关于ARM处理器中“8位位图”的理解分析.pdf

关于关于 ARMARM 处理器中处理器中“8“8 位位图位位图””的理解分析的理解分析 2008-10-24 17:05 553 人阅读 评论(6) 收藏 举报 在 ARM 处理器的汇编语言中， 对指令语法格式中的的常数 表达式有这样的规定：“该常数必须对应 8 位位图，即常数是由一个 8 位的常数 循环移位偶数位得到的 首先从 ARM 指令系统的语法格式说起 一条 ARM 指令语法格式分为如下几个部分： {}{S} ,{,} 其中，<>内的项是必须的，{}内的项是可选的，如是指令助记符， 是必须的，而{}为指令执行条件，是可选的，如果不写则使用默认条件 AL(无条件执行) Opcode 指令助记符，如 LDR，STR 等 Cond 执行条件，如 EQ，NE 等 S 是否影响 CPSR 寄存器的值，书写时影响 CPSR，否则不影响 Rd 目标寄存器 Rn 第一个操作数的寄存器 shifter_operand 第二个操作数 其指令编码格式如下： 31-28 27-25 24-21 20 19-16 15-12 11-0 （12 位） cond 001 opcode S Rn Rd shifter_operand 当第 2 个操作数的形式为：＃immed_8r 常数表达式时“该常数必须对应 8 位 位图，即常数是由一个 8 位的常数循环移位偶数位得到的。

其意思是这样：＃immed_8r 在芯片处理时表示一个 32 位数，但是它是由一 个 8 位数 （比如： 01011010， 即 0x5A） 通过循环移位偶数位得到 （1000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0110，就是 0x5A 通过循环右移 2 位（偶数位）的到的） 而 1010 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0110，就不符合这样的规定，编译时 一定出错因为你可能通过将 1011 0101 循环右移位得到它，但是不可能通过循 环移位偶数位得到 1011 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0110，也不符合这样的规定，很明显：1 0110 1011 有 9 位 为什么要有这样的规定？ 那位大哥的理解是（小呆：这个的确是很有道理）： 要从指令编码格式来解释（这就是我为什么一开始讲的是指令编码格式）， 仔细看表格中的 shifter_operand 所占的位数：12 位要用一个 12 位的编码来表 示任意的 32 位数是绝对不可能的（12 位数有 2^12 种可能，而 32 位数有 2^32 种）。

但是又要用 12 位的编码来表示 32 位数，怎么办？ 只有在表示数的数量上做限制通过编码来实现用 12 位的编码来表示 32 位 数 在 12 位的 shifter_operand 中：8 位存数据，4 位存移位的次数 8 位存数据：解释了“该常数必须对应 8 位位图” 4 位存移位的次数：解释了为什么只能移偶数位4 位只有 16 种可能值，而 32 位数可以循环移位 32 次（32 种可能），那就只好限制：只能移偶数位（两位 两位地移，好像一个 16 位数在移位，16 种移位可能）这样就解决了能表示的 情况是实际情况一半的矛盾 所以对＃immed_8r 常数表达式的限制是解决指令编码的第二个操作数位数 不足以表示 32 位操作数的无奈之举，但在我看来：这个可以说是聪明的做法 因为如果直接用12位数来表示32位操作数， 只能表示0 到 （2^12-1） 大于(2^12-1) 的数就没办法表示了而且细细想来“8 位存数据，4 位存移位的次数”，应该是 最好的组合了（我并未想过所有的组合，只是顺便试了几个） ARM 指令第二操作数#immed_8r 详解 大多数 ARM 通用数据处理指令有一个灵活的第 2 操作数(flexible second operand),这里这解释一下其中的一种格式，#immed_8r 常量的表达式。

常量必须 对应于8位位图(pattern) 该位图在32位字中， 被循环移位偶数位(0,2,4,...28,30) 合法常量 0xff,0xff000,0xf000000f非法常量：0x101,0xff04 ARM 在 32 位模式下，一条指令长度为 32 位，在上述数据处理指令中，操 作数 2 为 12 位所以像 0x7f02 这样的数，要两条指令才能完成 MOV R3, #0x7F00 ；E3 A0 3C 7F 该指令自己完成 0x7f 移位 ORR R1, R3, #2 所以直接是找不到 0x7f02 的 #immed_8r 那个看明白了，但是请问图片里的那个 8~11 位的循环移位数， 0000 是不移位； 0001 是移动 2 位； 0010 是移动 4 位； 0011 是移动 6 位这样子吗？ 那么 0x7F00 是 7F 左移 8 位指令中变成 4 7F 请问为什么老大你给出的是 C 7F 呢？ 这个大哥犯了一个错误， 关于循环移位， 其实 arm 中只有循环右移 （ROR） 0x7f 到 0x7f00 是通过循环右移 24 次才实现的，这里每次移动 2 位所以是 12 次 （0xc） 。