ARM立即数编码和BIC指令

问题描述

我是ARM世界的新手。在 ARM Cortex-A系列：程序员指南（第71页）中，有一个BIC指令示例：

BIC R0,R0,#0x800

根据文本，这基本上清除了R0中的位11。我了解BIC在这里像R0 = R0 & (~val)一样工作（请纠正我）。但是我在这里不明白的是，#0x800是照原样被转换为1000 0000 0000的。相反，应该按照即时编码规则将其分为4位：8位部分。

根据我对常数的ARM编码的理解：

0x800 = 0000 1000 0000 0000

在这些位中，我们仅考虑用于编码的最后12位，在这12位中-前4位决定以2为步长的右旋转，后8位是右旋转的数字（将其视为32位）。因此，在这种情况下，由于后8位全为零，因此我应该在2 * 8右旋转后得到FFFF 0000。

对于上面完整的BIC指令，则应将其视为：

R0 = R0 & (0000 FFFF)

我知道我在某个地方错了。有人可以纠正我吗？

解决方法

简短的答案是，您的程序集中未包含编码的文字字段，而是包含了您实际要使用的具有含义的值。汇编器的工作包括为指定的汇编确定（最好的，如果有的话）指令编码。

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汇编器负责将汇编中提供的编码值编码到指令的文字字段中。 #0x800是文字。作为汇编程序员，您只需要确保文字是可编码的即可。

必须计算编码的旋转数，这会很烦人并且容易出错。这种转换类型在汇编代码和机器代码之间有很大的不同。要查看实际生成的文字字段，请查看汇编后的结果。

这还会导致某些ISA中的汇编代码和机器代码之间存在非一对一的关系。

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值0x800直接是0b1000_0000_0000。

组装

BIC R0,R0,#0x800

给我

02 0B C0 E3

因此Operand2字段为0xB02。这意味着立即数为0x02，而旋转数为0xB。取0x00000002并向右旋转2 * 0xB，我们得到预期的0x800。

,

只要自己尝试一下，看看。

.syntax unified

bic r0,r0,#0x800
.thumb
bic r0,#0x800

Disassembly of section .text:

00000000 <.text>:
   0:   e3c00b02    bic r0,#2048   ; 0x800
   4:   f420 6000   bic.w   r0,#2048   ; 0x800

A1编码

e3c00b02

101100000010 (b02)
1011 00000010

将位模式00000010向右移11 * 2个位置，与向左移10个相同

00000010 0000000000
000000100000000000
000000 1000 0000 0000
0x800

T1编码

f420 6000
1111010000100000 0110000000000000
xxxxx1xxxxxxxxxx x110xxxx00000000

11100 0000000
11100 abcdefg

1bcdefg0 shifted left 3

1abc defg 0000
1000 0000 0000 
0x800

所有内容在ARM文档中都有明确描述。该指令指向文档（ARM ARM）的一部分，该部分显示了立即数的编码。这不是技巧，这是ARM。它不一定直接映射到指令中，ARM因其桶形移位器而闻名。

我避免使用的ARM的一个文档（类型）是程序员指南，它不是他们的更好的文档之一。

您需要有关内核的技术参考手册（ARM TRM）和该内核中的体系结构（在这种情况下为armv7-ar）的体系结构参考手册（ARM ARM）。

对于ARM（目前缺乏更好的术语，是aarch32），它是8个有效位，因此可以移位偶数次。

bic r0,#0x102

100000010 (0x102)
10000001 (0x81)

不起作用

so.s:2: Error: invalid constant (102) after fixup

但是

bic r0,#0x204

确实（0x81 >> 30）

拇指

bic r0,#0x00220022

很好，但不适合手臂

so.s:3: Error: invalid constant (220022) after fixup

只需阅读ARM文档，它就会被清楚地描述。