3.8. mov指令的操作数的取值范围到底是多少

关于mov指令操作数的取值范围,网上看到一些人说是0x00-0xFF,也有人说是其他的值的,但是经过一番求证,发现这些说法都不对。下面就是来详细解释,mov指令的操作数的取指范围,到底是多少。

在看了我说的,关于这行代码:

mov r0, 0x33d00000

的源操作数0x33d0000,可能是mov指令所不允许的,这句话后,可能有人会说,我知道,那是因为mov的操作数的值,不允许大于255,至少网上很多人的资料介绍中,都是这么说的。

对此,要说的是,你的回答是错误的。

关于mov操作数的真正的允许的取值范围,还真的不是那么容易就能搞懂的,下面就来详细解释解释。

总的来说,我是从ARM 汇编的mov操作立即数的疑问

里面,才算清楚mov的取值范围,以及找了相应的datasheet,才最终看懂整个事情的来龙去脉的。

首先,mov的指令,是属于ARM指令集中,数据处理(Data Process)分类中的其中一个指令,

而数据处理指令的具体格式是:ARM Processor Instruction Set

图 3.9. 数据处理指令的指令格式

数据处理指令的指令格式


对于此格式,我们可以拿:

arm-linux-objdump –d u-boot > dump_u-boot.txt

中得到的汇编代码中关于:

ldr     r0, =0x53000000

所对应的,真正的汇编代码:

33d00068:	e3a00453 	mov	r0, #1392508928	; 0x53000000

来分析,就容易看懂了:

mov r0, #1392508928

= mov r0, #0x53000000

的作用就是,把0x53000000移动到r0中去。

其对应的二进制指令是上面的:

0xe3a00453 = 1110 0011 1010 0000 0000 0100 0101 0011 b

下面对照mov指令的格式,来分析这些位所对应的含义:

表 3.3. mov指令0xe3a00453的位域含义解析

31-2827-262524-212019-1615-1211-0
Condition Field00I(Immediate Operand)OpCode(Operation Code)S(Set Condition Code)Rn(1st Operand Register)Rd(Destination Register)Operand 2

1 = operand

2 is an immediate value

       11-8:Rotate 7-0:Imm
1110001110100000000001000101 0011
  表明是立即数1101对应的是MOV指令 MOV指令做的事情是: Rd:= Op2,和Rn无关,所以忽略这个Rn表示0000号寄存器,即r00100=4,含义参见注释10x53


[注意]注意

上述datasheet中写到:

5.4.3 Immediate operand rotates

The immediate operand rotate field is a 4 bit unsigned integer which specifies a shift operation on the 8 bit immediate value. This value is zero extended to 32 bits, and then subject to a rotate right by twice the value in the rotate field. This enables many common constants to be generated, for example all powers of 2

意思是,对于bit[11:8]的值,是个4位,无符号的整型,其指定了bit[7:0]的8bit立即数值的位移操作。具体如何指定呢,那就是将bit[7:0]的值,循环右移2x bit[11:8]位。

对于我们的例子,就是,将bit[7:0]的值0x53,循环右移 2xbit[11:8]= 2 x 4 = 8位,

而0x53循环右移8位,就得到了0x53000000,就是我们要mov值,mov到目的寄存器rd,此处为r0中。

而上面英文最后一句说的是,通过将bit[7:0]的值,循环右移 2xbit[11:8]的方式,就可以产生出很多个数值了,即mov的操作数中,其中符合可以通过0x00-0xFF循环右移偶数位而产生的数值,都是合法的mov的操作数,而这样的数,其实是很多的。

[注意]总结mov取值范围

所以,mov指令的操作数的真正的取指范围,即不是0-0xFF(0-255),也不是只有2的倍数,而是:

只要该数,可以通过0x00-0xFF中某个数,循环右移偶数位而产生,就是合法的mov的操作数,否则就是非法的mov的操作数。