ARM匯編問答

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問題：我剛開始學習ARM匯編語言，不太清楚如何利用MOV指令將立即數傳入到寄存器。在ARM參考手冊及我的課本中，都說MOV指令后跟的立即數變化范圍是0~255。但是當我在ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境中進行測試時，下述指令語句卻正常運行。

MOV???R2,?#0xFFFFFFFF

根據上述說法數字0xFFFFFFFF不是超出了范圍嗎？為什么會出現這種情況呢？

回答：ARM可以對立即數進行一些特定的操作，因為ARM核內集成了桶形移位器，ARM操作碼可以借此完成一些特定操作。下文介紹ARM匯編器使用了哪些技巧，從而使一個大的立即數達到ARM指令可處理的小空間的。

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不是任意一個32位數都可以表示成32位指令字。ARM數據處理指令在指令字中有12位空間用于存數值。如下圖所示它是由4位循環(huán)移位值和8位立即數組成：

4位循環(huán)移位值保存在11-8位上，它乘以2從而得到循環(huán)移位范圍0-30。

根據這種設計原則，我們可以表示的立即數如下：

0x000000FF 0x00000FF0 0xFF000000 0xF000000F

而像下面這樣的立即數

0x000001FE 0xF000F000 0x55550000

是不符合ARM指令處理規(guī)范的，所以無法直接處理。

匯編器會把大的數轉化成循環(huán)移位形式，即由8位二進制數循環(huán)右移偶數次得到，循環(huán)移位范圍是0-30。不合法的立即數會產生錯誤。

有些匯編器會使用一些其它技巧，如使用MVN代替MOV得到一些數的按位取反數。例如指令MOV ?r0, #0xFFFFFFFF可以被匯編為MVN? r0, #0。

以上這種問題導致有些常數是ARM友好的(ARM friendly)，有些則不是。所以仔細研究一下你正在使用的數，也許還有再進一步優(yōu)化的余地。

你可以使用指令序列創(chuàng)建一些單條指令無法操作的常數，如：

MOV???r2,#0x55??????????????;?R2?=?0x00000055
ORR???r2,?r2,?r2,?LSL?#8????;?R2=?0x00005555
ORR???r2,?r2,?r2,?LSL?#16???;?R2?=0x55555555

或者從存儲器中裝載數值：

LDR??r2,?=0x55555555

如果可能的話，偽指令LDR ?Rx,=const會嘗試用一條指令創(chuàng)建常數，否則會生成一個LDR。

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你所提到的例子可能使用了上文討論的這些技巧，如生成了MVN操作碼來裝載立即數的按位取反值。這些操作并不適用于所有立即數，但是ARM匯編器很機智地知道該如何處理（C編譯器當然也是）。如果有些數無法用移位/取反方法表示，這些數通常會從PC相關的位置裝載或者用幾條指令來創(chuàng)建。