c++ - 有人可以帮助我了解 stmdb、ldmia 以及如何用 arm 汇编语言实现此 C++ 代码吗？

Question

所以我有这段代码，其中 N 是两个数组的大小。

int i;

for (i = 0; i < N; i++)
{
    if (listA[i] < listB[i])
    {
        listA[i] = listB[i];
    }
}

我正在尝试将其实现为 ARM 汇编子例程，但我完全不知道如何处理数组。到目前为止我有这个:

sort1:
    stmdb    sp!, {v1-v5, lr}
    ldmia    sp!, {v1-v5, pc}

我假设我必须使用 cmp 来比较这些值，但我什至不确定要使用什么寄存器。有人有任何指导吗？

编辑:

好的，我现在有了这段代码:

sort1:
    stmdb    sp!, {v1-v5, lr}     @ Copy registers to stack
    ldr      v1, [a1], #0         @ Load a1
    str      v1, [a2], #0         @ Copy elements of a1 to a2 
    ldmia    sp!, {v1-v5, pc}     @ Copy stack back into registers

这复制了一个 10 元素数组的前四个元素，所以我假设如果我将“#0”更改为“#4”，它会导致接下来的四个元素发生变化，但事实并非如此。为什么？

Answer 1

首先，正如您所展示的，加载/存储多条指令主要用于堆栈操作(尽管它们也可以生成高效的 memcpy)。简而言之，它们按顺序加载/存储指定的寄存器，从/到一个连续的内存块，从base address到base address + (number of registers * 4) .

在给出的示例中，stmdb sp!, {v1-v5, lr} 以“Decrement Before”寻址模式¹ 存储 6 个寄存器，因此有效基地址是 sp-24 - 它会将 v1 的内容存储在 sp-24，v2 在 sp-20,... lr at sp-4。由于存在用于基址寄存器写回的 ! 语法，因此它将从 sp 中减去 24，使其指向 v1 的存储值。 ldmia 完全相反 - “Increment After”表示有效基地址为 sp，因此它将从 sp 加载寄存器直到sp+20，然后将 24 添加到 sp。请注意，它将堆叠的 lr 值直接加载到 pc - 这样您就可以在一条指令中恢复寄存器并执行函数返回。

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对于常规的加载/存储指令，它们有 3 种寻址模式 - 偏移、预索引和后索引。 ldr v1, [a1], #0是后置索引的，意思是“从a1中的地址加载v1，然后将0加到a1”，因此将 #0 更改为 #4 不会影响使用的地址，只会影响写回的值之后到基址寄存器。如果您已经实现了循环，效果就会变得清晰可见。

考虑一些示例 C 表达式如何映射到这些寻址模式可能会有所帮助:

int a;       // r0
int *b;      // r1

a = b[1];    // ldr r0, [r1, #4]   (offset)
a = *(b+1);  // similarly

a = *(++b);  // ldr r0, [r1, #4]!  (pre-indexed)

a = *(b++);  // ldr r0, [r1], #4   (post-indexed)

请记住，偏移值也可以是寄存器而不是立即数，因此有几种可能的方法来实现与给定的循环类似的循环。

对于权威引用，我建议阅读 ARM Architecture Reference Manual 的说明部分，或者为了不那么详尽但更容易理解的介绍，Cortex-A Series Programmer's Guide .

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[1] 这意味着递减堆栈 - 相应的“递减之后”和“递增之前”寻址模式存在用于运行递增堆栈。