【ARMv8 编程】A64 数据处理指令——位域字节操作指令

news/2024/4/24 14:07:12/

有些指令将字节、半字或字扩展到寄存器大小,可以是 X 或 W。这些指令存在于有符号(SXTB、SXTH、SXTW)和无符号(UXTB、UXTH)变体中,并且是适当的位域操作指令。

这些指令的有符号和无符号变体都将字节、半字或字(尽管只有 SXTW 对字进行操作)扩展到寄存器大小。源始终是 W 寄存器。目标寄存器是 X 或 W 寄存器,但 SXTW 除外,它必须是 X 寄存器。

例如:SXTB X0, W1 —— 通过重复字节的最左边的位,将寄存器 W1 的最低有效字节从 8 位符号扩展为 64 位。

位域指令类似于 ARMv7 中存在的指令,包括位域插入 (BFI) 以及有符号和无符号位域提取 ((S/U)BFX)。还有额外的位域指令,例如 BFXIL(低位域提取和插入)、UBFIZ(无符号位域插入零)和 SBFIZ(有符号位域插入零)。

还有 BFM、UBFM 和 SBFM 指令。 这些是 ARMv8 新增的位域移动指令。但是,不需要明确使用这些指令,因为为所有情况提供了别名。这些别名是已经描述的位域操作:[SU]XT[BHWX]、ASR/LSL/LSR immediate、BFI、BFXIL、SBFIZ、SBFX、UBFIZ 和 UBFX。

CLZ —— 计数寄存器中的前导零位。

RBIT —— 反转所有位。

REV —— 反转寄存器的字节顺序。

REV16 —— 反转寄存器中每个半字的字节顺序。

REV32 —— 反转寄存器中每个字的字节顺序。

REV、REV16、可以在字(32 位)或双字(64 位)大小的寄存器上执行,REV32 仅适用于 64 位寄存器。

1. SXTB

SXTB(Signed Extend Byte)指令从寄存器中提取一个 8 位值,将其符号扩展到寄存器的大小,并将结果写入目标寄存器。该指令是 SBFM 指令的别名。

在这里插入图片描述

32-bit (sf == 0 && N == 0)

SXTB <Wd>, <Wn>

等价指令

SBFM <Wd>, <Wn>, #0, #7

64-bit (sf == 1 && N == 1)

SXTB <Xd>, <Wn>

等价指令

SBFM <Xd>, <Xn>, #0, #7

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

下面是使用 SXTB 指令的例子。

    long long int x = 0;int y = 0x7080;asm volatile("SXTB %x[x], %w[y]\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 SXTB %x[x], %w[y]%w[y] 的最低 8 位符号扩展为 64 位,也就是 0x7080 中的 0x80(0b1000 0000)符号位为 1,扩展到 64 位,即 0xFFFF FFFF FFFF FF80,十进制为 -128,这也是最终 x 的值。

2. SXTH

SXTH(Sign Extend Halfword —— 符号扩展半字)指令提取一个 16 位值,将其符号扩展到寄存器的大小,并将结果写入目标寄存器。该指令是 SBFM 指令的别名。

在这里插入图片描述

32-bit (sf == 0 && N == 0)

SXTH <Wd>, <Wn>

等价指令

SBFM <Wd>, <Wn>, #0, #15

64-bit (sf == 1 && N == 1)

SXTH <Xd>, <Wn>

等价指令

SBFM <Xd>, <Xn>, #0, #15

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

下面是使用 SXTH 指令的例子。

    long long int x = 0;int y = 0x7080;asm volatile("SXTH %x[x], %w[y]\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 SXTH %x[x], %w[y]%w[y] 的最低 16 位符号扩展为 64 位,也就是 0x7080 中的 0x7080(0b0111 0000 1000 0000)符号位为 0,扩展到 64 位,还是 0x7080,十进制为 28800,这也是最终 x 的值。

3. SXTW

SXTW(Sign Extend Word —— 符号扩展字)指令将一个字符号扩展到寄存器的大小,并将结果写入目标寄存器。该指令是 SBFM 指令的别名。

在这里插入图片描述

64-bit

SXTW <Xd>, <Wn>

等价指令

SBFM <Xd>, <Xn>, #0, #31

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

下面是使用 SXTW 指令的例子。

    long long int x = 0;int y = 0x7080;asm volatile("SXTW %x[x], %w[y]\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 SXTW %x[x], %w[y]%w[y] 符号扩展为 64 位,也就是 0x7080 中的 0x7080(0b0000 0000 0000 0000 0111 0000 1000 0000)符号位为 0,扩展到 64 位,还是 0x7080,十进制为 28800,这也是最终 x 的值。

4. UXTB

UXTB(Unsigned Extend Byte —— 无符号扩展字节) 从寄存器中提取一个 8 位值,将其零扩展到寄存器的大小,并将结果写入目标寄存器。该指令是 UBFM 指令的别名。

在这里插入图片描述

32-bit

UXTB <Wd>, <Wn>

等价指令

UBFM <Wd>, <Wn>, #0, #7

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

下面是使用 UXTB 指令的例子。

    int x = 0;int y = 0x7080;asm volatile("UXTB %w[x], %w[y]\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 UXTB %w[x], %w[y]%w[y] 扩展为 32 位,也就是 0x7080 中的 0x80(0b1000 0000)扩展到 32 位(以零填充扩展位),最终还为 0x80,这也是最终 x 的值。

5. UXTH

UXTH(Unsigned Extend Halfword —— 无符号扩展半字) 从寄存器中提取一个 16 位值,将其零扩展到寄存器的大小,并将结果写入目标寄存器。该指令是 UBFM 指令的别名。

在这里插入图片描述

32-bit

UXTH <Wd>, <Wn>

等价指令

UBFM <Wd>, <Wn>, #0, #15

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

下面是使用 UXTH 指令的例子。

    int x = 0;int y = 0x77777080;asm volatile("UXTH %w[x], %w[y]\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 UXTH %w[x], %w[y]%w[y] 扩展为 32 位,也就是 0x77777080 的低 16 位,即 0x7080(0b0111 0000 1000 0000)扩展到 32 位(以零填充扩展位),最终还为 0x7080,这也是最终 x 的值。

6. BFI

BFI(Bitfield Insert —— 位域插入)指令将 <width> 位的位域从源寄存器的最低有效位复制到目标寄存器的位位置 <lsb>,而其他目标位保持不变。该指令是 BFM 指令的别名。

在这里插入图片描述

32-bit (sf == 0 && N == 0)

BFI <Wd>, <Wn>, #<lsb>, #<width>

等价指令

BFM <Wd>, <Wn>, #(-<lsb> MOD 32), #(<width>-1)

64-bit (sf == 1 && N == 1)

BFI <Xd>, <Xn>, #<lsb>, #<width>

等价指令

BFM <Xd>, <Xn>, #(-<lsb> MOD 64), #(<width>-1)

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

<lsb> 对于 32 位变体:是目标位域的 lsb 的位数,范围为 0 到 31。对于 64 位变体:是目标位域的 lsb 的位数,范围为 0 到 63。

<width> 对于 32 位变体:是位域的宽度,范围为 1 到 32-<lsb>。对于 64 位变体:是位域的宽度,范围为 1 到 64-<lsb>

下图是 BFI W0, W0, #9, #6 指令操作示意图:

在这里插入图片描述

下面是使用 BFI 指令的例子。

    long long int x = -1;long long int y = 0x77777080;asm volatile("BFI %x[x], %x[y], #16, #16\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 BFI %x[x], %x[y], #16, #16%x[y] 最低 16 位复制到 %x[x] 的 16 ~ 31 位,也就是 0x77777080 的低 16 位,即 0x7080(0b0111 0000 1000 0000)复制到 %x[x] 的 16 ~ 31 位,最终的结果就是 0xFFFF FFFF 7080 FFFF,这也是最终 x 的值。

7. BFC

BFC(Bitfield Clear —— 位域清零) 将目标寄存器的位位置 <lsb> 处的 <width> 位的位域设置为零,而其他目标位保持不变。该指令是 BFM 指令的别名。

在这里插入图片描述

32-bit (sf == 0 && N == 0)

BFC <Wd>, #<lsb>, #<width>

等价指令

BFM <Wd>, WZR, #(-<lsb> MOD 32), #(<width>-1)

64-bit (sf == 1 && N == 1)

BFC <Xd>, #<lsb>, #<width>

等价指令

BFM <Xd>, XZR, #(-<lsb> MOD 64), #(<width>-1)

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<lsb> 对于 32 位变体:是目标位域的 lsb 的位数,范围为 0 到 31。对于 64 位变体:是目标位域的 lsb 的位数,范围为 0 到 63。

<width> 对于 32 位变体:是位域的宽度,范围为 1 到 32-<lsb>。对于 64 位变体:是位域的宽度,范围为 1 到 64-<lsb>

下图是 BFC W1, #3, #4 指令操作示意图:

在这里插入图片描述

下面是使用 BFC 指令的例子。

    long long int x = -1;asm volatile("BFC %x[x], #8, #8\n":[x] "+r"(x):: "cc", "memory");

执行 BFC %x[x], #8, #8%x[x] 寄存器的 8 ~ 15 位(宽度为 8)清零,即 0xFFFF FFFF FFFF 00FF,这也是最终 x 的值。

8. SBFX

SBFX(Signed Bitfield Extract —— 有符号位域提取) 指令复制一个 <width> 位的位域,从源寄存器中的位位置 <lsb> 开始到目标寄存器的最低有效位,并将位域前面的目标位设置为位域最高有效位的副本。该指令是 SBFM 指令的别名。

在这里插入图片描述

32-bit (sf == 0 && N == 0)

SBFX <Wd>, <Wn>, #<lsb>, #<width>

等价指令

SBFM <Wd>, <Wn>, #<lsb>, #(<lsb>+<width>-1)

64-bit (sf == 1 && N == 1)

SBFX <Xd>, <Xn>, #<lsb>, #<width>

等价指令

SBFM <Xd>, <Xn>, #<lsb>, #(<lsb>+<width>-1)

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

<lsb> 对于 32 位变体:是源位域的 lsb 的位数,范围为 0 到 31。对于 64 位变体:是源位域的 lsb 的位数,范围为 0 到 63。

<width> 对于 32 位变体:是位域的宽度,范围为 1 到 32-<lsb>。对于 64 位变体:是位域的宽度,范围为 1 到 64-<lsb>

下面是使用 SBFX 指令的例子。

    long long int x = 0;long long int y = 0x87;asm volatile("SBFX %x[x], %x[y], #4, #4\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 SBFX %x[x], %x[y], #4, #4,首先将 %x[y] 寄存器内的 0x87 的 4 ~ 7 位复制到 %x[x] 寄存器的 0 ~ 3 位,又因为 0x87 的第七位为 1,所以使用 1 扩展 %x[x] 的 4 ~ 63 位(这里体现了符号位),即 0xFFFF FFFF FFFF FF80,这也是最终 x 的值。

9. UBFX

UBFX(Unsigned Bitfield Extract —— 无符号位域提取)指令复制一个 <width> 位的位域,从源寄存器中的位位置 <lsb> 开始到目标寄存器的最低有效位,并将位域前面的目标位设置为零。该指令是 UBFM 指令的别名。

在这里插入图片描述

32-bit (sf == 0 && N == 0)

UBFX <Wd>, <Wn>, #<lsb>, #<width>

等价指令

UBFM <Wd>, <Wn>, #<lsb>, #(<lsb>+<width>-1)

64-bit (sf == 1 && N == 1)

UBFX <Xd>, <Xn>, #<lsb>, #<width>

等价指令

UBFM <Xd>, <Xn>, #<lsb>, #(<lsb>+<width>-1)

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

<lsb> 对于 32 位变体:是源位域的 lsb 的位数,范围为 0 到 31。对于 64 位变体:是源位域的 lsb 的位数,范围为 0 到 63。

<width> 对于 32 位变体:是位域的宽度,范围为 1 到 32-<lsb>。对于 64 位变体:是位域的宽度,范围为 1 到 64-<lsb>

下图是 UBFX W1, W0, #18, #7 指令操作示意图:

在这里插入图片描述

下面是使用 UBFX 指令的例子。

    long long int x = 0;long long int y = 0x87;asm volatile("UBFX %x[x], %x[y], #4, #4\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 UBFX %x[x], %x[y], #4, #4,首先将 %x[y] 寄存器内的 0x87 的 4 ~ 7 位复制到 %x[x] 寄存器的 0 ~ 3 位,接着使用 0 扩展 %x[x] 的 4 ~ 63 位,即 0x8,这也是最终 x 的值。

10. BFXIL

位域提取并在低端插入,其他位不变。该指令是 BFM 指令的别名。

在这里插入图片描述

32-bit (sf == 0 && N == 0)

BFXIL <Wd>, <Wn>, #<lsb>, #<width>

等价指令

BFM <Wd>, <Wn>, #<lsb>, #(<lsb>+<width>-1)

64-bit (sf == 1 && N == 1)

BFXIL <Xd>, <Xn>, #<lsb>, #<width>

等价指令

BFM <Xd>, <Xn>, #<lsb>, #(<lsb>+<width>-1)

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

<lsb> 是源位域的“lsb”的位数。对于 32 位变体:范围为 0 到 31;对于 64 位变体:范围为 0 到 63。

<width> 是位域的宽度。对于 32 位变体:范围为 1 到 32-<lsb>;对于 64 位变体:范围为 1 到 64-<lsb>

下面是使用 BFXIL 指令的例子。

    long long int x = 0x4444;long long int y = 0x87;asm volatile("BFXIL %x[x], %x[y], #4, #4\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 BFXIL %x[x], %x[y], #4, #4,首先将 %x[y] 寄存器内的 0x87 的 4 ~ 7 位复制到 %x[x] 寄存器的 0 ~ 3 位,其它位保持不变,所以最终 %x[x] 的值为 0x4448。

11. UBFIZ

无符号位域插入零,左右为零。该指令是 UBFM 指令的别名。

在这里插入图片描述

32-bit (sf == 0 && N == 0)

UBFIZ <Wd>, <Wn>, #<lsb>, #<width>

等价指令

UBFM <Wd>, <Wn>, #(-<lsb> MOD 32), #(<width>-1)

64-bit (sf == 1 && N == 1)

UBFIZ <Xd>, <Xn>, #<lsb>, #<width>

等价指令

UBFM <Xd>, <Xn>, #(-<lsb> MOD 64), #(<width>-1)

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

<lsb> 是源位域的“lsb”的位数。对于 32 位变体:范围为 0 到 31;对于 64 位变体:范围为 0 到 63。

<width> 是位域的宽度。对于 32 位变体:范围为 1 到 32-<lsb>;对于 64 位变体:范围为 1 到 64-<lsb>

下面是使用 UBFIZ 指令的例子。

    long long int x = 0x444444;long long int y = 0x89;asm volatile("UBFIZ %x[x], %x[y], #8, #8\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 UBFIZ %x[x], %x[y], #8, #8,首先将 %x[y] 寄存器内的 0x89 低 8 位复制到 %x[x] 寄存器的 8 ~ 15 位,其它位全部清零,所以最终 %x[x] 的值为 0x8900。

12. SBFIZ

带符号的位域插入零,符号复制到左边,零复制到右边。该指令是 SBFM 指令的别名。

在这里插入图片描述

32-bit (sf == 0 && N == 0)

SBFIZ <Wd>, <Wn>, #<lsb>, #<width>

等价指令

SBFM <Wd>, <Wn>, #(-<lsb> MOD 32), #(<width>-1)

64-bit (sf == 1 && N == 1)

SBFIZ <Xd>, <Xn>, #<lsb>, #<width>

等价指令

SBFM <Xd>, <Xn>, #(-<lsb> MOD 64), #(<width>-1)

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

<lsb> 是源位域的“lsb”的位数。对于 32 位变体:范围为 0 到 31;对于 64 位变体:范围为 0 到 63。

<width> 是位域的宽度。对于 32 位变体:范围为 1 到 32-<lsb>;对于 64 位变体:范围为 1 到 64-<lsb>

下面是使用 SBFIZ 指令的例子。

    long long int x = 0x444444;long long int y = 0x89;asm volatile("SBFIZ %x[x], %x[y], #8, #8\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 SBFIZ %x[x], %x[y], #8, #8,首先将 %x[y] 寄存器内的 0x89 低 8 位复制到 %x[x] 寄存器的 8 ~ 15 位,接着由于 0x89 符号位为 1,所以 16 ~ 63 位全部复制为 1, 0 ~ 7 位则清零,所以最终 %x[x] 的值为 0xFFFF FFFF FFFF 8900。

13. BFM

BFM(Bitfield move —— 位域移动)位域移动,其他位不变。该指令由别名 BFC、BFI 和 BFXIL 使用。

  • 如果 <imms> 大于或等于 <immr>,则将从源寄存器中的位位置 <immr> 开始的(<imms> - <immr> + 1)位的位域复制到目标寄存器的最低有效位。

  • 如果 <imms> 小于<immr>,则将源寄存器的最低有效位中的(<imms> + 1)位的位域复制到目标寄存器的位位置(regsize - <immr>),其中 regsize 是 32 或 64 位的目标寄存器大小。

在这两种情况下,目的寄存器的其他位保持不变。

在这里插入图片描述

32-bit (sf == 0 && N == 0)

BFM <Wd>, <Wn>, #<immr>, #<imms>

64-bit (sf == 1 && N == 1)

BFM <Xd>, <Xn>, #<immr>, #<imms>

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

<immr> 是循环右移量,在“immr”字段中编码。对于 32 位变体:在 0 到 31 的范围内;对于 64 位变体:是在 0 到 63 范围内。

<imms> 是要从源移动的最左边的位数(the leftmost bit number to be moved from the source),编码在“imms”字段中。对于 32 位变体:在 0 到 31 的范围内;对于 64 位变体:范围从 0 到 63。

下面是使用 BFM 指令的例子。

    long long int x = 0x444444;long long int y = 0x79;asm volatile("BFM %x[x], %x[y], #8, #4\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 BFM %x[x], %x[y], #8, #4,将 0x79(0b01111001) 中的 0 ~ 4 位(4 + 1 = 5 共 5 位)(0b11001)移动到目标寄存器 %x[x],也就是将 0x19 移动到 %x[x] 的最左边(从 64 - 8 = 56 位开始复制),其它位保持不变,最终为 0x1900 0000 0044 4444。

14. UBFM

UBFM(Unsigned Bitfield Move —— 无符号位域移动)指令通常通过其别名之一进行访问,该别名始终是反汇编的首选。

  • 如果 <imms> 大于或等于 <immr>,则将从源寄存器中的位位置 <immr> 开始的(<imms> - <immr> + 1)位的位域复制到目标寄存器的最低有效位。

  • 如果 <imms> 小于<immr>,则将源寄存器的最低有效位中的(<imms> + 1)位的位域复制到目标寄存器的位位置(regsize - <immr>),其中 regsize 是 32 或 64 位的目标寄存器大小。

在这两种情况下,位域前面和后面的目标位都设置为零。

该指令由别名 LSL(立即数)、LSR(立即数)、UBFIZ、UBFX、UXTB 和 UXTH 使用。

在这里插入图片描述

32-bit (sf == 0 && N == 0)

UBFM <Wd>, <Wn>, #<immr>, #<imms>

64-bit (sf == 1 && N == 1)

UBFM <Xd>, <Xn>, #<immr>, #<imms>

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

<immr> 是循环右移量,在“immr”字段中编码。对于 32 位变体:在 0 到 31 的范围内;对于 64 位变体:是在 0 到 63 范围内。

<imms> 是要从源移动的最左边的位数(the leftmost bit number to be moved from the source),编码在“imms”字段中。对于 32 位变体:在 0 到 31 的范围内;对于 64 位变体:范围从 0 到 63。

下面是使用 UBFM 指令的例子。

    long long int x = 0x444444;long long int y = 0x79;asm volatile("UBFM %x[x], %x[y], #8, #4\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 UBFM %x[x], %x[y], #8, #4,将 0x79(0b01111001) 中的 0 ~ 4 位(4 + 1 = 5 共 5 位)(0b11001)移动到目标寄存器 %x[x],也就是将 0x19 移动到 %x[x] 的最左边(从 64 - 8 = 56 位开始复制),其它位清零,最终为 0x1900 0000 0000 0000。

15. SBFM

SBFM(Signed Bitfield Move —— 有符号位域移动)指令通常通过其别名之一访问,该别名始终是反汇编的首选。

  • 如果 <imms> 大于或等于 <immr>,则将从源寄存器中的位位置 <immr> 开始的(<imms> - <immr> + 1)位的位域复制到目标寄存器的最低有效位。

  • 如果 <imms> 小于<immr>,则将源寄存器的最低有效位中的(<imms> + 1)位的位域复制到目标寄存器的位位置(regsize - <immr>),其中 regsize 是 32 或 64 位的目标寄存器大小。

在这两种情况下,位域后面的目的位被设置为零,位域前面的位被设置到位域的最高有效位的拷贝。

该指令由别名 ASR(立即数)、SBFIZ、SBFX、SXTB、SXTH 和 SXTW 使用。

在这里插入图片描述

32-bit (sf == 0 && N == 0)

SBFM <Wd>, <Wn>, #<immr>, #<imms>

64-bit (sf == 1 && N == 1)

SBFM <Xd>, <Xn>, #<immr>, #<imms>

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

<immr> 是循环右移量,在“immr”字段中编码。对于 32 位变体:在 0 到 31 的范围内;对于 64 位变体:是在 0 到 63 范围内。

<imms> 是要从源移动的最左边的位数(the leftmost bit number to be moved from the source),编码在“imms”字段中。对于 32 位变体:在 0 到 31 的范围内;对于 64 位变体:范围从 0 到 63。

下面是使用 SBFM 指令的例子。

    long long int x = 0x444444;long long int y = 0x79;asm volatile("SBFM %x[x], %x[y], #8, #4\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 SBFM %x[x], %x[y], #8, #4,将 0x79(0b01111001) 中的 0 ~ 4 位(4 + 1 = 5 共 5 位)(0b11001)移动到目标寄存器 %x[x],也就是将 0x19 移动到 %x[x] 的最左边(从 64 - 8 = 56 位开始复制),它的后面的位清零,前面的位由于符号位为 1,因此全部复制为 1,最终为 0xF900 0000 0000 0000。

16. CLZ

计算前导零位数:Rd = CLZ(Rn)。

在这里插入图片描述

32-bit (sf = 0)

CLZ <Wd>, <Wn>

64-bit (sf = 1)

CLZ <Xd>, <Xn>

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

下面是使用 CLZ 指令的例子。

    long long int x = 0;long long int y = 0x79;asm volatile("CLZ %x[x], %x[y]\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 CLZ %x[x], %x[y],计算 %x[y] 前导零的位数,即 0x79(0b01111001)中前导零的位数,也就是 64 - 7 = 57,最终将 57 写入 %x[x]

17. RBIT

RBIT 指令反转所有位(反转位序)。

在这里插入图片描述

32-bit (sf = 0)

RBIT <Wd>, <Wn>

64-bit (sf = 1)

RBIT <Xd>, <Xn>

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

下面是使用 RBIT 指令的例子。

    long long int x = 0;long long int y = 0x79;asm volatile("RBIT %x[x], %x[y]\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 RBIT %x[x], %x[y],反转 %x[y] 中的所有位(反转位序),即 0x79(0b01111001)反转为 0x9E00 0000 0000 0000,最终将 0x9E00 0000 0000 0000 写入 %x[x]

18. REV

REV 指令反转所有字节。

在这里插入图片描述

32-bit (sf = 0)

REV <Wd>, <Wn>

64-bit (sf = 1)

REV <Xd>, <Xn>

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

下面是使用 REV 指令的例子。

    long long int x = 0;long long int y = 0x12436579;asm volatile("REV %x[x], %x[y]\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 REV %x[x], %x[y],反转 %x[y] 中的所有字节,即 0x12436579 反转为 0x7965 4312 0000 0000,最终将 0x7965 4312 0000 0000 写入 %x[x]

19. REV16

REV16 指令反转 16 位半字中的字节。

在这里插入图片描述

32-bit (sf = 0)

REV16 <Wd>, <Wn>

64-bit (sf = 1)

REV16 <Xd>, <Xn>

<Wd> 是通用目标寄存器的 32 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Wn> 是通用源寄存器的 32 位名称,在“Rn”字段中编码。

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

在这里插入图片描述

下面是使用 REV16 指令的例子。

    long long int x = 0;long long int y = 0x12436579;asm volatile("REV16 %x[x], %x[y]\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 REV16 %x[x], %x[y],反转 %x[y] 中 16 位半字中的字节,即 0x12436579 反转为 0x43127965,最终将 0x43127965 写入 %x[x]

20. REV32

REV32 指令反转 32 位字中的字节。

在这里插入图片描述

64-bit

REV32 <Xd>, <Xn>

<Xd> 是通用目标寄存器的 64 位名称,在“Rd”字段中编码。

<Xn> 是通用源寄存器的 64 位名称,在“Rn”字段中编码。

在这里插入图片描述

下面是使用 REV32 指令的例子。

    long long int x = 0;long long int y = 0x12436579;asm volatile("REV32 %x[x], %x[y]\n":[x] "+r"(x),[y] "+r"(y):: "cc", "memory");

执行 REV32 %x[x], %x[y],反转 %x[y] 中 32 位字中的字节,即 0x12436579 反转为 0x79654312,最终将 0x79654312 写入 %x[x]

参考资料

1.《ARMv8-A-Programmer-Guide》
2.《Arm® A64 Instruction Set Architecture Armv8, for Armv8-A architecture profile》


http://www.ppmy.cn/news/47380.html

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