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一文搞懂ARM64系列:ADC

转载 作者:撒哈拉 更新时间:2024-05-09 03:06:02 64 4
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1 指令语法

adc <Xd>, <Xn>, <Xm>

2 指令语义

adc就是带「进位」加法,指令中的c就是英文carry.

整个指令等价于

(Xd, _) = Xn + Xm + PSTATE.C

也就是将寄存器Xn,寄存器Xm,PSTATE中的「进位」标志相加,将相加的结果写入寄存器Xd,但是丢弃相加产生的「进位」.

也就是说,adc指令只是使用PSTATE中的「进位」标志,但是最终结果不影响PSTATE中的「进位」标志.

3 PSTATE

上面代码中PSTATE是Process State,存储着ARM CPU运行时的一些状态.

PSTATE 中最常见的状态就是 NZCV

N: 借位标志 - Negative Condition flag
Z: 0 - Zero Condition flag
C: 进位标志 - Carry Condition flag
V: 溢出标志 - Overflow Condition flag

要表示PSTATE中的某一标志,比如「进位」,可以写成PSTATE.C.

PSTATE除了NZCV这4个标志外,还有其他标志.

如果将PSTATE定义成一个结构体,可以表示为

type ProcState is ( 
    bits (1) N, // Negative condition flag 
    bits (1) Z, // Carry condition flag
    bits (1) C, // Zero condition flag
    bits (1) V, // Overflow condition flag
    bits (1) D, // Debug mask bit [AArch64 only]
    bits (1) A, // SError interrupt mask bit
    bits (1) I, // IRQ mask bit
    bits (1) F, // FIQ mask bit
    bits (1) PAN, // Privileged Access Never Bit [v8.1]
    bits (1) UAO, // User Access Override [v8.2]
    bits (1) DIT, // Data Independent Timing [v8.4]
    bits (1) TCO, // Tag Check Override [v8.5, AArch64]
    bits (2) BTYPE, // Branch Type  [v8.5]
    bits (1) ZA, // Accumulation array [SME]
    bits (1) SM, // Streaming SVE mode  [SME]
    bits (1) ALLINT, // Interrupt mask bit
    bits (1) SS, // Software step bit
    bits (1) IL, // Illegal Execution state bit
    bits (2) EL, // Exception level
    bits (1) nRW, // not Register Width: 0=64, 1=32
    bits (1) SP, // Stack pointer select: 0=SP0, 1=SPx [AArch64 only]
    bits (1) Q, // Cumulative saturation flag [AArch32 only]
    bits (4) GE, // Greater than or Equal flags [AArch32 only]
    bits (1) SSBS, // Speculative Store Bypass Safe
    bits (8) IT, // If-then bits, RES0 in CPSR [AArch32 only]
    bits (1) J, // J bit, RES0  [AArch32 only, RES0 in SPSR and CPSR]
    bits (1) T, // T32 bit, RES0 in CPSR  [AArch32 only]
    bits (1) E, // Endianness bit [AArch32 only]
    bits (5) M // Mode field   [AArch32 only]
)

可以看到,PSTATE在ARM64和ARM32中不一样。有些标志在ARM64和ARM32都存在,有些却只在ARM64或者ARM32中单独存在.

同时,不同版本的ARM架构,PSTATE也不一样,比如标志BTYPE就存在ARMv8.5版本中.

4 查看 PSTATE

按照ARM文档,在ARM32下只能通过CPSR寄存器查看PSTATE的部分标志.

ARM64想要查看PSTATE,不同的标志都有单独对应的寄存器。比如查看NZCV标志,就有NZCV寄存器,ARM64下已没有CPSR寄存器.

// 按文档,ARM64 下查看 PSTATE 的寄存器
寄存器名       查看的标志
NZCV          N, Z, C, V
DAIF          D, A, I, F
CurrentEL     EL
SPSel         SP
PAN           PAN
UAO           UAO
DIT           DIT
SSBS          SSBS
TCO           TCO
ALLINT        ALLINT

CPSR是32bit寄存器,结构如下

但是在实践过程中,iPhone 13 pro是64bit的ARM架构处理器,但是却提供了CPSR寄存器,而不能访问比如NZCV寄存器

(lldb) p/t $cpsr
(unsigned int) 0b01100000000000000001000000000000
(lldb) p/t $nzcv
error: <user expression 2>:1:1: use of undeclared identifier '$nzcv'
$nzcv
^

最后此篇关于一文搞懂ARM64系列:ADC的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于一文搞懂ARM64系列:ADC的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。

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