c - 为什么 gcc 以不同的方式编译 f(1199) 和 f(1200)？

Question

是什么导致 ARM 上的 GCC 7.2.1 对某些常量使用内存加载 (lr)，而在其他一些情况下使用立即数 (mov)？具体来说，我看到了以下内容:

GCC 7.2.1 for ARM 编译这个:

extern void abc(int);
int test() { abc(1199); return 0; }

...进入那个:

test():
  push {r4, lr}
  ldr r0, .L4  // ??!
  bl abc(int)
  mov r0, #0
  pop {r4, lr}
  bx lr
.L4:
  .word 1199

还有这个:

extern void abc(int);
int test() { abc(1200); return 0; }

...进入那个:

test():
  push {r4, lr}
  mov r0, #1200  // OK
  bl abc(int)
  mov r0, #0
  pop {r4, lr}
  bx lr

起初我预计 1200 是某种独特的截止点，但在 1024 处还有其他类似的截止点(1024 产生 mov r0, #1024，而 1025 使用 ldr) 和其他值。

为什么 GCC 会使用从内存加载来获取常量，而不是使用立即数？

Answer 1

这与常量操作数在 ARM 指令集中的编码方式有关。它们被编码为一个(无符号的)8 位常量和一个 4 位旋转字段——8 位值将旋转 4 位字段中值的 2 倍。因此，任何适合该形式的值都可以用作常量参数。

常量1200在二进制中是10010110000，所以它可以编码为8位常量01001011加上循环4。

常量 1199 在二进制中是 10010101111，因此无法将其放入 ARM 常量操作数。