C66x指令集——指令集架构初探索

Aguilera

C66x指令集——指令集架构初探索 [复制链接]

定义
      指令集架构（英语：Instruction Set Architecture，缩写为ISA），又称指令集或指令集体系，是计算机体系结构中与程序设计有关的部分，包含了基本数据类型，指令集，寄存器，寻址模式，存储体系，中断，异常处理以及外部I/O。指令集架构包含一系列的opcode即操作码（机器语言），以及由特定处理器执行的基本命令。（wiki定义 ）

关于指令集的工作方式，知乎上有一个回答我觉得还可以，这里引用一下：
CPU的指令集存放在哪里？
其内容如下：

比如我们设计一套指令集，其中肯定有条加法指令。比如Add R1 R2 。我们可以认为这条指令的意思是计算寄存器R1中的内容和R2的和，然后把结果存到R1寄存器中。
那么经过编译后这条指令会变成二进制，比如010100010010 。这条二进制指令一共12位。明显可以分为三大部分。最前面的0101表示这是条加法指令，后面0001说的是第一个操作数是寄存器1，最后0010说的是第二个数就是寄存器2（其实实际没有这么简单的指令，至少应该区分操作数是寄存器还是直接的数据，但为了把这说的更容易理解作了简化）。我们可以通过十二根导线把这条指令输入一个CPU中。导线通电就是1，不通电就是0 。为了叙述方便我们从左到右用A0-A11给这12根导线编上号。
然后计算机会分析这条指令。步骤如下：
       最开始的两根导线A0和A1，第一根有电第二根没电，就能知道这是一条运算指令（而非存储器操作或者跳转等指令）。那么指令将被送入逻辑运算单元（ALU）去进行计算。其实很简单。只要这两根线控制接下来那部分电路开关即可。
接下来的A2和A3，01表示加法，那么就走加法运算那部分电路，关闭减法等运算电路。
A4-A7将被送入寄存器电路，从中读取寄存器保存的值。送到ALU的第一个数据接口电路上。
后面的A8-A11同样被送入寄存器选择电路，接通R2寄存器，然后R2就把值送出来，放到ALU的第二个数据接口上。
ALU开始运算，把两个接口电路上的数据加起来，然后输出。
最后结果又被送回R1。
     基本上简单的运算计算机就是这么操作的。他其实不知道你那些指令都是什么意思。具体的指令编程机器码后就会变成数字电路的开关信号。其中某几段会作为控制信号，控制其他部分的数据走不同的电路以执行运算。他没有一个地方保存着如何翻译这些机器码的字典，所有机器码的意义都被体现在整个电路的设计中了。
当然，从汇编到机器码这步是汇编程序翻译的。汇编程序当然知道某条指令要翻译成什么样的机器码。

所以指令集的目的就是为了实现底层操作，为每一种运算，每一种操作（如数据移动）提供相应的寄存器级别的动作，这些寄存器再和最底层的逻辑电路对应，最终完成顶层类似于"int a = 0; a = 1 + 2"的功能。