Question

我一直在尝试将ADDIS和ADDI指令用于将常量加到数组的基本函数，我遵循了https://cr.yp.to/2005-590/powerpc-cwg.pdf第48和49页中的指令，但是行为不是我所期望的

我想做的是在汇编器中创建此函数，但是对于某些常数，ADDIS将其递减1，并且其行为与手册中所说的不一致，即检查是否设置了位16。 GCC和clang正确生成了指令，它们使用的实际规则是什么？不按照手册中的说明进行递增或执行规则只会给我错误的总和。

在运行64位linux内核和用户空间的ppc970计算机上进行了测试。

C函数输出的编译器汇编程序示例：

void func(int* r){
r[0] += r[0] + 0x9f321062; //addis r3,r3,0x9f32 #has bit 16 set to 1 but is not incremented.
                           //addi  r3,r3,0x1062

r[1] += r[1] + 0x760ae53;  //addis r4,r4,0x761  #compiler correctly increments this from 0x0760 to 0x0761, but bit 16 of this number is 0!
                           //addi r4,r4,0xae53
}

Answer 1

将第16位设置为1，但不递增。

PowerPC的addi指令与在MIPS CPU上具有相同名称的指令相似：

您可以在寄存器中添加（-0x8000）到（+ 0x7FFF）范围内的数字。

addis指令会将0x10000的倍数添加到寄存器。

由于0x9f321062 = 0x9f320000 + 0x1062，可以通过使用一条addis和一条addi指令将0x9f320000和0x1062添加到寄存器来将0x9f321062添加到寄存器。

这里重要的是16位数字0x1062的最高位是清楚的，这意味着0x1062不大于0x7FFF，因此可以处理addi范围。

现在让我们看看另一种情况：

0x760ae53 = 0x7600000 + 0xae53，因此可以通过将0x7600000和0xae53添加到寄存器来将0x760ae53添加到寄存器。不幸的是，addi只能在（-0x8000）到（+ 0x7FFF）范围内使用，因此添加0xae53无效。

如果设置了addi的操作数的最高位，则addi指令对值进行符号扩展，这实际上意味着该指令将（负值）加（N-0x10000）（正值）N到寄存器。

因此，您必须通过以下方式进行计算：

0x760ae53 = 0x7600000 +（0xae53-0x10000）+ 0x10000 = 0x7610000 +（0xae53-0x10000）

换句话说：您必须将addis（0x760）的操作数增加1，以补偿addi将减去0x10000的影响。

第16位

请注意，PowerPC文档使用了非常混乱的位编号，甚至每个CPU的位编号似乎也不同：

一些32位（！）汽车PowerPC的文档使用的寄存器名称为“ bit 32”（最高位）至“ bit 63”（最低位），因此甚至不存在位号0至31 ... / p>

Answer 2

如果立即数是 sign 扩展为32位，则这很有意义。

请注意，0xae53的高位已设置，因此它将符号扩展到0xffffae53。也就是说，它会从高半部分中减去1，并在低半部分中加上0xae53（当然，有可能进位到高半部分）。

因此不可能写add r4, r4, 0x0000ae53，因为那将需要16位的 unsigned 立即数，或者需要比16位宽的有符号立即数。

但是也许编译器生成的asm使用0xae53表示法只是向您显示立即数的位模式而没有隐含的更高位？

（对不起，我不是PowerPC专家，我不知道汇编程序的行为。）

如何正确使用ADDIS和ADDI直接将32位常量求和到寄存器？

2 个答案: