32位PowerPC常用指令集总结..docVIP

32位PowerPC常用指令集总结 第一部分 PowerPC 精简指令集计算机(RISC)简介 PowerPC 体系结构是一种精减指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer，RISC）体系结构，定义了 200 多条指令。PowerPC 之所以是 RISC，原因在于大部分指令在一个单一的周期内执行，而且通常只执行一个单一的操作（比如将内存加载到寄存器，或者将寄存器数据存储到内存）。 PowerPC 体系结构分为三个级别（或者说是“book”）。通过对体系结构以这种方式进行划分，为实现可以选择价格/性能比平衡的复杂性级别留出了空间，同时还保持了实现间的代码兼容性。 Book I. 用户指令集体系结构（Power ISA User Instruction Set Architecture） 定义了通用于所有 PowerPC 实现的用户指令和寄存器的基本集合。这些是非特权指令，为大多数程序所用。 Book II. 虚拟环境体系结构（Power ISA Virtual Environment Architecture） 定义了常规应用软件要求之外的附加的用户级功能，比如高速缓存管理、原子操作和用户级计时器支持。虽然这些操作也是非特权的，但是程序通常还是通过操作系统调用来访问这些函数。 Book III. 操作环境体系结构（Power ISA Operating Environment Architecture） 定义了操作系统级需要和使用的操作。其中包括用于内存管理、异常向量处理、特权寄存器访问、特权计时器访问的函数。Book III 中详细说明了对各种系统服务和功能的直接硬件支持。 由于我目前手上的开发板是基于e600内核，所以我在学习PowerPC指令集的过程中，顺便总结了e600内核常用的指令集，如果大家发现我总结的指令集有错误或者不准确的地方，欢迎留言指出来，O(∩_∩)O~第二部分 e600指令集 飞思卡尔的e600内核实现了booke内核构架中64位指令集的中的32位指令（即在e600的32位寄存器中，第0位相当于booke中的64寄存器的第32位，第31位相当于booke中64寄存器的第63位），E600内核采用大端编码方式，指令的第0位是MSB（Most Significant Bit）位，第31位是LSB（Least Significant Bit）。 e600内核指令的高6位字段（第0-5位）被称为OPCD字段（Primary Opcode Field），根据OPCD字段的不同，PowerPC的指令集分为以下几类。 2.1 I-form指令格式 该类是无条件转移指令。 0-5??????6-29??????? 30??????????31 OPCD???? LI??????????AA????????? LK AA=0，表示LI中存放的是相对地址LI*4，基址是当前指令的地址 AA=1，表示LI中存放的是绝对地址LI*4 LK=1，表示转移到目的地址的同时，将当前指令的下一条指令存入LR寄存器 LK=0，仅仅表示跳转到目的地址，而不用修改LR寄存器 例如： b???? LI//AA=0, LK=0 解释：跳转到目的地址：LI*4+当前指令的地址? ? ba??? LI//AA=1,LK=0 解释：跳转到：LI*4 ? bl??? LI//AA=0,LK=1 解释：跳转到目的地址：LI*4+PC，同时把PC+4放入LR寄存器 备注：PC放的是当前指令的地址。 ? bla?? LI//AA=1,LK=1 解释：跳转到目的地址：LI*4，同时把PC+4放入LR寄存器 ? 给出一段汇编指令示例： 0x1000051c print …… 04b ff ff ff b5?? 对应汇编：blprint 0x1000056c：38 00 00 00??? 对应汇编：li? r0,0 解释： bl????print对应的机器指令为： 4b ff ff ff b5，其中的LK=0xed。 将LK*4符号扩展到32为对应的真值为-0x4c，而当前指令的地址为0x1000056c，所以跳转的目标地址就是0x1000056c+(-0x4c)=0x1000051c即为print函数的入口地址。 因此如果想获得下一条指令的有效地址可以使用下面的汇编代码： bl???? invstr?????????//将当前指令的下一条指令PC+4放入LR寄存器 invstr：mflr r6?????? //将LR寄存器的内容放入r6寄存器中 ? 2.2 B-Form指令格式 该类为有条件转移指令 0-5??????6-10??????? 11-15????? 16-