为什么没有明确的 SREG RISC 指令？答案

【问题标题】：Why isn't there a clear SREG RISC instruction?为什么没有明确的 SREG RISC 指令？
【发布时间】：2020-07-02 23:25:13
【问题描述】：

我想知道为什么 Atmel RISC 没有针对状态寄存器的“全部清除”指令，而只有像 CLN 和 CLS 这样的个人标志清除讲师。强制程序员单独显式清除每个位，避免粗心大意，是安全的事情吗？

[edit] 询问是因为我正在检查各种指令对类状态寄存器的影响，并且当我意识到此类指令不存在时，我正在寻找完全重置 SREG 的指令

【问题讨论】：

RISC 的缩写是什么意思？ ...为什么要添加不必要的说明？
您通常只关心特定的标志位。无论如何，SREG 是内存映射的，因此您可以清除它。它也是 i/o 映射的。不过，要使用一条指令完成此操作，您将需要一个零寄存器。
你需要这样的指令做什么？很少需要这样的指令，绝对不足以在其上花费一个操作码和死空间。
我投票结束这个问题，因为它不是编程问题，而是对特定设备系列的 ISA 的抱怨。

【解决方案1】：

强制程序员单独显式清除每个位，避免粗心大意，是安全的事情吗？

不，只是不值得为此提供特殊说明。请注意，SREG 包括中断启用/禁用位和条件代码，我想您很少需要同时清除两者。

（还有传输标志，即使cmp和sub等指令也不会修改，仅用于bst/bld和相应的分支）。

您不必依次运行clz / cln / ...，最多需要2条指令。由于此特定操作不常见或通常有用，因此大多数 ISA 不会费心为其提供说明。

仅涵盖条件代码（不是 I 和 T），您可以在 2 条指令中使用
ldi r16, 1 / subi r16, 0：无进位，无溢出，无半进位，结果非零，结果非负。 subi reg,0 用于清除具有任何非负寄存器值的所有条件代码，因此您通常可以避免额外的 ldi。

 cp  r16,r16       ; clears all condition codes except Z=1. (I and T unmodified)
 clz               ; Z=0

第二种方式无需修改任何其他寄存器即可。（andi/or 保留一些未设置的条件代码，但像 add/sub/compare (cp) 这样的指令将它们全部写入。）任何数字减去自身为 0，没有进位、溢出或任何东西。 cp 就像 sub 保持其目的地不变。

一些 ISA 提供了一种将其标志寄存器（如果有的话）复制到通用寄存器或从通用寄存器复制的方法，但 AVR 不需要涵盖所有极端情况，因为它的寄存器是内存映射的，包括 SREG。它是一个 RISC CPU，在其 16 位固定宽度指令格式中更好地用于有限的操作码空间。

在Data space中，SREG的地址是0x5F。在I/O space 中，它是0x3F (wikipedia)。 out 比 sts / lds 短，并且比 st/ld 更方便，寻址模式涉及索引寄存器（X、Y 或 Z）。

                     ; R1 = 0 is normally left 0 at all times, one LDI at startup
 out    $3F, r1      ; SREG = 0

【讨论】：

如果这变成了讲座，请原谅我，但有什么区别：{ldi r16, 0;出 $3F, r16} 和 {ldi r16, 0; sts $5f, R20} 如果他们都完成同样的事情，我发现的唯一区别是“out”只需要 1 个时钟周期，而“sts”需要 2 cc。也谢谢你的回答！
@adrwstn: sts 是一个 4 字节（2 字）指令，显然并非在每个 AVR 上都可用。所以就像我在回答中所说的那样，更短又更小（更快）。（删除了我的第一条评论；您的第一条评论缺少代码）。
如果正在编写的代码遵循 AVR ABI，则不需要 ldi 指令：寄存器 r1 将始终保持值 0 [avr-libc 中的初始化例程具有清除它的代码]。一个简单的 {out $3F, r16} 就足够了。

【解决方案2】：

感谢 Jester 指出 SREG 是内存映射的。 I/O 编程将在下一堂课中介绍，所以事实证明这实际上是一个非常微不足道的任务，因此没有必要存在这样的指令......

LDI Rd, 0    ; load 0 into GPR
OUT SREG, Rd ; store register data to i/o location

【讨论】：