Question

ARM指令集的详解

Answer 1

1．跳转指令
通过直接向PC寄存器中写入目标地址值可以实现在4GB地址空间中任意跳转，这种跳转指令又称为长跳转。如果在长跳转指令之前使用MOV LR，PC等指令，则可以保存将来返回的地址值，这样就实现了在4GB地址空间中的子程序调用。
在ARM版本5及以上的体系中，实现了ARM指令集和Thumb指令集的混合使用。指令使用目标地址值的bit[0]来确定目标程序的类型。bit[0]的值为1时，目标程序为Thumb指令；bit[0]值为0时，目标程序为ARM指令。
在ARM版本5以前的体系中，传送到PC寄存器中的目标地址值的低两位bits[1∶0]被忽略，跳转指令只能在ARM指令集中执行，即程序不能从ARM状态切换到Thumb状态。非T系列ARM版本5体系不含Thumb指令，当程序试图切换到Thumb状态时，将产生未定义指令异常中断。
ARM跳转指令可以从当前指令向前或向后的32MB地址空间跳转。这类跳转指令有以下4种。
（1）B 跳转指令
B〔条件） （地址）
B指令属于ARM指令集，是最简单的分支指令。一旦遇到一个B指令，ARM处理器将立即跳转到给定的地址，从那里继续执行。注意：存储在分支指令中的实际值是相对当前R15的值的一个偏移量，而不是一个绝对地址。它的值由汇编器来计算，是24位有符号数，左移两位后有符号扩展为32位，表示的有效偏移位为26位（+/－ 32 MB）。
（2）BL 带返回的跳转指令
BI，〔条件） （地址）
BL指令也属于ARM指令集，是另一个分支指令。就在分支之前，在寄存器R14中装载上R15的内容，因此可以重新装载R14到R15中来返回到这个分支之后的那个指令处执行，它是子例程的一个基本但强力的实现。
（3）BLX 带返回和状态切换的跳转指令
BLX <地址>
BLX指令有两种格式，第1种格式的BLX指令记作BLX（1）。BLX（1）从ARM指令集跳转到指令中指定的目标地址，并将程序状态切换到Thumb状态，该指令同时将PC寄存器的内容复制到LR寄存器中。
BLX（1）指令属于无条件执行的指令。
第2种格式的BLX指令记作BLX（2）。BLX（2）指令从ARM指令集跳转到指令中指定的目标地址，目标地址的指令可以是ARM指令，也可以是Thumb指令。目标地址放在指令中的寄存器<dest>中，该地址的bit[0]值为0，目标地址处的指令类型由CPSR中的T位决定。该指令同时将PC寄存器的内容复制到LR寄存器中。
（4）BX 带状态切换的跳转指令
BX（条件） （dest）
BX指令跳转到指令中指定的目标地址，目标地址处的指令可以是ARM指令，也可以是Thumb指令。目标地址值为指令的值和0xFl·FFFFFF做“与”操作的结果，目标地址处的指令类型由寄存器决定。

Answer 2