RISC CPU의 제로 레지스터는 다음 두 가지 이유로 유용합니다.

유용한 상수입니다

ISA의 제한 사항에 따라 일부 명령어 인코딩에서 리터럴을 사용할 수 없지만 r00을 얻기 위해 리터럴을 사용할 수 있습니다 .

다른 명령을 합성하는 데 사용할 수 있습니다

이것은 아마도 가장 중요한 요점 일 것입니다. ISA 디자이너는 범용 레지스터를 제로 레지스터로 교환하여 다른 유용한 명령어를 합성 할 수 있습니다. 실제 명령어가 적을수록 연산 인코딩으로 연산을 인코딩하는 데 더 적은 비트가 필요하므로 명령어 인코딩 공간에서 공간을 확보하기 때문에 명령어 합성이 좋습니다. 이 공간을 사용하여 더 큰 주소 오프셋 및 / 또는 리터럴을 가질 수 있습니다.

제로 레지스터의 의미는 /dev/zero* nix 시스템에서 와 같습니다. 여기 에 기록 된 모든 내용이 삭제되고 항상 0을 다시 읽습니다.

r0제로 레지스터 의 도움으로 의사 명령어를 만드는 방법에 대한 몇 가지 예를 살펴 보겠습니다 .

; ### Hypothetical CPU ###

; Assembler with syntax:
; op rd, rm, rn
; => rd: destination, rm: 1st operand, rn: 2nd operand
; literal as #lit

; On an CPU architecture with a status register (which contains arithmetic status
; flags), `sub` can be used, with r0 as destination to discard result.
cmp rn, rm     ; => sub r0, rn, rm

; `add` instruction can be used as a `mov` instruction:
mov rd, rm     ; => add rd, rm, r0
mov rd, #lit   ; => add rd, r0, #lit

; Negate:
neg rd, rm     ; => sub rd, r0, rm

; On CPU without status flags,
nop            ; => add r0, r0, r0

; RISC-V's `jal` instruction -- Jump and Link: Jump to PC-relative instruction,
; save return address into rd; we can synthesize a `jmp` instruction out of it.
jmp dest       ; => jal r0, dest

; You can even load from an absolute (direct) address, for a usually small range
; of addresses by using a literal offset as an address.
ld rd, addr    ; => ld rd, [r0, #addr]

MIPS의 경우

MIPS 명령어 세트를 자세히 살펴 보았습니다. 사용하는 소수의 의사 명령어가 있습니다 $zero. 그들은 주로 가지에 사용됩니다. 내가 찾은 것의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

move $rt, $rs          => add $rt, $rs, $zero

not $rt, $rs           => nor $rt, $rs, $zero

b Label                => beq $zero, $zero, Label ; a small relative branch

bgt $rs, $rt, Label    => slt $at, $rt, $rs
                          bne $at, $zero, Label

blt $rs, $rt, Label    => slt $at, $rs, $rt
                          bne $at, $zero, Label

bge $rs, $rt, Label    => slt $at, $rs, $rt
                          beq $at, $zero, Label

ble $rs, $rt, Label    => slt $at, $rt, $rs
                          beq $at, $zero, Label

$zero디스 어셈블리 에서 레지스터의 인스턴스를 하나만 찾은 이유 는 알려진 명령 시퀀스를 동등한 의사 명령어로 변환하기에 충분히 똑똑한 디스어셈블러 일 것입니다.

제로 레지스터가 실제로 유용합니까?

아마도 ARM은 AArch64를 구현하는 새로운 ARMv8-A 코어에 64 비트 모드에서 0 레지스터가있을 정도로 영점 레지스터가 충분히 유용하다는 것을 알았습니다. 이전에는 제로 레지스터가 없었습니다. (레지스터는 약간 특수하지만 일부 인코딩 컨텍스트에서는 제로 레지스터이며 다른 경우 스택 포인터를 지정합니다. )

답변

LDR ra, [rb] // NOTE:The ! is optional and represents address writeback.
LDR ra, [rb, rc](!)
LDR ra, [rb, #k](!)

ldr.uop ra, rb, rx, rc, #c // Internal decoded instruction format.

LDR R0, [R1]      ==> ldr.uop R0, R1, R16, R16, #0 // Writeback to NULL.
LDR R0, [R1, R2]! ==> ldr.uop R0, R1, R1, R2,   #0 // Writeback to R1.
LDR R0, [R1, #2]  ==> ldr.uop R0, R1, R16, R16, #2 // Writeback to NULL.