AVR汇编为什么LDI指令只能使用R16-R31寄存器

Question

您好，我在过去的论文中遇到了这个考试问题，我很困惑，到目前为止，还没有研究给我一个确凿的答案，因为大多数人只是说这是处理器的限制。 我很确定我们没有在 class 中介绍这一点。

有谁知道为什么？

Answer 1

简单的答案是高 16 个寄存器只支持LDI 。

当您查看 ISA（指令集架构）时，您会注意到这同样适用于SUBI 、 SBCI 、 ANDI 、 ORI和CPI ，其中每个都需要操作码表中的 12 位：8 位为 8 位立即数和 4 位来编码 R16... R31 中的哪一个是目的地。 这意味着，仅仅提供这 6 条指令，就已经占用了 37.5% 的操作码。

支持 R0...R31 需要 75% 的操作码仅用于 6 条指令：所有 AVR 操作码都是 16 位操作码（除了 32 位的LDS 、 STS 、 CALL 、 JMP ），您只能用 16 位编码这么多指令位

以以下 2-reg 指令为例： ADD 、 ADC 、 SUB 、 SBC 、 CP 、 CPC 、 AND 、 OR 、 EOR 、 LSR 、 ASR 、 ROR 、 MOV 。 这 13 条指令中的每一条都占用 2^(5+5) 个操作码，因为每条指令都必须对 2^5 个可能的源寄存器和目标寄存器中的一个进行编码，总计超过 20% 的操作码空间。 而且我们还没有考虑跳转（ RJMP 、 RCALL 、分支）或 memory 访问，如LDD 、 STD 、 IN 、 OUT 。

术语：上面的“操作码”是指编码一条特定机器指令所需的所有位。