SPARC是CPU指令集架构的一种，其设计的目标是优化的编译和易用的流水线硬件执行。

SPARC指令集有以下主要特点：

所有指令都是32位宽和以32为分界对齐排列的。只有3个基本指令的格式--它们是非统一的操作数位置和寄存器地址域。特别要注意的是：只有load和store指令能访问memory和I/O。

很多指令操作是基于2个寄存器操作数，和一个存放运算结果的寄存器。

通过软件将（浮点数）配置成32单精度(32bit)，16双精度(64bit)，8四倍精度寄存器(128bit)，或将它们混合。

    7. 延时控制传输----处理器常常是在一个延时控制传输指令后提取下一个指令。依靠控制传输指令的"annul"位判断是否执行它。

    8. 多处理器同步指令----一个指令执行一个原子的‘读-然后-设置存储’的操作；另一个执行原子的‘寄存器与存储器交换’的操作。

    9. 协处理器 （由于我使用的芯片上没有，所以关于它的指令就不介绍了 ）

寄存器是位于cpu片上的存储单元。在SPARC架构中有32个通用的integer寄存器和32个浮点寄存器。在此之前，强烈推荐Peter

32个通用的integer寄存器名为%r0，%r01，%r2，… %r31。（由于它们在程序中运行的不同目的，又给它们起了各自的别名，peter哥的文章有介绍）

    %y寄存器用于乘法和除法中。在除法中，暂存被除数的高32位有效位；

在乘法中，暂存乘积的高32位有效位；

（一般用来配合sethi指令）

SPARC指令集可以分为6大组类：load/store指令、整数运算指令、控制传输(CTI)指令、读/写控制寄存器指令、浮点操作和协处理器操作指令。

SPARC指令使用的基本格式如下：

操作数的个数根据不同类型的指令而不同，由0~3个不等。如nop，是无操作数的。

基本指令格式说明指今格式中所用的英文编写符号说明如下：

基本格式中“{}”和“()”的说明:

“{ }”内的项是项是可选的，例如，{rs1, rs2, rd}为指令操作数可能没有或有1~3个。

好了，经过上面那么枯燥的介绍，下面来点更枯燥的。

寻址方式是根据指令编码中给出的地址码字段来寻找真实操作数的方式。SPARC处理器支持的基本寻址方式很简单，其存储器地址的给出，要么是"register+register"，要么是"register+immediate"。基本的寻址方式有以下几种。

    立即寻址也称为立即数寻址，是一种特殊的寻址方式。操作数是直接通过指令给出，数据就包含在指令的32位编码中，只要取出指令就可在指令执行时得到立即操作数。例如指令:

需要注意的是，在SPARC体系中，只有第二个操作数才会用到立即寻址方式。那么，SPARC处理器是如何识别立即数的呢，这要结合SPARC指令编码格式来说明（参看V8手册 ）。其实，在有两个源操作数的指令编码格式中，有一位“i”标志符起了决定性的作用。i 用于为(整数)算术运算和load/store指令选择第二个运算器操作数。如果 i

    另外值得注意的是立即数的取值范围，在SPARC体系中，依不同的指令类型而不同。并用于不同的寻址模式中。

127 之间的立即数（用7位表示，有符号或无符号）。常用于（trap）跟踪类型指令的偏址寻址方式中。

    uimm7：取值范围在0 ~ 127之间的立即数（用7位表示，无符号）。用于偏址寻址方式中。

4095之间的立即数（用13位表示，有符号）。当i=1，用于算术运算指令或load/store指令的第二个运算器操作数。

    asi： 地址空间标识符，一个取值范围在0 ~ 255的立即数常量（用8位表示，无符号）。

    SPARC指令集中除了立即数寻址外，还有一种常用的是寄存器直接寻址。寄存器寻址利用寄存器中的数值作为操作数，指令中地址码给出的是寄存器编号。例如：

)的内容相加，结果放人第3个寄存器%l2中。必须注意写操作数的顺序：第1个是第1寄存器，然后是第2操作数寄存器，最后是结果寄存器。

    寄存器间接寻址利用一个寄存器的值作为存储器地址，在指定的寄存器中存放有效地址，而操作数则放在存储单元中。这个寄存器用“[ ]”括起来，表示内容。

第l条指今将寄存器%o2指向的地址存储器单元的内容加载到寄存器%f0中。第2条指令将寄存器%fsr的内容存储到寄存器%o0指向的地址存储单元中。

    基址加偏址寻址也称为变址寻址，就是将基址寄存的内容与指令中给出的偏移量相加，形成存储器的有效地址，用于访问基址附近的存储器单元。寄存器间接寻址实质是偏移量为0的基址加偏移寻址，这种寻址方式有很高的执行效率且编程技巧很高，可编出短小但功能强大的汇编程序。

    指令可在系统存储器合理的范围内基址上加上不超过7位的偏移量(立即数时为7位偏移量)来计算传送地址。

    这条指令把基址%g1的内容加上位移量为96后,所指向的存储单元的内容送到寄存器%o1中。

    在以上的例子中基址寄存器的地址偏移一直是一个立即数。它同样可以是另一个寄存器，并且在加到基址寄存器前还可经过移位操作。

    有些指令使用到这种址寻址方式，语法定义如下：

    相对寻址可认为是基地址为程序计数器PC的变址寻址，偏移量指出了目的地址与现行指令之问的相对位置，偏移量与PC提供的基地址相加后得到有效的目的地址。

    其实上面那些东西想通了，就很容易记住了，是不是比x86简单呀。下面的就进入本文主题了。

SPARC指令详细介绍

SPARC指令集总体分为以下6类：

• 算术运算/逻辑运算/移位指令

V8版本，对于SPARC新增的指令请参见SPARC 最新的版本手册。不过那些指令真的又多又烦，我只是介绍常用的。那些不怎么用的，自己查V8手册吧。

数据处理指令（算术运算/逻辑运算/移位指令）

SPARC的数据处理指令主要完成寄存器中数据的算术和逻辑运算操作。SPARC数据处理指令的基本原则为：

• 所有操作数都是32位宽，或来自寄存器或是在指令中定义的立即数(符号或0扩展)。

• 算术运算和逻辑运算指令都要用到3个寄存器，大部分的情况下，第一和最后一个参数是双寄存器，然而第二个参数可以是寄存器或13位有符号立即数。

• 如果数据操作有结果，则结果为32位宽，放在一个寄存器中(有一个例外一一乘法令产生64位的结果)

• %y寄存器用于乘法和除法中。在除法中，暂存被除数的高32位有效位；在乘法中，暂存乘积的高32位有效位；从事程序开发的人员应很清楚%y寄存器的价值，是既可用于乘法运算中检查乘积，又可除法指令中适当地设置操作数。

每个运算操作根据是否设置条件码双分成两条指令，也就是说同一个运算操作指令，一条是会对%psr状态码位产生影响（带有cc后缀的指令），而另一条则不会。另外，乘法和除法又存在有符号和无符号运算之分（区别在于指令是否有S前缀）。

这些指令是最基本的算术运算指令。其中加法ADD和减法SUB都是不区分操作数是否有符号，只是简单地进行相关运算。如果非要给它们加上符号的考虑的话，SPARC提供了很有用的条件码，只需在其指令助记符后加上cc。如ADDcc、SUBcc。这样，运算的结果就会影响PSR相应的条件码icc位。

    在SPARC的指令集中，统一用小写字母cc作为后缀加在指令助记符后面，表示执行时会影响相应状态寄存器的条件码位。SPARC条件码有三类（icc, fcc, ccc），分别在PSR、FSR、CSR状态寄存器中，而SPARC的分支跳转指令根据这些状态寄存器的条件位自动判断是否执行指令。

算术运算类中的加法指令ADD ，加上条件后缀cc后成为ADDcc，表示“相加并设置条件码”，即执行完加的操作后，接着设置相应PSR状态寄存器的icc条件码标志位。

    icc条件码位，是%psr寄存器的一部分。它们在某些汇编指令执行期间被设置。它们的内容后来被查得并遵照其执行。

N：(Negative)负标志位，如果算术运算的结果最高有效位为1, 那么置1。

freg_rs2（无序的---一个或两个数是NaN），那么fcc值为3。

ADDcc、ADDXcc会更改icc，如果两操作数有相同的符号，而加起来的结果符号位又之前不同，那么会产生一个溢出。而对于减法，则有，如果两操作数有不相同的符号，而减运算后的结果符号位又第一操作数符号不同，那么会产生一个溢出。

SUBcc和目的寄存器(rd=0)一起常用于有符号或无符号整数的比较，因为我们知道，比较指令(如CMP)在任何架构的机器中最终都是进行减法运算，如果结果为0，则表示两数相等。

SPARC乘法指令完成两个32位源操作数相乘得到64位乘积的乘法运算，存在有符号和无符号运算之分。有符号操作，意味着它们的源操作数是有符号的，而且它所得的结果也是有符号的；无符号操作，意味着它们的源操作数是无符号的，而且它所得的结果也是无符号的。

32bit)放入目的寄存器中；在除法中，参与运算的被除数是大于32位的数，那么它的高32位有效位放在%y中，而低32位有效位放入第一个源操作数寄存器中。除法运算所得的32位商放到目的操作数中。

umulcc)总是会清除条件码寄存器的V(溢出)和C(进位)位。另外，这些操作会更新条件码寄存器的N(负结果)和Z(零)位。尽管乘法操作产生64位的结果，但更新条件码寄存器的N和Z位是根据结果的低32位的。像乘法一样，除法操作(sdivcc, udivcc)也清除条件码寄存器的C(进位)位。另外，根据32位结果，除法操作会更新条件码寄存器的N、V和Z位。

很多情况下，你可能须要检查或设置%y寄存器，特别是在乘法运算之后或除法运算之前(设置被除数)的情况下。你可以使用(综合指令)MOV指令，把%y寄存器的内容拷贝出来。也可以使用MOV指令设置它的内容。

当你(使用MOV指令)对%y寄存器存入一个值时，实际上，到%y寄存器值的更新需要3个指令周期的时间。这就意味着，在开始写%y的指令与你要使用%y的值的指令之间，你必须确定至少有三条指令。

AND、OR、XOR分别完成“与”、“或”、“异或”的按位操作。AND可常用于提取寄存器中某些位的值，OR常用于将寄存器中某些位的值设置为1，ANDN、ORN、XNOR中的“N”意思是在进行主操作之前(如and、or、xor)，先将第2操作数取反。ANDN通常用于将寄存器中某些位的值清除为0。当然也有取反指令NOT。

    在汇编语言中，移位一般分为逻辑移位和算术移位两种。逻辑移位是指寄存器中所  有位都往一个方向移，未尾补0。而算术移位则不是所有位都移，它必须始终保留寄存器中数据的符号位，而只移动其余的位。注意，移位操作不会影响条件码。

SPARC处理器是Load/Store型的，即它对数据的操作是通过将数据从存储器加载到片内寄存器中进行处理，处理完成后的结果经过寄存器存回到存储器中，以加快对片外存储器进行数据处理的执行速度。SPARC的数据存取指令Load/Store是唯一用于寄存器和存储器之间进行数据传送的指令。（所以不要写出这样的指令：ld

通常的load/store指令提供了一个地址空间标识符，这依靠处理器是在用户还是在管理员模式下。然而，有特权的load从预备空间指令到store提供了直接的地址空间标识符，这是从指令的asi域获得的。

load/store指令包括如下基本指令：

LDUB 下载无符号字节（用“0”填补）

LDSB 下载有符号字节（符号扩展）

LDUH 下载无符号半字（用“0”填补）

LDSH 下载有符号半字（符号扩展）

与ARM指令集比，SPARC没有多寄存器存取指令，但双寄存器存取指令与之对应（LDD，STD）。也可用于大批数据的传送。一般这些指令用于进程的进入和退出、保存和恢复了作寄存器以及拷贝存储器中一块数据。

下面详细介绍主要的数据传送指令

这是最简单的数据传送指令，不用考虑符号位的问题，直接以机器的位长存取数据。LD 从内存中取32位字数据放人寄存器，ST将寄存器中的32位字数据保存到内存中。

2．双字数据传送指令(LDD、STD)

    这条指令需要用到一对寄存器存放双字，并且必须是偶数寄存器。LD 从内存中取64位双字数据放人一对寄存器中，注意，高字(bits 63 ~ 32)移入到偶寄存器中，低字（位于有效内存address+4）移入到紧跟着的奇寄存器中。ST将一对寄存器中的64位双字数据保存到内存中。

    将指定寄存器的数据与内存中的字数据相互交换。与intel x86的“XCH”交换指令功能相同。

在SPARC中有2种方法可实现程序的转移：一种是用传送指令直接向PC 寄存器中写人转移的目标地址值，通过改变PC的值实现程序的跳转；另一种是下面要介绍的转移指令。在SPARC指令集中，转移指令有2种，有条件和无条件转移指令。值得注意的是，在SPARC中，条件是由条件码寄存器提供的，而条件码标志位的变化又是可控的，它通过不同的指令来控制的，这就是我们前面已经提到的，带有-cc的指令会影响条件码。（浮点的也相类似，就不介绍了）

SPARC提供了16条基本的转移指令，注意，BA、BN是无条件的，用于指示跳转是否发生。其余的指令是有条件跳转，仅仅在指定的条件满足的时候，才发生跳转。

侦测比较的结果或其它操作的结果 （有符号算术运算）

    1．默认情况下，只要分支转移指令被执行，紧跟分支指令后面的指令就会被执行。

slot)， SPARC用两个程序指针PC和nPC,来保持指令执行的轨迹。PC持有下一条要执行的指令的地址；第二个程序指针，nPC持有PC的下一个值。通常，SPARC在每一条指令执行结束时更新当前程序指针，更新时，用nPC的值代替PC的值，nPC的值则是“其原值+4”。当它执行一个转移指令时，SPARC分配nPC的值给PC，然后更新nPC的值。如果跳转发生，nPC被分配一个用指令声明的目标(地址)值；否则，nPC的值是自增4的。也就是说，跳转指令发生时，一时并没改变PC的值到目标地址，它只能执行原nPC给的下一条指令(这就产生了跳转间隙)。

    3．在跳转指令的延时间隙里不方便放有用的指令的情形时，SPARC提供 了“nop”复合指令。nop的执行，它不改变任何寄存器或内存的值。然而，它的作用是导致处理器执行更多的指令，比如，增加所需执行程序的时间。

    4．用加后缀",a"来声明跳转间隙无效。如果条件分支指令没有发生，则跳转间隙中的指令无效。如 bg ,a

这里讲的延时间隙是很牛的东东

在Sparc汇编中经常看到，所以要花点时间：

简单地转换，这里用到nop指令放到“分支指令延时间隙(Branch delay slot)”中。

    在上面，分支指令bg top,当发生跳转时，处理器并没有马上执行跳转，而是要执行完nop这条分支指令延时间隙中的指令后，才转移到top:处。

%r4”这条分支指令延时间隙中的指令后，才转移到top:处。而且，当跳转条件不满足时，分支指令延时间隙中的指令无效。

    浮点操作指令执行所有的浮点运算，它们是寄存器-寄存器的基于浮点寄存器的操作指令。你可以通过SPARC系统上的浮点环境开发可靠的、高性能的、可移植的数值应用程序。

    浮点操作指令支持在整形字和单、双、四精度浮点操作数之间操作。浮点运算指令根据功能的不同可分为：类型转换浮点指令、浮点算术运算指令、其它浮点指令。

(具体指令介绍就省略，因为用的不多)

好辛苦才把这文章整理好，突然发现其实还有好多是没有写的，比如：call、ret、jumpl、组合指令等等。但是一篇文章就把那么多的东西都写完那是不可能的。只能靠各人的自我修行了。好了，还有一个很常用的指令没有介绍，就用它作为这篇文章的ending吧。

这个指令的作用就在于把const22放在reg的高22位，和把reg的低十位设为0。

好，下面进入机智问答时间：

A：目的在于把一个32位的常数（比如：地址）放入寄存器。因为你不可能用一条指令来完成这个功能，（因为所有的指令都是32位长，其中还包括操作命令、标志位等）所以用这个指令再配合（add或者or）把底位补上，就能很好的解决问题。

2.把这两部分分别的放进%L1

    看完后，你心里也许开始骂指令的开发者，这不是傻A的后面吗？每次放一个数我都得自己拆分一次？

呵呵，还记得开始介绍的%hi（X）和%lo（X）吗？前一个指令就是获得常数X的高22位，后一个就是获得常数X底10位。

所以，我们可以这样做：

    不过这也挺麻烦的，我们可以使用一条等效的组合指令：set（它不是真正的sparc指令，其实就是把sethi...or...封装起来）。

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课程名称 DSP?原理及应用 授课 专业 电子信息科学与技术 （无线电技术与信息系统、 计算机应用技术等专业方向） 年级 4 课程编号课程类型 必修课 校级公共课（）；基础及专业基础课（）；专业课（√） 选修课 限选课（）；任选课（） 授课方式 课堂讲授（√）；实践课 （√） 考核方式 考试（√）；考查（） 课程教学 总学时数 51 学分数 3 课时分配 课堂讲授?30??????学时；实践课?21??????学时 教材名称 《TMS320C54XDSP 结构、原理及应用 ? 新编试用《DSP?原 理及其应用》上机 实验指导书 作者 戴明桢 周建江 自编讲义 出版社及 出版时间 北京航空航天大学 出版社，2001 1、?数字信号处理 单片机及其应用? 2、?DSP?芯片的原 理与开发应用? 李兰友等 张伟雄等 出版社及 出版时间 电子工业出版社， 1997 电子工业出版社， 2000 授课教师 何培宇 职称 教授 单位 电子信息学院 授课时间 每一学年的第二学期 作者指定参考书四川大学教案 作者 指定参考书 【首页】 【首页】 注：表中（）选项请打“√”。 周?次 第?1?周 备????注 章?节 名?称 第一章????概述 授?课 方?式 理论课（√）；实验课（）；实习 教?学 时?数 3 DSP?技术是当今电子类相关专业人才应该掌握的一门数字 信号处理技术。本次课程的目的就是要让学生了解?DSP?的基本 概念及?DSP?技术在各个领域的广泛应用。 通过介绍?DSP?的发展状况及其在各个领域的应用，使学生 对?DSP?技术的重要性有一个较好的认识，从而增强其学习兴趣。 教?学?内?容?提?要 时?间 分?配 教学目的及要求四川大学教案 教学目的及要求 【理、工科】2 【理、工科】 简介课程特色及基本要求 §1.1?DSP?的定义 一、概念：单片机；通用单片机；数字信号处理单片机。 二、数字信号处理技术包括的主要内容 三、数字信号处理系统的基本构成 §1.2?DSP?发展概述 §1.3?TMS320?系列发展概述 一、浮点?DSP?系列 二、定点?DSP?系列 §1.4?DSP?的性能评价 一、DSP?技术对器件的特殊要求 二、评价?DSP?性能的主要指标 §1.5?DSP?应用举例 一、广泛应用举例 二、课题组的科研实例 30 15 20 25 45 重点： 1)?DSP?的基本概念; 2)?DSP?系统的基本构成。 难点：对实时?DSP?系统的理解 教学 教学重点与难点 复习课堂讲授内容并扩展阅读相关参考资料。 常规+多媒体 同首页 周?次 第?2?周 备????注 章?节 名?称 第二章????TMS320?系列?DSP?结构及功能特点 授?课 方?式 理论课（√）；实验课（）；实习 教?学 时?数 3 讨论、练习、作业教 讨论、练习、作业 教学手段 参考资料 注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。 【理、工科】4 【理、工科】 要求学生了解第一代?TMS320?系列的?DSP?结构及功能特点， 使之对?DSP?的特性有一个初步的认识，从而帮助他们由浅入深 地了解复杂的?DSP。 教?学?内?容?提?要 时?间 分?配 §2.1?TMS320?系列?DSP?的结构特点 一、改进型的哈佛结构 二、流水线处理方式 三、并行处理结构 四、专用硬件乘法器 §2.2?功能特点 一、具有扩充的运算能力； 二、自动产生数据地址； 三、指令定序不产生额外的开销； 四、较宽的动态范围。 §2.3?TMS32010?结构简介 一、主要特性 二、引脚分类介绍（上） 45 30 60 教学目的及要求5 教学目的及要求 重点介绍ＤＳＰ的功能特点及结构特点。难点在于对其功能 特点的理解上。 复习课堂讲授内容并扩展阅读相关参考资料。 常规+多媒体 同首页 教学重点与难 教学重点与难点 讨论、练习、作业 教学手段 参考资料 注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。 周?次 第?３?周 备????注 章?节 名?称 第二章????TMS320?系列?DSP?结构及功能特点 授?课 方?式 理论课（√）；实验课（）；实习 （） 教?学 时?数 3 让学生对?TMS320?第一代?DSP?的结构、特性及引脚有一个 较为详细的了解，为理解最新一代的?DSP?打好基础。DSP?硬件 基础是应用好?DSP?的关键。 让学生对?TMS320C542?的结构、特性等有一个深入全面的 了解。打好硬件基础，同时也为软件编程打下基础。 教?学?内?容?提?要 时?间 分?配 §2.3?TMS32010?结构简介 二、引脚分类介绍（下） 三、功能方框图 详细说明方框图中各部分的功能 §2.4