跳轉指令之:跳轉指令B及帶連接的跳轉指令BL
跳轉(B)和跳轉連接(BL)指令是改變指令執行順序的標準方式。ARM一般按照字地址順序執行指令,需要時使用條件執行跳過某段指令。只要程序必須偏離順序執行,就要使用控制流指令來修改程序計數器。盡管在特定情況下還有其他幾種方式實現這個目的,但轉移和轉移連接指令是標準的方式。
跳轉指令改變程序的執行流程或者調用子程序。這種指令使得一個程序可以使用子程序、if-then-else結構以及循環。執行流程的改變迫使程序計數器PC指向一個新的地址,ARMv5架構指令集包含的跳轉指令如表8.1所示。
助記符 | 說明 | 操作 |
跳轉指令 | pc←label | |
帶返回的連接跳轉 | pc←label(lr←BL后面的第一條指令) | |
BX | 跳轉并切換狀態 | pc←Rm0xfffffffe,T←Rm1 |
BLX | 帶返回的跳轉并切換狀態 | pc←lable,T←1 pc←Rm0xfffffffe,T←Rm1 lr←BL后面的第一條指令 |
另一種實現指令跳轉的方式是通過直接向PC寄存器中寫入目標地址值,實現在4GB地址空間中任意跳轉,這種跳轉指令又被稱為長跳轉。如果在長跳轉指令之前使用“MOVLR”或“MOVPC”等指令,可以保存將來返回的地址值,也就實現了在4GB的地址空間中的子程序調用。
在ARMv5以前的版本中,傳送到PC寄存器中的目標地址值的低兩位bits[1∶0]被忽略,跳轉指令只能在ARM指令集中執行,即程序不能從ARM狀態切換到Thumb狀態。在非T系列版本5的ARM體系不含Thumb指令,當程序試圖切換到Thumb狀態時,將產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。這種形式的帶狀態切換的跳轉連接指令,方便了ARM/Thumb互交的子程序調用。
(2)另一種類型的BLX指令類似于BL指令,指令使程序跳轉到指定地址,并將返回地址保存到LR寄存器中,該指令能夠實現32MB地址空間的跳轉。與BL指令的不同之處在于它返回到Thumb狀態,而不是ARM狀態。
8.1跳轉指令B及帶連接的跳轉指令BL
1.指令編碼格式
跳轉指令B使程序跳轉到指定的地址執行程序。帶連接的跳轉指令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,然后跳轉到指定地址運行程序。需要注意的是,這兩條指令和目標地址處的指令都要屬于ARM指令集。兩條指令都可以根據CPSR中的條件標志位的值決定指令是否執行。
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行。當cond>忽略時,指令為無條件執行(cond=AL(Alway))。
②L
L位(bit[24])=1,指令存儲返回地址到LR;L位(bit[24])=0,指令僅實現跳轉,不保存返回指令。
③target_addrss>
指令跳轉的目標地址。指令通過下面的方法計算目標地址。
·將24位的立即數符號擴展為32位。
·將擴展后的32位立即數左移兩位。
·將得到的值加到PC寄存器中,即得到跳轉的目標地址。
注意 | 由于以上原因,B和BL指令只能實現±32MB空間的跳轉。 |
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