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關(guān)于對ARM處理器中“8位位圖”的理解

作者: 時(shí)間:2016-12-01 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
ARM處理器的匯編語言中,對指令語法格式中的的常數(shù)表達(dá)式有這樣的規(guī)定:“該常數(shù)必須對應(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。”對于這句話,我一開始學(xué)ARM時(shí)不理解,到了后來為了做設(shè)計(jì),去看BootLoader源碼時(shí),才認(rèn)真地在網(wǎng)上查找相關(guān)資料,理解了這句話。
首先從ARM指令系統(tǒng)的語法格式說起。
一條典型的ARM指令語法格式分為如下幾個(gè)部分:
{}{S} ,{,}
其中,<>內(nèi)的項(xiàng)是必須的,{}內(nèi)的項(xiàng)是可選的,如是指令助記符,是必須的,而{}為指令執(zhí)行條件,是可選的,如果不寫則使用默認(rèn)條件AL(無條件執(zhí)行)。
opcode 指令助記符,如LDR,STR 等
cond 執(zhí)行條件,如EQ,NE 等
S是否影響CPSR 寄存器的值,書寫時(shí)影響CPSR,否則不影響
Rd 目標(biāo)寄存器
Rn 第一個(gè)操作數(shù)的寄存器
shifter_operand第二個(gè)操作數(shù)
其指令編碼格式如下:
31-2827-2524-212019-1615-1211-0(12位)
cond001opcodeSRnRdshifter_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。”

本文引用地址:http://2s4d.com/article/201612/324531.htm

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10100000 0000 0000 0000 0000 00010110,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。

10110000 0000 0000 0000 0000 00010110,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?

本人的理解是:

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#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))。

以上是本人對ARM處理器中“8位位圖”的個(gè)人理解,如有異議,歡迎批評指正?。。。。?!



關(guān)鍵詞: ARM處理器8位位

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