Информатика и выч. техника \ Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей

Система команд процессоров ARM, страница 4

ADC команда сложения с учетом содержимого carry-флага: складывает содержимое двух РОН и помещает результат на место одного из слагаемых.

SUB команда вычитания: вычитает из содержимого РОН содержимое другого РОН или непосредственную константу и помещает результат на место уменьшаемого.

SBC команда вычитания с учетом содержимого carry-флага: вычитает из содержимого РОН содержимое другого РОН и помещает результат на место вычитаемого.

MUL умножение содержимого РОН на содержимое другого (или того же самого) РОН.

NEG смена знака содержимого РОН

Операции побитовой обработки

BIC очистка битов

EOR исключающее ИЛИ

MVN копирование в РОН инвертированного содержимого другого РОН

ORR

Команды сдвигов

ASR

LSL

LSR

ROR

Команды проверки операндов

CMN сравнение с отрицательной величиной: выполняется сложение содержимого РОН с содержимым другого РОН, по результату сложения изменяется состояние флагов в регистре состояний, после чего результат сложения теряется. (??? описание команды уточнить)

CMP сравнение

TST проверка битов

Команды передачи управления

B Передача управления (может быть условная)

BL Вызов подпрограммы THUMB

BLX Вызов подпрограммы ARM

BX Безусловная передача управления с переключением в режим ARM.

Команды программных прерываний

BKPT Программное прерывание для отладочных целей

SWI Программное прерывание для вызова сервисов ОС

Форматы команд

Команды умножения и дополнительные команды загрузки-сохранения

Разные команды

Поле условий

Почти все команды в архитектуре ARM могут быть выполнены условно (т.е. лишь при наличии заданной комбинации флагов C,Z,N,V). Для указания условия в каждой команде служит поле cond.

Команды обработки

Большинство команд обработки трех-операндные. Из двух операндов-источников один – обязательно регистр. Второй может быть непосредственным операндом либо содержаться в регистре. Если второй операнд-источник находится в регистре, к нему перед выполнением операции может быть применена операция сдвига. Поэтому второй операнд-источник называют shifter-operand.

Способы загрузки констант в регистр

Загрузка заранее известного программисту значения в регистр общего назначения может понадобиться в двух случаях: 1) непосредственный операнд, например, начальное значение счетчика в циклической конструкции с заранее известным числом повторений; 2) адрес объекта, который далее будет использован в командах с косвенно-регистровой адресацией; 3) смещение относительно базового адреса в командах с адресацией косвенно-регистровой со смещением (смещение может содержаться либо как константа в команде, либо предварительно загружаться в регистр - ??? пояснить).

Непосредственный операнд в командах с непосредственной адресацией задается 8-битовой константой, которая перед выполнением команды может быть циклически сдвинута на четное число позиций: 0, 2, ….30. Для задания непосредственного операнда в команде используется два поля: 8 битов содержат собственно цифры константы, а поле сдвига (4 бита) определяет количество циклических сдвигов. Операция формирования константы показана на рисунке для случая, когда поле сдвига содержит значение 1001_b=9, что задает циклический сдвиг (ротацию) исходной константы (вправо) на 9*2=18 позиций.

В таблице приведено несколько примеров для разных значений поля константы и поля сдвига.

	Поле цифр	Поле сдвига	Значение непосредственного операнда после ротации
1	00000001₂	0000₂	0х00000001 = 1 (нет ротации)
2	00000001₂	1111₂	0х00000004 = 4 (ротация вправо на 15*2=30 позиций)
3	00000001₂	0001₂	0x40000000 = 2³⁰ (ротация вправо на 1*2=2 позиции)
4	00001111₂	1000₂	0x000F0000 = 2²⁰ - 2¹⁶ (ротация вправо на 16 позиций)
5	11110000₂	1010₂	0x000F0000 = 2²⁰ - 2¹⁶ (ротация вправо на 20 позиций)
6	00000100₂	0010₂	0x40000000 = 2³⁰ (ротация вправо на 4 позиции)
7	00000010₂	0010₂	0x20000000 = 2²⁹ (ротация вправо на 4 позиции)
8	11111110₂	0000₂	0x000000FE (нет ротации)
9	11111110₂	1111₂	0x000003F8 (ротация на 30 позиций)
10	01111111	1111₂	0x000001FC (ротация на 30 позиций)

Ясно, что таким способом можно сформировать далеко не все возможные 32-битовые значения, а только такие, в двоичной записи которых содержится не более 8-ми единиц, содержащихся в непрерывном участке длиной 8 битов (остальные позиции 32-битовой константы – нули). Более того, общее количество различных значений существенно меньше величины 2¹², так как некоторым различным сочетаниям полей цифр и сдвига может соответствовать одно и то же значение (см. в таблице строки 4 и 5). Однако, значения величин, которые могут быть сформированы таким образом, покрывают подавляющую часть потребностей программистов, так как чаще всего как раз и требуется формировать значения, лежащие в диапазоне от единиц до сотен.

Для получения непосредственных операндов или адресов во всем диапазоне, перекрываемом 32-битовой разрядной сеткой используется другой прием, состоящий в том, что заранее определяется константное слово данных, помещаемый компилятором или ассемблером в область данных, к которому затем транслятор организует доступ, используя адресацию со смещением относительно счетчика команд. таким образом можно получить любое значение константы, ценой затраты лишнего 4-байтового слова в области данных.

Литература

1. ARM Architecture Reference Manual. 1996-2000 ARM Limited. Document Number ARM DDI 0100E (www.arm.com/…).

2. ARM 7TDMI Data Sheet. 1995 ARM Limited. Document Number ARM DDI 0029E (www.arm.com/…).

1 2 3 4

Скачать файл