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      對(duì)ARM數(shù)據(jù)處理指令中#immed_8r的理解

      作者: 時(shí)間:2016-11-28 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
      首先要感謝tekkamanninja所作博文http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=20543672&do=blog&id=94265&page=1#comment《關(guān)于ARM處理器中“8位位圖”的理解分析》(閱讀次數(shù)達(dá)到8000,壯觀,敬仰),為我對(duì)這個(gè)問題的思考帶來檸檬水滴入眼球一般的暢爽!
      見書中有如下描述“大多數(shù)ARM通用數(shù)據(jù)處理指令有一個(gè)靈活的第二操作數(shù)(flexible second operand)。”其中的#immed_8r的第二操作數(shù)形式讓我百思不得其解。查到ZLG的課件(感謝)有如下圖表:

      #immed_8r這個(gè)立即數(shù)的要求是滿足如上8位位圖,即兩點(diǎn)要求:
      1·能用長(zhǎng)度為8位的框框?qū)⑦@個(gè)數(shù)框起來。
      錯(cuò)誤示范:先假設(shè)#immed_8r值為0x101(00000000 00000000 00000001 00000001)紅色加粗部分為9位,無法滿足此要求,編譯會(huì)出錯(cuò)。
      2·這個(gè)數(shù)必須能由一個(gè)8位的常數(shù)循環(huán)右移偶數(shù)次得到。
      錯(cuò)誤示范:設(shè)#immed_8r值為0x102(00000000 00000000 00000001 00000010)假如把紅色加粗部分看做8位常數(shù)框(滿足要求1)??梢钥闯?,這是經(jīng)過奇數(shù)次循環(huán)右移得到的結(jié)果,不滿足要求2。
      0x102(00000000 00000000 00000001 00000010)假如試圖滿足要求2,以紅色加粗部分看做是由原常數(shù)循環(huán)右移0次(0、2、4、……、30都是偶數(shù)次,后面將解釋)得到,則會(huì)不滿足要求1(9位)。所以編譯也會(huì)報(bào)錯(cuò)。
      上面的要求使得#immed_8r不能直接取遍32位所有數(shù)(是不是ARM的所有立即數(shù)都有這個(gè)要求嗎?對(duì)寄存器的立即數(shù)操作呢?后來(11.11.16)學(xué)習(xí)到:偽指令LDR{cond} register,=[expr | label-expr]貌似能夠存入任意32位數(shù),但是具體限制又是什么呢?),為什么不能一步到位,下面根據(jù)參考的博文來分析:
      ARM的數(shù)據(jù)處理指令語法通常為(以AND、ORR、EOR、BIC為例):op {cond}{S} Rd,Rn{,Operand2}
      但其實(shí)它的ARM的指令編碼如下:

      其中[7:0]位就是要求8位的原因,留給立即數(shù)數(shù)值的位數(shù)只有8位。
      而[11:8]位rotate是循環(huán)(右移)次數(shù),是4位的。
      我設(shè)想可能設(shè)計(jì)者是這樣考慮的:就算12個(gè)位全部用來存立即數(shù),也只能表示2^12次個(gè)數(shù),和2^32次個(gè)數(shù)相差很遠(yuǎn)。于是使用循環(huán)(右移)次數(shù)標(biāo)記來與8位立即數(shù)組合。
      但假如每+1,只右移1位的話,全部加滿也才右移了2^4=16位(0~15)。所以設(shè)定每+1標(biāo)記,循環(huán)右移2位,這樣就能移遍32位(0~15 X 2)。
      即便是這樣,也不能表示完2^32個(gè)值,就如同上面的錯(cuò)誤示范的數(shù)是不符合要求的。這就有了bootload中這樣的語句(我復(fù)制的是6410的,書是ARM7的,看來學(xué)這點(diǎn)一直沒變):
      bic r1, r1, #0xff00
      bic r1, r1, #0xff
      組合起來,才能表示#0xffff(指令還沒學(xué)完……只能說到這里)
      ARM門檻高,知識(shí)點(diǎn)多而且細(xì)……大家繼續(xù)努力吧~!


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