный регистр (R15), флаги состояния заполняли старшие 6 бит, а счетчик программ занимает младшие 26 бит.

Фактически, поскольку счетчик программ всегда выравнивается по слову, два младших бита всегда равны нулю, что позволило разработчикам повторно использовать эти два бита для хранения битов режима процессора. Разрешены четыре режима: USR26, SVC26, IRQ26, FIQ26; Сравните это с 32 возможными режимами, доступными, когда статус программы был отделен от счетчика программ в более поздних архитектурах ARM .

Такая конструкция обеспечивала более эффективное выполнение программы , поскольку счетчик программ и флаги состояния можно было сохранить и восстановить с помощью одной операции. ^{[ нужна ссылка ]} Это привело к более быстрому вызову подпрограммы и реакции на прерывание по сравнению с традиционными конструкциями, которым приходилось выполнять две загрузки или сохранения регистров при вызове или возврате из подпрограммы.

Несмотря на 32-битное ALU и длину слова, процессоры на базе архитектуры ARM версии 1 и 2 имели только 26-битный ПК и адресную шину и, следовательно, были ограничены 64 МБ адресуемой памяти . В то время это был еще огромный объем памяти, но из-за этого ограничения с тех пор в архитектуры были включены различные шаги, отходящие от исходной 26-битной конструкции.

Версия 3 архитектуры ARM представила 32-битный ПК и отдельный PSR, а также 32-битную адресную шину, позволяющую адресовать 4 ГиБ памяти. Изменение компоновки PC/PSR привело к несовместимости с кодом, написанным для предыдущих архитектур, поэтому процессор также включал 26-битный режим совместимости, в котором использовалась старая комбинация PC/PSR. В этом режиме процессор все еще мог адресовать 4 ГБ, но не мог выполнять ничего выше адреса 0x3FFFFFC (64 МБ). Этот режим использовался ОС RISC, работающей на ПК Acorn Risc, для использования новых процессоров при сохранении совместимости с существующим программным обеспечением.

В архитектуре ARM версии 4 поддержка 26-битных режимов адресации стала необязательной, а в архитектуре ARM версии 5 они полностью удалены.

Внешние ссылки

Различия между ARM6 и более ранними процессорами ARM
«Использование среды разработки Acorn C/C++ для написания 32-битного программного обеспечения RISC OS» — подробная информация об архитектурных изменениях и преобразовании кода между 26-битной и 32-битной версиями.
http://www.heyrick.co.uk/assembler/32bit.html — информация о конвертации ассемблера в 32-битную версию.