为什么6502微控制器没有算术右移？

Question

我正在努力理解旧的微控制器的指令集，特别是6502。

可以找到这里的指令集的文档列出了两个移位指令(在旋转指令旁边)：

ASL -算术左移

LSR -逻辑移位右移

为什么没有算术移位右移和逻辑移位左移指令？

我知道，一个人可以简单地给自己添加一个数字，在逻辑上把它移到左边，但是一个专用的指令会更方便，也会更快，即使它就是这样做的。但是缺少一个正确的算术变换指令对我来说是没有意义的。

Answer 1

我一直认为这对特殊的指令是个骗局。在原始的6502上根本没有算术移位。算术移位保留被移位的数字的符号，而所谓的ASL仅仅因为6502使用2的补码而做到这一点。

原始的6502只有两个移位操作:右移和左移，位移到进位标志，位移位设置为零。对于带有2的补码的移位，算术和逻辑没有区别。然而，对于右移位，算术移位必须保留符号位。这意味着，要做到这一点，您需要电路将输入的顶部位传播到移位器到输出的顶部位，并需要一条额外的控制线来在这和0之间进行选择。这些都需要更多的晶体管，并且可以通过旋转来模拟算术移位。

    CLC
    LDA number
    BPL positive
    SEC
positive:
    ROR A

6502的设计背后的主要驱动因素是以更低的价格使其性能优于摩托罗拉6800。这是通过从6800中剥离不必要的功能来实现的，这样他们就可以使晶体管的数量尽可能低。6502的晶体管计数约为3500。早期的6800晶体管数量约为4500。因此，忽略了一些无关紧要的特征，如适当的算术变换。

事实上，考虑到移动可以通过清除进位标志，然后进行旋转来模拟，我很惊讶他们会对它们感到困扰。设计者一定发现他们可以以最小的复杂度增加移位指令，就像SBC指令和ADC指令完全一样，但是第二个操作数的位是倒的。

Answer 2

左的逻辑移位和左的算术移位是一样的，因此不需要区分两者。其他平台的许多汇编程序认为LSL和ASL助记符是同义词(例如ARM)。

由于缺少正确的算术移位，您可以始终执行CMP #80/ROR A来在累加器上执行算术移位。

Answer 3

为什么没有算术移位正确指令，为什么寄存器这么少，为什么没有乘法/除法指令，为什么没有SIMD，为什么没有浮点支持，为什么没有MMU，.？

回到设计6502时，晶体管的数量和CPU的复杂性都受到了限制(按现代标准来说比较严重)。人们做出了牺牲，使之成为一个可行的设计和制造，并签署整数是“几乎不需要”。

注意:使用“已签名”的主要原因是C(和后来的语言)有错误的默认值(除非您告诉所有整数，否则它假定“已签名”)，而且当不需要签名时，人们太懒得键入“无符号”；因此，许多软件使用(稍微昂贵一些)签名算术，而不是因为懒惰。通常，在大多数情况下，您确实需要处理“真实世界的值”和浮点数(如数组索引、地址/指针、大小、字符/代码点、像素值、距离、.当然都没有签名)。