\input{configpres}

\subsection{Prozessor Architekturen}

\title{\lq Prozessor Architekturen\rq}
\maketitle

\begin{frame}
\frametitle{Übersicht}
\tableofcontents
\end{frame}

\subsubsection{Prozessoren}
\begin{frame}
\frametitle{Aufbau}
Register - Rechenwerk - Befehlsdekoder - Bus - Cache (optional)

\begin{description}
\item[Register] Konfiguration, Zwischenspeicher, Operanden, Stack, I/O
\item[Rechenwerk] mind. eine ALU (Arithmetic Logical Unit: ADD, NOT, AND, \dots)
\end{description}
\end{frame}

\begin{frame}
\frametitle{Aufbau}
Register - Rechenwerk - Befehlsdekoder - Bus - Cache (optional)

\begin{description}
\item[Befehlsdekoder]
	\begin{itemize}
		\item FETCH - Befehl (OPCODE) aus RAM / ROM laden 
		  (Prefetch - laden mehrere Befehle in ein Prefetch Register)
		\item DECODE - OPCODE in ALU-Schaltinstruktionen wandeln
		\item FETCH - Operanden (OPERANDS) aus RAM / ROM laden
		\item EXECUTE
		\item WRITE BACK - schreiben des Ergebnises in RAM / ROM (OPCOUNTER++)
	\end{itemize}
\item[Bus] Adressbus (zentraler Adressdecoder -> Chip Select), Datenbus
\end{description}
\end{frame}

\begin{frame}
\frametitle{Aufbau}
Register - Rechenwerk - Befehlsdekoder - Bus - Cache (optional)

\begin{description}
\item[Cache] beinhaltet zuletzt verwendete Daten
	\begin{itemize}
		\item L1 im Kern / wenige KB gross / am Schnellsten abrufbar
		\item L2 nicht im Kern / wenige MB gross
		\item L3 von allen Kernen geteilt / einige MB gross
	\end{itemize}
\end{description}
\end{frame}

\subsubsection{OPCODE vs Assembler}
\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{OPCODE vs Assembler}
\begin{description}
\item[OPCODES] sind immer Prozessorspezifisch
\item[OPCODE] eindeutige Nummer eines Befehls
\item[Befehlssatz] Summe aller OPCODES eines Prozessors
\item[Mnemonic] lesbare Abk. eines OPCODES -> Assemblerbefehl
\end{description}

Beispiel 8086:
\begin{verbatim}
OPCODE: 0130
Mnemonic: INC
SI (Sourceindexregister) wird um den Wert eins inkrementiert.
\end{verbatim}
\end{frame}

\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe}
\begin{itemize}
\item Schreiben Sie ein sehr einfaches C Programm
\item Disassemblen Sie das Programm
\item Betrachten Sie das Programm in einem HEX Editor und versuchen Sie die OPCODES zu finden
\end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{Disassemble}
\begin{verbatim}
simple.c:
int main(int argc, char **argv)
{
	return argc++;
}

$ gcc -o simple.c
\end{verbatim}
\end{frame}

\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{Disassemble}
\begin{verbatim}
$ objdump -d a.out

00000000004004b4 <main>:
  4004b4:       55                      push   %rbp
  4004b5:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
  4004b8:       89 7d fc                mov    %edi,-0x4(%rbp)
  4004bb:       48 89 75 f0             mov    %rsi,-0x10(%rbp)
  4004bf:       8b 45 fc                mov    -0x4(%rbp),%eax
  4004c2:       83 45 fc 01             addl   $0x1,-0x4(%rbp)
  4004c6:       c9                      leaveq 
  4004c7:       c3                      retq   
  4004c8:       90                      nop
  4004c9:       90                      nop
  4004ca:       90                      nop
  4004cb:       90                      nop
  4004cc:       90                      nop
  4004cd:       90                      nop
  4004ce:       90                      nop
  4004cf:       90                      nop
\end{verbatim}
\end{frame}

\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{Disassemble}
\begin{verbatim}
$ hexdump a.out | less

00004b0 c3c9 9090 4855 e589 7d89 48fc 7589 8bf0
00004c0 fc45 4583 01fc c3c9 9090 9090 9090 9090
00004d0 c3f3 0ceb 9090 9090 9090 9090 9090 9090
00004e0 8948 246c 4cd8 6489 e024 8d48 332d 2009
00004f0 4c00 258d 092c 0020 894c 246c 4ce8 7489
0000500 f024 894c 247c 48f8 5c89 d024 8348 38ec
\end{verbatim}
\end{frame}

\subsubsection{8, 16, 32, \dots bit?}
\begin{frame}
\frametitle{n-Bit-Architektur}
Pro Takt werden max. n-Bit Daten verarbeitet.

Hieraus leitet sich i.d.R. auch die Breite der internen Register, sowie des
Adress- und des Datenbusses ab.

Vorteil: Adressraum / Datenbreite
Nachteil: Speicherbedarf Pointer
\end{frame}

\subsubsection{Memory Management Unit}

\begin{frame}
\frametitle{Memory Managemenut Unit (MMU)}
\begin{itemize}
\item blurb 
\end{itemize}
\end{frame}

\subsubsection{ARM, PowerPC / CELL, x86}
\begin{frame}
\frametitle{ARM}
\begin{enumerate}
\item v1
\end{enumerate}
\end{frame}

\subsubsection{Voraussetzungen f\"ur Linux}
\begin{frame}
Bit ?

MMU ?

ARCH Support ?
\end{frame}

\input{tailpres}