Поведение регистра ПК ARM Thumb-2

Thumb-2 имеет размеры инструкций 32 и 16 бит, которые выровнены по 2 байтам. Более того, когда инструкция выполняется, регистр ПК имеет значение двух инструкций перед ней. То есть, когда вы вводите:

    0x1 - MOV R1, [PC #xx]

Значение ПК не 0x1, а 0x1 + the size of the two instructions ahead, поэтому в случае :

  • Две 16-битные инструкции: PC = 0x1 + 4
  • Одна 16-битная и одна 32-битная инструкция: PC = 0x1 + 6
  • Две 32-битные инструкции: PC = 0x1 + 8

Такова была теория (поправьте меня, если я ошибаюсь). Но в моем ассемблерном коде есть странные вещи: здесь, когда выполняется 0x1AE, PC равен 0x1EC - 60, то есть 0x1B0, поэтому PC только что увеличился на 2.

    0x1AE 490F      LDR      r1,[pc,#60]  ; @0x1EC
    0x1B0 6008      STR      r0,[r1,#0x00]
    0x1B2 F7FFFFE9  BL.W     dly (0x08000188)

А здесь при аналогичном сценарии, когда выполняется 0x1D4, PC равен 0x1F0 - 24, то есть 0x1D8, поэтому PC увеличился на 4.

    0x1D4 4906      LDR      r1,[pc,#24]  ; @0x1F0
    0x1D6 6008      STR      r0,[r1,#0x00]
    0x1D8 F7FFFFD6  BL.W     dly (0x08000188)

Меня смущает такое поведение ПК, этот ассемблерный код Thumb-2 кажется мне нелогичным. Не могли бы вы объяснить мне, почему это происходит и что я не понимаю в поведении регистра ПК Thumb-2. У него должна быть логика, потому что компилятор знает во время компиляции значение ПК.


arm assembly cpu-registers thumb
person Romain Delhomel    schedule 06.05.2020    source источник
comment
Посмотрите справочное руководство ARM для процессора, для которого вы программируете. Это должно снять все вопросы, которые у вас могут возникнуть.   -  person fuz    schedule 06.05.2020
comment
О значении arm pc в 16/32-битном потоке смешанных инструкций большого пальца говорится, что это плоское +4 в режиме большого пальца, независимо от размера инструкции. Также обратите внимание, что bl.w на самом деле является двумя машинными инструкциями, потому что это часть Thumb-1, в которой были только 16-битные инструкции.   -  person Peter Cordes    schedule 06.05.2020
comment
И я думаю, что подтвердил экспериментально, как и вы, процессор должен будет декодировать инструкцию, в которой он находится, и начать декодировать следующую инструкцию перед выполнением, чтобы определить смещение к lr. придерживаться дней pre-thumb2 просто добавить 4 имеет гораздо больше смысла, особенно с крошечными конвейерами в некоторых реализациях. так что +4 кажется правильным ответом.... так и есть.   -  person old_timer    schedule 06.05.2020
comment
извините, ему пришлось бы декодировать две инструкции вперед, чтобы определить размер каждой, +4, +6 или +8. перед выполнением текущей инструкции. некоторые из этих реализаций извлекают только 16 или 32 бита за раз, так что это было бы слишком дорого.   -  person old_timer    schedule 06.05.2020