Load Instruction — xotiradagi qiymatni protsessor registriga olib kiradigan mashina buyrug‘i. U odatda bazaviy registr, siljish va adreslash qoidasi orqali samarali manzilni hisoblaydi, so‘ng kerakli kenglikdagi baytlarni xotira iyerarxiyasidan o‘qiydi. Hisoblash bloklari ko‘pincha faqat registr operandlari bilan ishlagani uchun load dastur ma’lumotini ularga yetkazuvchi asosiy vositadir.
Manzil va kenglik
Mavhum buyruq quyidagi ma’noni berishi mumkin:
LOAD r1, [r2 + 16]
Bu yerda r2 + 16 samarali manzil, r1 esa natija registridir. Haqiqiy sintaksis va o‘lchov ISAga bog‘liq. Bayt, yarim so‘z, so‘z va vektor yuklashlari turli kenglikka ega. Kichik signed qiymat katta registrga yuklanganda ishora bilan kengaytiriladi; unsigned variant yuqori bitlarni nol bilan to‘ldiradi.
Manzil talab qilingan chegaraga tekislanmagan bo‘lsa, ayrim protsessorlar istisno beradi, boshqalari bir necha xotira murojaati bilan amalni bajaradi. Tekislanmagan load kesh satri yoki sahifa chegarasidan o‘tsa, kechikish va istisno semantikasi murakkablashadi.
Xotira iyerarxiyasi
Virtual manzil TLB orqali fizik manzilga tarjima qilinadi va sahifa o‘qish ruxsati tekshiriladi. Birinchi darajali data kesh topilsa qiymat bir necha siklda keladi. Miss bo‘lsa so‘rov quyi keshlar yoki operativ xotiraga boradi. Hardware prefetch kelajakdagi loadlarni taxmin qilib bloklarni oldindan keltirishi mumkin.
Store buffer ichida oldingi, hali keshga yozilmagan bir xil manzilli qiymat bo‘lsa, load uni to‘g‘ridan-to‘g‘ri olishi mumkin. Manzilning bir qismi noma’lum bo‘lsa protsessor loadni kutadi yoki mustaqil deb taxminan bajaradi; keyin alias aniqlansa qayta ijro qiladi.
Tartib va atomiklik
Oddiy load boshqa oqim bilan sinxronizatsiya uchun har doim yetarli emas. Xotira modeli oddiy o‘qishlar qaysi amallar bilan qayta tartiblanishi mumkinligini belgilaydi. Acquire load undan keyingi xotira amallari undan oldinga o‘tmasligini ta’minlaydigan semantikaga ega bo‘lishi mumkin. Atomik load esa belgilangan kenglikdagi qiymatni yirtilmasdan o‘qish va ko‘p oqimli kelishuv uchun aniq tartib variantini beradi.
Qurilma registridan load oddiy keshli xotiraga o‘xshamasligi mumkin. Memory-mapped I/O hududi keshlanmaydi, o‘qishning o‘zi qurilmada yon ta’sir yaratishi mumkin. volatile kompilyatorga ayrim optimallashtirishni cheklaydi, lekin til va apparatdagi to‘liq oqimlararo atomiklikni o‘zi kafolatlamaydi.
Istisno va spekulyatsiya
Sahifa mavjud emasligi, ruxsat buzilishi yoki alignment xatosi load bajarilishida aniqlanadi. Out-of-order yadro xatoni commitgacha ushlab, aniq istisno hosil qiladi. Spekulyativ load keyin bekor qilinsa me’moriy registrni o‘zgartirmaydi, ammo kesh holatiga ta’sir qilishi mumkin; bu ayrim yon kanal hujumlarining asosidir.
Kompilyator takroriy loadni registrda saqlash, yaqin loadlarni vektorlashtirish va ma’lumotni keshga qulay joylashtirish bilan xarajatni kamaytiradi. To‘g‘rilik uchun alias, atomik va qurilma xotirasi qoidalari saqlanishi shart.
Gather load vektorning har elementi uchun alohida manzildan qiymat oladi. U tartibsiz ma’lumot tuzilmasini vektorlashtirishga yordam beradi, lekin ketma-ket loadga qaraganda ko‘proq kesh satri va tarjimaga tegishi mumkin. Fault-first yoki maskalangan variantlar ayrim elementlarni o‘qimaslik va birinchi xatogacha natija berish kabi maxsus semantikaga ega. Kompilyator bunday buyruqni faqat massiv chegarasi va maska o‘qilmasligi kerak bo‘lgan manzillarni haqiqatan himoyalashini isbotlaganda qo‘llaydi.
Bog‘liq tushunchalar
store instruction, cache, virtual memory, memory ordering, atomic load, addressing mode