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标题: ARM处理器CPSR标志位和条件符之间的关系 [打印本页]

作者: liyf 时间: 2012-1-16 18:43
标题: ARM处理器CPSR标志位和条件符之间的关系

　　本文目的是要理清ARM处理器的CPSR状态标志和ARM指令的条件符之间的关系。
　　一、CPSR寄存器
　　ARM V4的CPSR寄存器（和保存它的SPSR寄存器）中的位分配如下图1所示。

　　三、关于C、V值更多的解释
　　处理器内部以补码表示有符号数，8个二制位能够表达的整数范围是：+127 " -128，16位表达的范围是：+32767 " -32768。如果运算结果超出了这个范围，就是产生了溢出,有溢出，说明有符号数的运算结果需要考虑溢出情况。
　　溢出标志V和进位标志C是两个意义不同的标志。进位标志表示无符号数运算结果是否超出范围；溢出标志表示有符号数运算结果是否超出范围。
　　处理器对两个操作数进行运算时，按照无符号数求得结果，并相应设置进位标志C；同时，根据是否超出有符号数的范围设置溢出标志V。
　　应该利用哪个标志，则由程序员来决定。也就是说，如果将参加运算的操作数认为是无符号数，就应该关心进位；认为是有符号数，则要注意是否溢出。
　　判断运算结果是否溢出有一个简单的规则：只有当两个相同符号数相加，而运算结果的符号与原数据符号相反时，产生溢出；其他情况下，则不会产生溢出。
　　代码举例1：
　　LDR???? r0, =0x7fffffff
　　LDR???? r1, =0x70000000;
　　ADDS??? r0, r0, r1; //结果=0xefffffff
　　对于无符号数运算来说，没有进位。
　　对于有符号数运算来说，溢出。
　　此时C=0 V=1；
　　代码举例2：
　　LDR???? r0, =0xffffffff
　　LDR???? r1, =0x70000000;
　　ADDS??? r0, r0, r1; //结果=0x6fffffff
　　对于无符号数运算来说，有进位。
　　对于有符号数运算来说，无溢出。
　　此时C=1 V=0；
　　代码举例3：
　　LDR???? r0, =0x8fffffff
　　LDR???? r1, =0xf0000000 ;
　　ADDS??? r0, r0, r1; //结果=0x7fffffff
　　此时C=？ V=？；（思考一下，然后在ARM模拟器中验证下）
　　代码举例4：//思考减法时，C值的影响
　　LDR???? r0, =0x3
　　LDR???? r1, =0x2
　　SUBS??? r0, r0, r1
　　对比：
　　LDR???? r0, =0x3
　　LDR???? r1, =-2;（-2的补码0xfffffffe会送到r1）
　　ADDS??? r0, r0, r1
　　四、CPSR状态标志和ARM指令的条件符之间的关系
　　有了上面的背景知识以后，接下来思考表1中CPSR状态标志和ARM指令的条件符之间的关系，下面选取其中的一项来分析。
　　如：GE：(有符号数大于等于)
　　N=0 V=0：结果是大于等于0的数，且无符合溢出，所以大于等于关系成立
　　N=1 V=1：结果小于0，但有符号溢出
　　考虑以下情况：c=a-b
　　1.a0, bb
　　3.a0
　　参照上面提到过的判断溢出标志的简单规则，可以得出：在此情况下，
　　减法操作时如果结果小于0 (N=1)，则不会出现符号溢出
　　所以（在N=1 V=1前提下a0）这种情况不可能出现
　　4.a>0, b>0
　　减法操作不可能出现符号溢出。
　　其它项的分析过程类似。
　　五、总结
　　尽管以上分析看起来有点复杂，但使用时在大多数情况下用一个简单的条件测试指令即可，不需要程序员计算出条件码的精确值即可得到需要的结果。

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