資料介紹
Thumb指令集中的跳轉指令分以下6種類型。
① 無條件跳轉,其跳轉空間為±2KB。
② 條件跳轉,其跳轉空間為±256B。
③ 帶返回的跳轉指令,其跳轉空間為±4MB。
④ 帶狀態切換的跳轉指令(是否進行狀態切換可以在程序中設定選擇)。
⑤ 帶返回和狀態切換的跳轉指令(是否進行狀態切換可以在程序中設定選擇)。
⑥ 第二種形式的帶返回和狀態切換的跳轉指令。
下面詳細介紹各指令的特點及用途。
11.3.1 跳轉指令B
Thumb中有兩個分支跳轉指令的變體,第一個變體與ARM版本指令相似,可條件執行,跳轉被限制在有符號8位立即數所表示的范圍內,或者是±256B。第二個變體不可條件執行(沒有條件碼部分),但擴展了有效跳轉范圍,跳轉范圍為有符號11位立即數表示的范圍,即±2048B。
條件分支指令是Thumb指令中惟一可以條件執行的指令。
首先來介紹可條件執行的跳轉指令B(1)。
(1)編碼格式
可條件執行的跳轉指令的編碼格式如圖11.1所示。
圖11.1 B(1)指令編碼格式
(2)指令的語法格式
B《cond》 《target_address》
① 《cond》
指定指令的執行條件。條件助記符與ARM中相同。
② 《target_address》
指定程序跳轉的目標地址。指令通過下面的方法計算目標地址。
· 將指令中包含的8位有符號數左移一位。
· 將結果符號擴展為32位。
· 將得到的值加到PC寄存器中,即得到跳轉的目標地址。
有條件的跳轉指令可以實現±256B范圍的程序跳轉。
(3)指令操作的偽代碼
if ConditionPass{cond} then
PC=PC+{SignExtend(Signed_immed_8)《《1}
(4)指令的使用
為了得到正確的signed_immed_8,匯編器需要執行以下的操作步驟。
① 首先形成跳轉的基地址。該跳轉的基地址是跳轉指令地址加4。也就是說,跳轉指令的基地址即當前程序指針寄存器的值。
② 從跳轉的目標地址中減去基地址形成跳轉偏移量。該偏移量應為偶數(因為Thumb指令為半字對齊)。
③ 如果跳轉偏移量超出-256~+254B范圍,匯編器產生一個錯誤。
④ 將產生的跳轉偏移量除以2放入指令編碼中的signed_immed_8域。
注意如果該指令的條件域為AL,即指令編碼條件域為0b1110時,程序產生未定義指令異常。當指令的條件域為NV,即指令編碼條件域為0b1111時,指令等價于SWI指令。
(5)ARM指令集中的跳轉指令
該指令與ARM指令集中B《cond》 《target_address》基本相似,所不同的是ARM指令集中,偏移量左移兩位而Thumb指令集中偏移量左移一位。另外,處理器在ARM和Thumb狀態下所讀取的PC值也是不同的。
下面介紹無條件跳轉指令B(2)。
① 無條件跳轉,其跳轉空間為±2KB。
② 條件跳轉,其跳轉空間為±256B。
③ 帶返回的跳轉指令,其跳轉空間為±4MB。
④ 帶狀態切換的跳轉指令(是否進行狀態切換可以在程序中設定選擇)。
⑤ 帶返回和狀態切換的跳轉指令(是否進行狀態切換可以在程序中設定選擇)。
⑥ 第二種形式的帶返回和狀態切換的跳轉指令。
下面詳細介紹各指令的特點及用途。
11.3.1 跳轉指令B
Thumb中有兩個分支跳轉指令的變體,第一個變體與ARM版本指令相似,可條件執行,跳轉被限制在有符號8位立即數所表示的范圍內,或者是±256B。第二個變體不可條件執行(沒有條件碼部分),但擴展了有效跳轉范圍,跳轉范圍為有符號11位立即數表示的范圍,即±2048B。
條件分支指令是Thumb指令中惟一可以條件執行的指令。
首先來介紹可條件執行的跳轉指令B(1)。
(1)編碼格式
可條件執行的跳轉指令的編碼格式如圖11.1所示。
圖11.1 B(1)指令編碼格式
(2)指令的語法格式
B《cond》 《target_address》
① 《cond》
指定指令的執行條件。條件助記符與ARM中相同。
② 《target_address》
指定程序跳轉的目標地址。指令通過下面的方法計算目標地址。
· 將指令中包含的8位有符號數左移一位。
· 將結果符號擴展為32位。
· 將得到的值加到PC寄存器中,即得到跳轉的目標地址。
有條件的跳轉指令可以實現±256B范圍的程序跳轉。
(3)指令操作的偽代碼
if ConditionPass{cond} then
PC=PC+{SignExtend(Signed_immed_8)《《1}
(4)指令的使用
為了得到正確的signed_immed_8,匯編器需要執行以下的操作步驟。
① 首先形成跳轉的基地址。該跳轉的基地址是跳轉指令地址加4。也就是說,跳轉指令的基地址即當前程序指針寄存器的值。
② 從跳轉的目標地址中減去基地址形成跳轉偏移量。該偏移量應為偶數(因為Thumb指令為半字對齊)。
③ 如果跳轉偏移量超出-256~+254B范圍,匯編器產生一個錯誤。
④ 將產生的跳轉偏移量除以2放入指令編碼中的signed_immed_8域。
注意如果該指令的條件域為AL,即指令編碼條件域為0b1110時,程序產生未定義指令異常。當指令的條件域為NV,即指令編碼條件域為0b1111時,指令等價于SWI指令。
(5)ARM指令集中的跳轉指令
該指令與ARM指令集中B《cond》 《target_address》基本相似,所不同的是ARM指令集中,偏移量左移兩位而Thumb指令集中偏移量左移一位。另外,處理器在ARM和Thumb狀態下所讀取的PC值也是不同的。
下面介紹無條件跳轉指令B(2)。
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