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1. Architecture d’un
Microprocesseur– Jeux
d’instructions et Registres -
Module Microprocesseur
TARIK ZAKARIA BENMERAR, PHD
DEPARTEMENT INSTRUMENTATION ET AUTOMATIQUE, USTHB

2. Formats d’Instructions
X86 (8086) ARM

3. Types d’Instructions
X86 (8086) ARM

4. Types d’Instructions
 Instructions Générales
 Instructions de transfert de données.
 Instructions d’opérations arithmétiques et logiques.
 Instructions de conditions et de contrôle de flux.
 Instructions d’appels de fonctions et de gestion de la pile.
 Instructions des chaînes de caractères (x86 seulement).
 Instructions d’entrées/sorties (x86 seulement).
 Instructions d’appels aux interruptions.

5. Types d’Instructions
 Instructions FPU (Floating-Point Unit)
 Arithmétique à virgules flottantes.
 Utilise des registres spécialisés.
 Le type float dans C.

6. Types d’Instructions
 Instructions SIMD (Single Instruction Multiple Data).
 Programmation Vectorielle.
 Intel MMX, SSE, AVX.
 ARM DSP, Neon, Helium.

7. Types d’Instructions
 Instructions de cryptage.
 Principalement AES (Cryptage symétrique) et SHA (Fonction de
hashage pour la signature).
 Ils exploitent les registres SIMD pour de meilleurs
performances.

8. Types d’Instructions
 Instructions de synchronisation.
 Protection contre les accès simultanés des threads à la
mémoire.
 Intel TSX.
 ARM Synchronization Instructions.

9. Types d’Instructions
 Instructions de sécurité et d’isolation.
 Intel MPX, VMX, SMX, SGX.
 ARM MTE, ARM MSPLIM_S, ARM PSPLIM_S,
ARM VMSA, ARM PMSA.
Instructions du système d’exploitation

10. Types d’Instructions
 Instructions de debug.
 Suivi du déroulement interne d’une application pour
le débogage.
 Gestion des points d’arrêts (Breakpoints).
Instructions du système d’exploitation

11. Types d’Instructions
Instructions du système d’exploitation
 Instructions de gestion d’interruptions.
 Configuration de la table de descripteur
d’interruption

12. Types d’Instructions
Instructions du système d’exploitation
 Instructions systèmes
 Instructions spécialisées pour le fonctionnement
interne du système d’exploitation.
 Gestion des tâches.
 Initialisation de CPU.

13. Types d’Instructions
Instructions du système d’exploitation
 Instructions de lecture et d’écriture de registres spéciaux
 Configuration OS et CPU (Gestion du cache mémoire, Gestion de
l’alimentation et de la température)
 Suivi d’état de la machine (Suivi des performances, des erreurs de la
machine).
 Instructions Intel RDMSR, WRMSR.
 Instructions ARM MSR/MRS.

14. Types de registres
X86
ARM

15. Types de registres
Registres généraux
ARM
X86

16. Types de registres
Registre pointeur d’instructions
ARM X86

17. Types de registres
Registre d’états
X86
ARM

18. Types de registres
Registres de segments (x86 uniquement)
Segmentations des différentes
parties d’un programme
(Code, Données, Pile)

19. Types de registres
Registres FPU/SIMD
X86
ARM

20. Types de registres
Registres du Système d’Exploitation
 Registres de debug.
X86
ARM
Debug
BPU
DWT

21. Types de registres
 Registres d’isolation et de protection de
mémoire.
Registres du Système d’Exploitation
ARM X86

22. Types de registres
Registres du Système d’Exploitation
 Registres de contrôle et état (Configuration OS
et CPU, suivi d’état).
X86
ARM

23. Compilateur et architectures de
microprocesseur
Conversion du langage de
programmation vers l’Assembleur

24. Compilateur et architectures de
microprocesseur
Optimisation automatique
par le compilateur
Le compilateur reconnait l’expression et la transforme en
une seule instruction REV16

25. Compilateur et architectures de
microprocesseur
Optimisation manuelle pour la plateforme
cible par le programmeur
En cas de manque de correspondance directe entre le
langage de programmation et l’instruction assembleur
optimisée
__SADD est une intrinsic
ARM
https://developer.arm.com/documentation/dui0205/g/arm-compiler-
reference/compiler-specific-features/intrinsic-functions

26. Compilateur et architectures de
microprocesseur
Optimisation par l’utilisation d’une
bibliothèque tierce

27. Compilateur et architectures de
microprocesseur
Optimisation par l’utilisation d’une
bibliothèque tierce

28. Compilateur et architectures de
microprocesseur
Optimisation par l’utilisation d’une
bibliothèque tierce

29. Compilateur et architectures de
microprocesseur
Optimisation par l’utilisation d’une unité
de calcul séparée