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NOTE:下面内容仅仅针对ARMv8。
问题一:ARMv8 branch指令格式及使用方法(《ARMv8ISA overview》中 page 25有相关叙述):
1、 无条件分支+马上数:直接跳转到某地址,不能跳转到寄存器
指令有两个:”b label” ”bl label”。在编译过程,编译器会将label翻译成马上数。
举例:编写汇编代码例如以下
main:
label: nop
b label
ret
编译而且反汇编后:
0000000000400510 <main>:
label():
400510: d503201f nop
400514: 17ffffff b 400510 <main>
400518: d65f03c0 ret
2、 无条件分支+寄存器:
blr Xm:跳转到由Xm目标寄存器指定的地址处,同一时候将下一条指令存放到X30寄存器中。
比如:blr x20.
br Xm:跳转到由Xm目标寄存器指定的地址处。不是子程序返回
ret {Xm}:跳转到由Xm目标寄存器指定的地址处。
是子程序返回。Xm能够不写,默认是X30.
3、 条件分支:所有条件分支的跳转目标都是马上数!
ARMv8的条件分支写法:b.cond label。
当中cond是条件码共十六个(EQ,NE,CS等等)
问题二:ARMv8指令分类:
关于ARMv8的指令,在《ARMv8ISA overview》中做了分类。5.2章——5.6章是INT型指令,5.7是浮点指令,5.8是SIMD(即ARMv7中提到的NEON)指令。
关于SIMD指令怎样操作,在5.8节有简介,建议先看下4.4.2节关于FP/SIMD寄存器的说明。
另外,INT指令与FP指令之间的操作是针对不同的寄存器。所有两者之间没多少关系,至多就是INT型指令改动了寄存器内容,FP指令将改动后的寄存器当做源操作数读取。
问题三:
1、 ARMv8有没有两个目的操作数的指令?
答:有。比如LDP指令,从内存某地址处载入两个字到目的寄存器中,使用方法:LDP Wt1, Wt2, addr。
2、 ARMv8中源操作数超过三个的指令及分类:
(1) 扩展寄存器类操作。如:ADD X1, X2, W3, UXTB #2
这里把UXTB和#2分别当做一个源操作数。
(2) 移位寄存器类操作,如:ADD W1,W2,W3, lsl #2
眼下能确定的仅仅有这两类,最多不超过四种类型。假设须要我会做出具体的表。
另外,关于问题一中。为什么b指令的base opcode是0x14000000,而“b label”指令翻译成二级制是0x17ffffff的解答例如以下:
Branch指令是相对当前pc的分支指令。
1、 在ARMv8中,相对于当前b指令向后跳转时,编译器生成指令的二进制encoding(即b指令终于生成的二进制代码)的步骤例如以下:
向后跳转时,branch指令将除base opcode之外的位所有置一,然后做减法例如以下:
位地址),再减一。
label():
400510: d503201f nop
400514: 17ffffff b 400510 <main>
400518: d65f03c0 ret
上面的样例中,b指令所在地址为400514,label所在的地址是400510(label仅仅是个标签,不占用空间,其指示的是离自己近期的下一条指令地址)。依据上述公式能得到encoding=0x17ffffff—(400514—400510)/4=0x17ffffff.
同理就能理解下面代码:
000000000040051c <label2>:
label2():
40051c: d503201f nop
400520: d503201f nop
400524: d503201f nop
400528: 17fffffd
b 40051c <label2>
Encoding=0x17ffffff—(400528—40051c)/4—1= 0x17ffffff—2 = 17fffffd
2、理解了向后跳转。则向前跳转是同理的:
向前跳转时,branch指令将除base opcode之外的位所有置零,然后做加法例如以下:
指令的Encoding = (0x14000000 &0xfc000000)+(branch指令的目标地址—当前b指令所在的指令地址)/4
0000000000400510 <main>:
$x():
: 14000003
b 40051c <label2>
400514: aa0203e1 mov x1, x2
400518: aa0203e1 mov x1, x2
000000000040051c <label2>:
Encoding=0x14000000 + (40051c—400510)/4 = 0x14000000 + 3=0x14000003
(其它体系结构临时没做过測试,只是预计应该一样)