ARM 立即数

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 * 2018/12/20    11:43    qing
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 * ARM中的MOV指令格式
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    31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00
    |   Cond   | 0 0 | L| OpCode    | S |   Rn     |  Rd       |       Operand2                   |

    op2是占了12位，其中 bit 11 - bit 8 是移位数(rotate)， bit 7 - 0 是一个 8 位的立即数(imm)，
    
    mov    Rn, op2        @ 执行之后 Rn = op2 >> (rotate * 2)，这里的移位是循环右移，这就决定了mov指令不是所有的立即数都能表示的

    1. mov r3, #0x56000000

        虽然0x56000000是一个32位的数，但是可以找到这么一个8位立即数，通过右移得到，看下机器码 e3a03456 ，展开成二进制，对照下格式

        31       27    23     19     15     11     7      3
        1110  0011  1010  0000  0011  0100  0101  0110

        Cond[31:28] = 1110

        [27:26] = 00

        L[25] = 1 ，代表op2是一个立即数

        OpCode[24:21] = 1101

        S[20] = 0

        Rn[19:16]= 0000

        Rd[15:12]= 0011 ， R3

        Op2[11:8]= 0100 ，右移 4 * 2 位

        Op2[7:0] = 0101 0110 ， 8 位立即数， 0x56        

        首先要将 0x56 扩展成32位的无符号数， 0x00000056 ，然后循环右移 8 位，就得到了 0x56000000

    2. mov r3, #0x56000014

        0x56000014是无法通过移位来得到的，这时编译器会报错，C语言编写的程序，编译器会这样来处理：

        mov r3, #0x56000000

        add r3, r3, #0x14        

        代替mov的另外一条指令就是ldr，或许会更方便点。

    

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 * 在ARM中使用立即数的规律
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    在ARM中不能像X86那样直接将立即数加载到寄存器中。因为你使用的立即数是受限的。

    可以通过LDR绕过这些限制，有以下的的技巧:

    每条ARM指令的宽度是32位，所有的指令都是可以条件执行的。
    
    有16中条件可以使用而且每个条件在机器码中的占位都是4位。之后我们需要2位来做为目的寄存器。2位作为第一操作寄存器，
    
    1位用作设置状态的标记位，再加上比如操作码(opcode)这些的占位。最后每条指令留给我们存放立即数的空间只有12位宽。也就是4096个不同的值。

    这也就意味着ARM在使用MOV指令时所能操作的立即数值范围是有限的。那如果很大的话，只能拆分成多个部分外加移位操作拼接了。

    所以这剩下的12位可以再次划分，8位用作加载0-255中的任意值，4位用作对这个值做0~30位的循环右移。
    
    这也就意味着这个立即数可以通过这个公式得到：v = n ror 2 * r。换句话说，有效的立即数都可以通过循环右移来得到。
    
    
    这里有一个例子

    有效值:

    #256        // 1 循环右移 24位 --> 256
    #384        // 6 循环右移 26位 --> 384
    #484        // 121 循环右移 30位 --> 484
    #16384      // 1 循环右移 18位 --> 16384
    #2030043136 // 121 循环右移 8位 --> 2030043136
    #0x06000000 // 6 循环右移 8位 --> 100663296 (十六进制值0x06000000)

    Invalid values:

    #370        // 185 循环右移 31位 --> 31不在范围内 (0 – 30)
    #511        // 1 1111 1111 --> 比特模型不符合
    #0x06010000 // 1 1000 0001.. --> 比特模型不符合