C到arm汇编代码转换

Question

我用 c 编写了一个程序并将其转换为 arm 汇编，现在我在理解汇编代码中生成的某些指令时遇到了问题。 C程序的一部分是:

#define MAX_DIGIT 1024
int main()
{
    int fd[MAX_DIGIT];
    int xLen = 0;
    int sd[MAX_DIGIT];
    int yLen = 0;

    int result[6*MAX_DIGIT];

    // Take input for two numbers
    takeInput(fd, &xLen);
    takeInput(sd, &yLen);   
        ...
        ...
        ...
}
...
...
...

void takeInput(int digit[], int *length)
{
    char c;
    if((c=getchar()) != '\n' && *length <= MAX_DIGIT){
        takeInput(digit, length);
        digit[*length] = c - '0';
        (*length)++;
    }else return;
}

我已使用 gnu arm 工具链将此 c 代码转换为 arm 汇编代码。生成的部分汇编代码为:

main:
    @ args = 0, pretend = 0, frame = 32788
    @ frame_needed = 1, uses_anonymous_args = 0
    mov ip, sp
    stmfd   sp!, {fp, ip, lr, pc}
    sub fp, ip, #4
    sub sp, sp, #32768
    sub sp, sp, #20       @Why subtracted 20? 

    mvn r3, #4096
    sub r3, r3, #3
          @What r3 storing and Why took NOT of r3 and again subtract 3 from it?
    mov r2, #0
    sub r0, fp, #12
    str r2, [r0, r3]
    mvn r3, #8192
    sub r3, r3, #7
    mov r2, #0
    sub r1, fp, #12
    str r2, [r1, r3]
    sub r2, fp, #4096
    sub r2, r2, #12
    sub r3, fp, #4096
    sub r3, r3, #12
    sub r3, r3, #4
    mov r0, r2
    mov r1, r3
    bl  takeInput
    sub r2, fp, #8192
    sub r2, r2, #12
    sub r2, r2, #4
    sub r3, fp, #8192
    sub r3, r3, #12
    sub r3, r3, #8
    mov r0, r2
    mov r1, r3
    bl  takeInput
    mvn r3, #32768
    sub r3, r3, #11
    mov r2, #1
    sub ip, fp, #12
    str r2, [ip, r3]

我已经在评论中的汇编代码中标记了我的想法。谢谢。

Answer 1

立即数(在部分指令中编码的常量)只能有特定的值，因为编码它们的字段只有几位。当编译器要加载一个不能用立即值编码的值的寄存器时，它加载部分值，然后使用算术来完成它。

在不同的 ARM 指令中，立即数有不同的编码，但这里以 ARM Architecture Reference Manual，ARMv7-A 和 ARMv7-R 版本中的一个为例。 “ARM 指令中修改后的立即数”被编码为 12 位。四位指定旋转，八位是值的文字位。这四位组成一个二进制数，旋转量是这个数的两倍，向右。例如，如果这四位是0011，也就是三，那么旋转量就是六位。

因此，如果四个旋转位是 0011，八个文字位是 10011101，那么该值是通过在 32 位字段内将 10011101 向右旋转六位而形成的。所以 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001 1101 向右循环六位，产生 0110 0100 0000 0000 0000 0000 0000 0010，或 0x64000002。

显然，12 位无法编码所有可能的 32 位值。编译器在您的示例中需要的值之一是 32748，即 0x7fec。我们不能从任何位置(或者更具体地说，偶数索引位置)的八位形成 0x7fec。