跳转指令之:跳转指令B及带连接的跳转指令BL
跳转(B)和跳转连接(BL)指令是改变指令执行顺序的标准方式。ARM一般按照字地址顺序执行指令,需要时使用条件执行跳过某段指令。只要程序必须偏离顺序执行,就要使用控制流指令来修改程序计数器。尽管在特定情况下还有其他几种方式实现这个目的,但转移和转移连接指令是标准的方式。
跳转指令改变程序的执行流程或者调用子程序。这种指令使得一个程序可以使用子程序、if-then-else结构以及循环。执行流程的改变迫使程序计数器PC指向一个新的地址,ARMv5架构指令集包含的跳转指令如表8.1所示。
助记符 | 说明 | 操作 |
跳转指令 | pc←label | |
带返回的连接跳转 | pc←label(lr←BL后面的第一条指令) | |
BX | 跳转并切换状态 | pc←Rm0xfffffffe,T←Rm1 |
BLX | 带返回的跳转并切换状态 | pc←lable,T←1 pc←Rm0xfffffffe,T←Rm1 lr←BL后面的第一条指令 |
另一种实现指令跳转的方式是通过直接向PC寄存器中写入目标地址值,实现在4GB地址空间中任意跳转,这种跳转指令又被称为长跳转。如果在长跳转指令之前使用“MOVLR”或“MOVPC”等指令,可以保存将来返回的地址值,也就实现了在4GB的地址空间中的子程序调用。
在ARMv5以前的版本中,传送到PC寄存器中的目标地址值的低两位bits[1∶0]被忽略,跳转指令只能在ARM指令集中执行,即程序不能从ARM状态切换到Thumb状态。在非T系列版本5的ARM体系不含Thumb指令,当程序试图切换到Thumb状态时,将产生未定义指令异常中断。
在ARMv5以后的版本中,有两种类型的带连接的跳转切换指令(BLX),叙述如下。
(1)形式如“BLXRm>”,它是一种类似于带寄存器Rm的BX指令。指令执行BX操作,同时将返回地址放到LR寄存器中。这种形式的带状态切换的跳转连接指令,方便了ARM/Thumb互交的子程序调用。
(2)另一种类型的BLX指令类似于BL指令,指令使程序跳转到指定地址,并将返回地址保存到LR寄存器中,该指令能够实现32MB地址空间的跳转。与BL指令的不同之处在于它返回到Thumb状态,而不是ARM状态。
8.1跳转指令B及带连接的跳转指令BL
1.指令编码格式
跳转指令B使程序跳转到指定的地址执行程序。带连接的跳转指令BL将下一条指令的地址拷贝到r14(即返回地址连接寄存器LR)寄存器中,然后跳转到指定地址运行程序。需要注意的是,这两条指令和目标地址处的指令都要属于ARM指令集。两条指令都可以根据CPSR中的条件标志位的值决定指令是否执行。
指令的编码格式如图8.1所示。
图8.1BBL指令编码格式
2.指令的语法格式
B{L}{cond>}target_address>
①cond>
为指令编码中的条件域。它指示指令在什么条件下执行。当cond>忽略时,指令为无条件执行(cond=AL(Alway))。
②L
L位(bit[24])=1,指令存储返回地址到LR;L位(bit[24])=0,指令仅实现跳转,不保存返回指令。
③target_addrss>
指令跳转的目标地址。指令通过下面的方法计算目标地址。
·将24位的立即数符号扩展为32位。
·将扩展后的32位立即数左移两位。
·将得到的值加到PC寄存器中,即得到跳转的目标地址。
注意 | 由于以上原因,B和BL指令只能实现±32MB空间的跳转。 |
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