在基于Android以及Jetson TK平台上如何写32位的Thumb-2指令

由于Android以及Jetson TK的编译工具链中的汇编器仍然不支持大部分的32位Thumb-2指令,比如add.w,因此我们只能通过手工写机器指令码来实现想要的指令。下面我将简单地介绍如何在ARM GCC汇编器中手工去写机器指令码。


对于GCC或Clang的汇编器,我们使用.long或.short来写机器指令码。.long直接插入在指令汇编中,表示一个四字节的整型数据;.short直接插入在汇编中,表示一个双字节的整型数据。

然后,我们举一个add.w指令的例子,由于Android NDK r9d以及当前的Jetson TK1都不支持该指令的汇编。我们先看一下ARM官方对此指令编码的描述:

上图中我们可以看到add.w指令有两个双字节构成。而左边的16位放在低地址;而右边的16位放在高地址。这么做的好处是,处理器的译码器(decoder)在Thumb模式下总是从低双字节到高双字节进行解析,而左边的16位编码包含了Thumb指令类别,从而使得译码器可以知道是否当前指令是一条完整的指令,因为Thumb-2有32位宽和16位宽两种形式的指令类别。因此,如果我们要写:

add.w     r0, r0, r1, LSL #1

那么我们就要这么写机器指令码:

.long 0x0041eb00

或者是:

.short 0xeb00

.short 0x0041

这里,imm3与imm2合并成一个5位的移位立即数;两个比特位的type形式如下:

00: LSL(逻辑左移)

01: LSR(逻辑右移)

10: ASR(算术左移)

11: 若5位立即数为00000,那么为RRX(带进位标志的循环右移一位);否则为ROR(循环右移)


下面举一个稍微完整的例子:

.text
.align 4

.globl MyASMTest

.thumb

.thumb_func
MyASMTest:

    // add.w        r0, r0, r1, LSL #1
    .long 0x0041eb00

    // equivalent
    .short 0xeb00
    .short 0x0041

    adr     r1, MyARMTest
    bx        r1

.arm

MyARMTest:

    movw    r12, #0
    add     r0, r0, r12
    bx      lr


然后,我们可以在C语言中做如下调用:

#include <stdio.h>

extern int MyASMTest(int, int);

int main(void)
{
    int result = MyASMTest(10, 20);
    printf("The result is: %d\n", result);
}

// 最终输出90

 
经过Google工程师的提醒,对于ARM GCC的汇编器,在汇编文件最上面加入.syntax unified之后,Thumb-2 T3 encoding汇编也能正常使用了,比如:

.syntax unified
.text
.align 4
.globl helloThumb

.thumb
.thumb_func
helloThumb:

    add.w    r0, r0, r1, lsl #2
    bx        lr

以上汇编能顺利通过。

posted @ 2014-07-26 13:53  zenny_chen  Views(1540)  Comments(0Edit  收藏  举报