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ARMM指令之乘法指令

已有 865 次阅读| 2015-12-28 16:53 |个人分类:linux技术

ARM乘法指令完成2个寄存器中数据的乘法。按产生结果的位宽一般分为2类:一类是232位二进制相乘的结果是64位;另一类是232位二进制相乘,仅保留最低有效32位。

2种类型都有“乘一累加”的变形,即将乘积连续相加成为总和,而且有符号和无符号操作数都能使用。2种类型指令共有6,如表所列

对于有符号和无符号操作数,结果的最低有效32位是一样的,所以对于只保留32位的结果的乘法指令,无须区分有符号数和无符号数2种指令格式。

二进制编码

乘法的二进制编码如图所示

说明

表列出了各种形式乘法功能,对指令编码及表中使用的寄存器表示符号解释如下:

对于32位乘积结果指令,Rd为结果寄存器,RmRsRn为操作数寄存器。R15不能用作RdRmRsRn。且Rd不能与Rm相同。

对于64位乘积结果指令,RdLoRdHi为结果寄存器,“RdLoRdHi”是由RdHi(最高有效32位)和RdLo(最低有效32位)连接形成64位乘积结果,RmRs为操作数寄存器。R15不能用作RdLoRdHiRmRs,且RdLoRdHi不能与Rm相同。

选择[31:0]意指只选取乘积结果的最低有效32位。

简单的赋值由“<-”表示。

累加(将右边加到左边)是由“+=”表示。

与其他数据处理指令一样,S位控制条件码的设置。当在指令中设置了S位时:

根据结果更新标志位NZ。对于产生32结果的指令形式,N标志位设置为Rd的第3位的值;对于产生64位结果的指令形式,N标志位设置的是RdHi的第31位的值;如果RdRdHiRdLo0,则Z标志设置位。

ARMV4及以前版本中,标志CV不可靠;

ARMV5及以后版本中,不影响标志CV

汇编格式

产生最低有效32位乘积的指令:

MUL{<cond>}{S}        RdRmRs

MULA{<cond>}{S}            RdRmRsRn

产生64位乘积的命令:

<mul>{<cond>}{S} RdHi,RdLo,Rm,Rs

在此<mul>64位乘法类型(UMULLUMLALSMULLSMLAL)。

例子

形成两个矢量的标量积:

MOV             R11#20                     ;初始化循环计数

MOV             R10#0                      ;初始化总和

LOOP     LDR              R0[R8],#4                 ;读取第一分量

              LDR              R1[R9],#4                 ;读取第二分量

              MLA              R10R0R1R0       ;乘积累加

              SUBS            R11R11#1              ;减循环计数

              BNE              LOOP                  

乘以一个常数可由调一个常数到寄存器,然后使用这些指令中的一种来实现。但是使用移位和加法或减法构成一小段数据处理指令通常更加有效。例如,将R0乘以35

ADD              R0R0R0LSL#2          ;R0`<-5×R0

RSB               R0R0R0LSL#3          ;R0``<-7×R0`

注意事项

它与其他数据处理指令的重要区别为:

—不支持第2操作数为立即数

—结果寄存器不能同时为第一源寄存器,即RdRdHiRdLo不能与Rm为同一寄存器,RdHiRdLo不能为同一寄存器。

应避免R15为任意操作数或结果寄存器。

早期的ARM处理器仅支持32位乘法指令。ARM7版本和后续的在名字中有M的处理器才支持64位乘法指令。

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