跳轉(zhuǎn)指令之:跳轉(zhuǎn)指令B及帶連接的跳轉(zhuǎn)指令BL
跳轉(zhuǎn)(B)和跳轉(zhuǎn)連接(BL)指令是改變指令執(zhí)行順序的標(biāo)準(zhǔn)方式。ARM一般按照字地址順序執(zhí)行指令,需要時使用條件執(zhí)行跳過某段指令。只要程序必須偏離順序執(zhí)行,就要使用控制流指令來修改程序計數(shù)器。盡管在特定情況下還有其他幾種方式實現(xiàn)這個目的,但轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移連接指令是標(biāo)準(zhǔn)的方式。
跳轉(zhuǎn)指令改變程序的執(zhí)行流程或者調(diào)用子程序。這種指令使得一個程序可以使用子程序、if-then-else結(jié)構(gòu)以及循環(huán)。執(zhí)行流程的改變迫使程序計數(shù)器PC指向一個新的地址,ARMv5架構(gòu)指令集包含的跳轉(zhuǎn)指令如表8.1所示。
表8.1 ARMv5架構(gòu)跳轉(zhuǎn)指令
助記符 | 說明 | 操作 |
跳轉(zhuǎn)指令 | pc←label | |
帶返回的連接跳轉(zhuǎn) | pc←label(lr←BL后面的第一條指令) | |
BX | 跳轉(zhuǎn)并切換狀態(tài) | pc←Rm0xfffffffe,T←Rm1 |
BLX | 帶返回的跳轉(zhuǎn)并切換狀態(tài) | pc←lable,T←1 pc←Rm0xfffffffe,T←Rm1 lr←BL后面的第一條指令 |
另一種實現(xiàn)指令跳轉(zhuǎn)的方式是通過直接向PC寄存器中寫入目標(biāo)地址值,實現(xiàn)在4GB地址空間中任意跳轉(zhuǎn),這種跳轉(zhuǎn)指令又被稱為長跳轉(zhuǎn)。如果在長跳轉(zhuǎn)指令之前使用“MOVLR”或“MOVPC”等指令,可以保存將來返回的地址值,也就實現(xiàn)了在4GB的地址空間中的子程序調(diào)用。
在ARMv5以前的版本中,傳送到PC寄存器中的目標(biāo)地址值的低兩位bits[1∶0]被忽略,跳轉(zhuǎn)指令只能在ARM指令集中執(zhí)行,即程序不能從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)。在非T系列版本5的ARM體系不含Thumb指令,當(dāng)程序試圖切換到Thumb狀態(tài)時,將產(chǎn)生未定義指令異常中斷。
在ARMv5以后的版本中,有兩種類型的帶連接的跳轉(zhuǎn)切換指令(BLX),敘述如下。
(1)形式如“BLXRm>”,它是一種類似于帶寄存器Rm的BX指令。指令執(zhí)行BX操作,同時將返回地址放到LR寄存器中。這種形式的帶狀態(tài)切換的跳轉(zhuǎn)連接指令,方便了ARM/Thumb互交的子程序調(diào)用。
(2)另一種類型的BLX指令類似于BL指令,指令使程序跳轉(zhuǎn)到指定地址,并將返回地址保存到LR寄存器中,該指令能夠?qū)崿F(xiàn)32MB地址空間的跳轉(zhuǎn)。與BL指令的不同之處在于它返回到Thumb狀態(tài),而不是ARM狀態(tài)。
8.1跳轉(zhuǎn)指令B及帶連接的跳轉(zhuǎn)指令BL
1.指令編碼格式
跳轉(zhuǎn)指令B使程序跳轉(zhuǎn)到指定的地址執(zhí)行程序。帶連接的跳轉(zhuǎn)指令BL將下一條指令的地址拷貝到r14(即返回地址連接寄存器LR)寄存器中,然后跳轉(zhuǎn)到指定地址運(yùn)行程序。需要注意的是,這兩條指令和目標(biāo)地址處的指令都要屬于ARM指令集。兩條指令都可以根據(jù)CPSR中的條件標(biāo)志位的值決定指令是否執(zhí)行。
指令的編碼格式如圖8.1所示。
圖8.1BBL指令編碼格式
2.指令的語法格式
B{L}{cond>}target_address>
①cond>
為指令編碼中的條件域。它指示指令在什么條件下執(zhí)行。當(dāng)cond>忽略時,指令為無條件執(zhí)行(cond=AL(Alway))。
②L
L位(bit[24])=1,指令存儲返回地址到LR;L位(bit[24])=0,指令僅實現(xiàn)跳轉(zhuǎn),不保存返回指令。
③target_addrss>
指令跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)地址。指令通過下面的方法計算目標(biāo)地址。
·將24位的立即數(shù)符號擴(kuò)展為32位。
·將擴(kuò)展后的32位立即數(shù)左移兩位。
·將得到的值加到PC寄存器中,即得到跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)地址。
注意 | 由于以上原因,B和BL指令只能實現(xiàn)±32MB空間的跳轉(zhuǎn)。 |
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