arm匯編立即數(shù)有效位數(shù)判斷
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首先從ARM指令系統(tǒng)的語法格式說起。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201611/319150.htm一條ARM指令語法格式分為如下幾個(gè)部分：
其中，<>內(nèi)的項(xiàng)是必須的，{}內(nèi)的項(xiàng)是可選的，如
Opcode
Cond
Rn
shifter_operand
其指令編碼格式如下：
31-28 | 27-25 | 24-21 | 20 | 19-16 | 15-12 | 11-0 |
cond | 001 | opcode | S | Rn | Rd | shifter_operand |
當(dāng)?shù)? 個(gè)操作數(shù)的形式為：＃immed_8r常數(shù)表達(dá)式時(shí)“該常數(shù)必須對(duì)應(yīng)8位位圖，即常數(shù)是由一個(gè)8位的常數(shù)循環(huán)移位偶數(shù)位得到的。”
其意思是這樣：
＃immed_8r在芯片處理時(shí)表示一個(gè)32位數(shù)，但是它是由一個(gè)8位數(shù)（比如：01011010，即0x5A）通過循環(huán)移位偶數(shù)位得到（1000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0110，就是0x5A通過循環(huán)右移2位（偶數(shù)位）的到的）。
而1010 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0110，就不符合這樣的規(guī)定，編譯時(shí)一定出錯(cuò)。因?yàn)槟憧赡芡ㄟ^將1011 0101循環(huán)右移位得到它，但是不可能通過循環(huán)移位偶數(shù)位得到。1011 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0110，也不符合這樣的規(guī)定，很明顯：1 0110 1011 有9位。
為什么要有這樣的規(guī)定？
要從指令編碼格式來解釋（這就是我為什么一開始講的是指令編碼格式），仔細(xì)看表格中的shifter_operand所占的位數(shù)：12位。要用一個(gè)12位的編碼來表示任意的32位數(shù)是絕對(duì)不可能的（12位數(shù)有2^12種可能，而32位數(shù)有2^32種）。
但是又要用12位的編碼來表示32位數(shù)，怎么辦？
只有在表示數(shù)的數(shù)量上做限制。通過編碼來實(shí)現(xiàn)用12位的編碼來表示32位數(shù)。
在12位的shifter_operand中：8位存數(shù)據(jù)，4位存移位的次數(shù)。
8位存數(shù)據(jù)：解釋了“該常數(shù)必須對(duì)應(yīng)8位位圖”。
4位存移位的次數(shù)：解釋了為什么只能移偶數(shù)位。4位只有16種可能值，而32位數(shù)可以循環(huán)移位32次（32種可能），那就只好限制：只能移偶數(shù)位（兩位兩位地移，好像一個(gè)16位數(shù)在移位，16種移位可能）。這樣就解決了能表示的情況是實(shí)際情況一半的矛盾。
所以對(duì)＃immed_8r常數(shù)表達(dá)式的限制是解決指令編碼的第二個(gè)操作數(shù)位數(shù)不足以表示32位操作數(shù)的無奈之舉，但在我看來：這個(gè)可以說是聰明的做法。因?yàn)槿绻苯佑?2位數(shù)來表示32位操作數(shù)，只能表示0 到（2^12-1）。大于(2^12-1)的數(shù)就沒辦法表示了。而且細(xì)細(xì)想來“8位存數(shù)據(jù)，4位存移位的次數(shù)”，應(yīng)該是最好的組合了（我并未想過所有的組合，只是順便試了幾個(gè)）。
ARM指令第二操作數(shù)#immed_8r詳解
大多數(shù)ARM通用數(shù)據(jù)處理指令有一個(gè)靈活的第2操作數(shù)(flexible second operand),這里這解釋一下其中的一種格式，#immed_8r常量的表達(dá)式。常量必須對(duì)應(yīng)于8位位圖(pattern)。該位圖在32位字中，被循環(huán)移位偶數(shù)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，一條指令長度為32位，在上述數(shù)據(jù)處理指令中，操作數(shù)2為12位。所以像0x7f02這樣的數(shù)，要兩條指令才能完成。
MOV
ORR
所以直接是找不到0x7f02的
關(guān)于循環(huán)移位，其實(shí)arm中只有循環(huán)右移（ROR）。0x7f到0x7f00是通過循環(huán)右移24次才實(shí)現(xiàn)的，這里每次移動(dòng)2位所以是12次（0xc）
在 ARM 數(shù)據(jù)處理指令中, 當(dāng)參與操作的第二操作數(shù)為立即數(shù)時(shí), 每個(gè)立即數(shù)都是采用一個(gè)8位的常數(shù)循環(huán)右移偶數(shù)位而間接得到, 其中循環(huán)右移的位數(shù)有一個(gè)4位二進(jìn)制的2倍表示. 則有效立即數(shù)可表示為:
舉個(gè)例子吧.
0x3FC(0000 0000 0000 0000 0000 0011 1111 1100) 是由 0xff 循環(huán)右移 2 位得到的;
200(0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100 1000) 是由 0xc8 循環(huán)右移 2 位得到的, 它們都是合法的.
而 0x1FE(0000 0000 0000 0000 0000 0001 1111 1110) 和
511(0000 0000 0000 0000 0000 0001 1111 1111) 無法看成是8位的常數(shù)循環(huán)右移偶數(shù)位而得到的, 因此是非法的.
指令操作數(shù)立即數(shù)時(shí)候，每個(gè)立即數(shù)由一個(gè)8位的常數(shù)循環(huán)右移偶數(shù)位得到。
打個(gè)比如：
1.立即數(shù)0xF200是由0xCF2間接表示的，即是由8位的0xF2循環(huán)右移24（2*12）得到的
immed_8 == 0xF2;
2.立即數(shù)0x3F0是由0xE3F間接表示的，即是由8位的0x3F循環(huán)右移28（2*14）得到的
immed_8 == 0x3F;
或者
立即數(shù)0x3F0是由0xFFC間接表示的，即是由8位的0xFC循環(huán)右移30（2*15）得到的
immed_8 == 0xFC;
表示方法有好幾種
PS：其實(shí)你沒必要一個(gè)一個(gè)的算，只要利用LDR偽指令就可以了,例如:
ldr r1, =12345678
編譯器自然會(huì)給你做工作，現(xiàn)實(shí)的編程中應(yīng)該也是這個(gè)居多吧
比較下來, 我們可以這樣總結(jié):
- 判斷一個(gè)數(shù)是否符合8位位圖的原則, 首先看這個(gè)數(shù)的二進(jìn)制表示中1的個(gè)數(shù)是否不超過8個(gè).
如果不超過8個(gè), 再看這n個(gè)1(n<=8)是否能同時(shí)放到8個(gè)二進(jìn)制位中, 如果可以放進(jìn)去, 再看這八個(gè)二進(jìn)制位是否可以循環(huán)右移偶數(shù)位得到我們欲使用的數(shù). 如果可以, 則此數(shù)符合8位位圖原理, 是合法的立即數(shù). 否則, 不符合. - 無法表示的32位數(shù), 只有通過邏輯或算術(shù)運(yùn)算等其它途徑獲得了. 比如0xffffff00, 可以通過0x000000ff按位取反得到.
因此以后的編程中, 時(shí)刻檢查用到的第二操作數(shù)是否符合8位位圖是一件千萬不能疏忽的事. 至于為什么要將這12位
評(píng)論