跳轉(zhuǎn)指令之：跳轉(zhuǎn)指令B及帶連接的跳轉(zhuǎn)指令BL

跳轉(zhuǎn)（B）和跳轉(zhuǎn)連接（BL）指令是改變指令執(zhí)行順序的標(biāo)準(zhǔn)方式。ARM一般按照字地址順序執(zhí)行指令，需要時使用條件執(zhí)行跳過某段指令。只要程序必須偏離順序執(zhí)行，就要使用控制流指令來修改程序計數(shù)器。盡管在特定情況下還有其他幾種方式實現(xiàn)這個目的，但轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移連接指令是標(biāo)準(zhǔn)的方式。

跳轉(zhuǎn)指令改變程序的執(zhí)行流程或者調(diào)用子程序。這種指令使得一個程序可以使用子程序、if-then-else結(jié)構(gòu)以及循環(huán)。執(zhí)行流程的改變迫使程序計數(shù)器PC指向一個新的地址，ARMv5架構(gòu)指令集包含的跳轉(zhuǎn)指令如表8.1所示。

表8.1 ARMv5架構(gòu)跳轉(zhuǎn)指令

另一種實現(xiàn)指令跳轉(zhuǎn)的方式是通過直接向PC寄存器中寫入目標(biāo)地址值，實現(xiàn)在4GB地址空間中任意跳轉(zhuǎn)，這種跳轉(zhuǎn)指令又被稱為長跳轉(zhuǎn)。如果在長跳轉(zhuǎn)指令之前使用“MOVLR”或“MOVPC”等指令，可以保存將來返回的地址值，也就實現(xiàn)了在4GB的地址空間中的子程序調(diào)用。

在ARMv5以前的版本中，傳送到PC寄存器中的目標(biāo)地址值的低兩位bits[1∶0]被忽略，跳轉(zhuǎn)指令只能在ARM指令集中執(zhí)行，即程序不能從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)。在非T系列版本5的ARM體系不含Thumb指令，當(dāng)程序試圖切換到Thumb狀態(tài)時，將產(chǎn)生未定義指令異常中斷。

在ARMv5以后的版本中，有兩種類型的帶連接的跳轉(zhuǎn)切換指令（BLX），敘述如下。

（1）形式如“BLXRm>”，它是一種類似于帶寄存器Rm的BX指令。指令執(zhí)行BX操作，同時將返回地址放到LR寄存器中。這種形式的帶狀態(tài)切換的跳轉(zhuǎn)連接指令，方便了ARM/Thumb互交的子程序調(diào)用。

（2）另一種類型的BLX指令類似于BL指令，指令使程序跳轉(zhuǎn)到指定地址，并將返回地址保存到LR寄存器中，該指令能夠?qū)崿F(xiàn)32MB地址空間的跳轉(zhuǎn)。與BL指令的不同之處在于它返回到Thumb狀態(tài)，而不是ARM狀態(tài)。

8.1跳轉(zhuǎn)指令B及帶連接的跳轉(zhuǎn)指令BL

1．指令編碼格式

跳轉(zhuǎn)指令B使程序跳轉(zhuǎn)到指定的地址執(zhí)行程序。帶連接的跳轉(zhuǎn)指令BL將下一條指令的地址拷貝到r14（即返回地址連接寄存器LR）寄存器中，然后跳轉(zhuǎn)到指定地址運行程序。需要注意的是，這兩條指令和目標(biāo)地址處的指令都要屬于ARM指令集。兩條指令都可以根據(jù)CPSR中的條件標(biāo)志位的值決定指令是否執(zhí)行。

指令的編碼格式如圖8.1所示。

圖8.1BBL指令編碼格式

2．指令的語法格式

B{L}{cond>}target_address>

①cond>

為指令編碼中的條件域。它指示指令在什么條件下執(zhí)行。當(dāng)cond>忽略時，指令為無條件執(zhí)行（cond=AL（Alway））。

②L

L位（bit[24]）=1，指令存儲返回地址到LR；L位（bit[24]）=0，指令僅實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，不保存返回指令。

③target_addrss>

指令跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)地址。指令通過下面的方法計算目標(biāo)地址。

·將24位的立即數(shù)符號擴展為32位。

·將擴展后的32位立即數(shù)左移兩位。

·將得到的值加到PC寄存器中，即得到跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)地址。