ARM匯編語言之跳轉指令

前言

ARM架構在當今主流的芯片中無論是MCU還是SOC都占有很大的市場，因此基于ARM架構的匯編語言對于嵌入式軟件開發人員而言，其實也是一項必須掌握的基本功。

“基礎不牢，地動山搖”這句話無論放在哪個時代都永遠不會過時，因此后續小T將抽空跟大家一起重新來學習下ARM匯編語言基礎指令。

在我從事工作的過程中，當遇到很多C語言無法解釋的時候，基于匯編語言的分析總是能夠給到自己新的思路，屢試不爽，將會使你對計算機的理解更加深刻，同時解決問題的效率也會大大提升。

ARM匯編語言按照指令集分類可以分為如下六類：

• 跳轉指令；
• 數據處理指令；
• 程序狀態寄存器(PSR)傳輸指令；
• Load/Store 指令；
• 協處理器指令；
• 異常中斷產生指令；

今天，我們先來一起學習下跳轉指令，后續會按照這上述幾大類給大家分別介紹。為了便于大家理解，以下是本文的主題大綱：

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正文

在ARM架構中，存在如下兩種方式來實現程序的跳轉：

• 直接的跳轉指令；
• 直接向PC賦值的長跳轉指令；

其中，直接向PC中寫入目標地址值，可以實現在4GB的地址空間中的任意跳轉，這也是為什么被稱為長跳轉指令的原因。

除此以外，在ARM版本5及以上的體系中，已經支持ARM指令集與Thumb指令集的混合編程，通過指令使用的目標地址值的bit[0]來確定，當bit[0]值為1時，目標程序則為Thumb指令，當bit[0]為0時，目標程序為ARM指令。

ARM的跳轉指令可以從當前指令向前或者向后32MB的地址空間跳轉，下面將對這些指令進行一一介紹。

跳轉指令

B指令(跳轉指令)

B指令僅僅只用于跳轉，相比BL指令，BL指令跳轉的同時還會將PC寄存器的值保存至LR寄存器中。

如下圖1所示介紹了B指令的格式要求以及相關示例。

圖1 B指令的格式與示例

通過如下動圖2可觀察到寄存器PC以及R0的值的變化：

圖2 B指令操作動圖

BL指令(帶返回的跳轉指令)

如上圖1所示，BL指令則是在B指令的基礎上添加了L，那么執行該指令時就會將當前的PC的值保存至LR寄存器中。

在下圖2中 所示，可以看到BL指令的使用例程：

圖3 BL指令格式與示例

下圖4所示為BL指令的應該過程中PC與LR寄存器之間的變化：運行BL指令時會將此時的PC中的值賦值給到LR寄存器。

圖4 BL指令操作動圖

BLX指令(帶返回和狀態切換的跳轉指令)

如下圖5所示為BLX指令的指令格式以及使用示例：

圖5 BLX指令說明與示例

除此以外，BLX還存在如下圖6所示的另一種指令格式，使用該指令則可以跳轉至指定的目標地址，該目標地址的指令可以時ARM指令，也可以時Thumb指令。

圖6 BLX指令2說明與示例

BX指令(帶狀態切換的跳轉指令)

如下圖7所示為BX指令的指令格式：

圖7 BX指令說明與示例

該目標地址處的指令即可以是ARM指令，也可以是Thumb指令，目標地址值為指令的值與0xFFFFFFFE做與操作的結果，目標地址處的指令類型由Rm的bit[0]決定。

長跳轉指令

直接通過向PC寄存器寫入目標地址值便可以實現在4GB的地址空間范圍內的任意長跳轉。同時如果在執行長跳轉指令之前使用“MOV LR，PC” 便可以實現在4GB空間范圍內的子程序調用；

PC直接賦值

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的ARM汇编之跳转指令的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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