Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

--- cpu [2025/12/18 21:49] – создано gecko
+++ cpu [2026/07/17 12:48] (текущий) – gecko
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
 ====== CPU ======
-Процессором PlayStation является MIPS R3000, 32-битный RISC-микропроцессор, реализующий ISA MIPS I.
+Центральным процессором PlayStation является MIPS R3000, 32-битный RISC-микропроцессор, реализующий ISA MIPS I.
 ===== Регистры =====
@@ Строка 13: / Строка 13: @@
   * $26..$27 - k0..k1 - зарезервированы для [[BIOS]]
   * $28 - gp - [[global_pointer|глобальный указатель]]
-  * $29 - $sp - [[stack_pointer|стековый указатель]]. Содержит первый свободный адрес на стеке
+  * $29 - sp - [[stack_pointer|стековый указатель]]. Содержит первый свободный адрес на стеке
   * $30 - fp/s8 - [[frame_pointer|указатель на фрейм]]
   * $31 - ra - [[return_address|адрес возврата]]. Переход по этому адресу осуществляет возврат из процедуры.
+Особые регистры:
+  * hi, lo - результат целочисленного умножения/деления (верхняя и нижнняя части)
+  * pc - программный счетчик.
+O32 ABI:
+  * $2..$3 (v0..v1) - возвратные значения
+  * $4..$7 (a0..a3) - аргументы
+  * $29 - указатель на стек
+  * $31 - адрес возврата.
+Если функция использует более 4 32-битных аргументов, 5-й аргумент и далее кладутся на стек.
+===== Инструкции =====
+**Арифметика:**
+  * add $r, $a, $b - сложение. $r = $a + $b
+  * addu $r, $a, $b - беззнаковое сложение. $r = $a + $b
+  * addi $r, $a, imm - сложение с константой. $r = $a + imm
+  * addiu $r, $a, imm - беззнаковое сложение с константой. $r = $a + imm
+  * sub $r, $a, $b - вычитание. $r = $a - $b
+  * subu $r, $a, $b - беззнаковое вычитание. $r = $a - $b
+  * mult $a, $b - умножение. $a * $b
+  * multu $a, $b - беззнаковое умножение. $a * $b
+  * div $a, $b - деление. $a / $b
+  * divu $a, $b - беззнаковое деление. $a / $b
+**Сравнение:**
+  * slt $r, $a, $b - проверка условия "меньше". $r = (int)$a < (int)$b
+  * slti $r, $a, imm - проверка условия "меньше" с константой. $r = (int)$a < imm
+  * sltiu $r, $a, imm - беззнаковая проверка условия "меньше" с константой. $r = $a < imm
+**Побитовые операции:**
+  * and $r, $a, $b - побитовое "И". $r = $a & $b
+  * andi $r, $a, imm - побитовое "И" с константой. $r = $a & imm
+  * or $r, $a, $b - побитовое "ИЛИ". $r = $a | $b
+  * ori $r, $a, imm - побитовое "ИЛИ" с константой. $r = $a | imm
+  * xor $r, $a, $b - исключающее "ИЛИ". $r = $a ^ $b
+  * nor $r, $a, $b - отрицающее "ИЛИ". $r = !($a | $b)
+  * sll $r, $a, imm - логический сдвиг влево на константное значение. $r = $a << imm
+  * sllv $r, $a, $b - логический сдвиг влево на переменное значение. Значение сдвига маскируется на 5 бит. $r = $a << ($b & 0x1f)
+  * slr $r, $a, imm - логический сдвиг вправо на константное значение. Верхние биты результата заполняются нулями. $r = $a >> imm
+  * srlv $r, $a, $b - логический сдвиг вправо на переменное значение. Верхние биты результата заполняются нулями. Значение сдвига маскируется на 5 бит. $r = $a >> ($b & 0x1f)
+  * sra $r, $a, imm - арифметический сдвиг вправо на константное значение. Верхние биты результата заполняются битом знака входного значения. $r = (int)$a >> imm
+  * srav $r, $a, $b - арифметический сдвиг вправо на переменное значение. Верхние биты результата заполняются битом знака входного значения. Значение сдвига маскируется на 5 бит. $r = (int)$a >> ($b & 0x1f)
+**Чтение и запись памяти:**
+**Внимание!** Инструкции доступа к оперативной памяти требуют выровненные адреса. Доступ к слову (word) требует выравнивание по 4 байта, доступ к полуслову (half-word) требует выравнивание по 2 байта. Использование невыровненных адресов приведет к исключению шины.
+  * lw $r, imm($a) - загружает слово. $r = $a + imm
+  * lh $r, imm($a) - загружает полуслово. $r = $a + imm
+  * lhu $r, imm($a) - загружает беззнаковое полуслово. $r = $a + imm
+  * lb $r, imm($a) - загружает байт. $r = $a + imm
+  * lbu $r, imm($a) - загружает беззнаковый байт. $r = $a + imm
+  * lwl $r, imm($a) - загружает старшие байты слова по невыровненному адресу
+  * lwr $r, imm($a) - загружает младшие байты слова по невыровненному адресу
+  * sw $r, imm($a) - сохраняет слово. $a + imm = $r
+  * sh $r, imm($a) - сохраняет полуслово. $a + imm = $r
+  * sb $r, imm($a) - сохраняет байт. $a + imm = $r
+  * lui $r, imm` - загружает константу в старшие 16 бит слова
+Инструкции загрузки не останавливают исполнение программы до тех пор, пока данные не будут доступны. Поэтому, если следующая инструкция зависит от загруженных данных, необходимо вставить [[слот задержки]].
+**Безусловный переход:**
+  * j imm - безусловный переход по константному адресу
+  * jr $r - безусловный переход по переменному адресу
+  * jal imm - безусловный переход по константному адресу с сохранением адреса возврата в $31
+  * jalr $r - безусловный переход по переменному адресу с сохранением адреса возврата в $31
+  * jalr $r, $a - двухадресная форма jalr. Позволяет задать регистр для сохранения адреса возврата
+**Условный переход (ветвление):**
+  * beq $r, $a, imm - переход по константному адресу при равенстве операндов
+  * bne $r, $a, imm - переход по константному адресу при неравенстве операндов
+  * bgez $r, imm - переход по константному адресу, если операнд больше или равен нулю
+  * bltz $r, imm - переход по константному адресу, если операнд меньше нуля
+  * bgezal $r, imm - переход по константному адресу, если операнд больше или равен нулю, с сохранением адреса возврата в $31
+  * bltzal $r, imm - переход по константному адресу, если операнд меньше нуля, с сохранением адреса возврата в $31
+**Псевдоинструкции:**
+  * li $r, imm - загружает 32-битную константу. Если значение длиннее 16 бит, инструкция транслируется в lui и ori. Если значение умещается в 16 бит и не имеет знака, транслируется в ori. Если значение умещается в 16 бит и имеет знак, транслируется в addiu с нулевым первым операндом
+  * nop - то же самое, что sll $0, $0, 0 (такой вариант удобен тем, что в машинном коде выглядит как 0x00000000). Инструкция-филлер, известная также как "слот задержки".