跳轉指令之：跳轉指令B及帶連接的跳轉指令BL

跳轉（B）和跳轉連接（BL）指令是改變指令執行順序的標準方式。ARM一般按照字地址順序執行指令，需要時(shí)使用條件執行跳過(guò)某段指令。只要程序必須偏離順序執行，就要使用控制流指令來(lái)修改程序計數器。盡管在特定情況下還有其他幾種方式實(shí)現這個(gè)目的，但轉移和轉移連接指令是標準的方式。

跳轉指令改變程序的執行流程或者調用子程序。這種指令使得一個(gè)程序可以使用子程序、if-then-else結構以及循環(huán)。執行流程的改變迫使程序計數器PC指向一個(gè)新的地址，ARMv5架構指令集包含的跳轉指令如表8.1所示。

表8.1 ARMv5架構跳轉指令

另一種實(shí)現指令跳轉的方式是通過(guò)直接向PC寄存器中寫(xiě)入目標地址值，實(shí)現在4GB地址空間中任意跳轉，這種跳轉指令又被稱(chēng)為長(cháng)跳轉。如果在長(cháng)跳轉指令之前使用“MOVLR”或“MOVPC”等指令，可以保存將來(lái)返回的地址值，也就實(shí)現了在4GB的地址空間中的子程序調用。

在A(yíng)RMv5以前的版本中，傳送到PC寄存器中的目標地址值的低兩位bits[1∶0]被忽略，跳轉指令只能在A(yíng)RM指令集中執行，即程序不能從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)。在非T系列版本5的ARM體系不含Thumb指令，當程序試圖切換到Thumb狀態(tài)時(shí)，將產(chǎn)生未定義指令異常中斷。

在A(yíng)RMv5以后的版本中，有兩種類(lèi)型的帶連接的跳轉切換指令（BLX），敘述如下。

（1）形式如“BLXRm>”，它是一種類(lèi)似于帶寄存器Rm的BX指令。指令執行BX操作，同時(shí)將返回地址放到LR寄存器中。這種形式的帶狀態(tài)切換的跳轉連接指令，方便了ARM/Thumb互交的子程序調用。

（2）另一種類(lèi)型的BLX指令類(lèi)似于BL指令，指令使程序跳轉到指定地址，并將返回地址保存到LR寄存器中，該指令能夠實(shí)現32MB地址空間的跳轉。與BL指令的不同之處在于它返回到Thumb狀態(tài)，而不是ARM狀態(tài)。

8.1跳轉指令B及帶連接的跳轉指令BL

1．指令編碼格式

跳轉指令B使程序跳轉到指定的地址執行程序。帶連接的跳轉指令BL將下一條指令的地址拷貝到r14（即返回地址連接寄存器LR）寄存器中，然后跳轉到指定地址運行程序。需要注意的是，這兩條指令和目標地址處的指令都要屬于A(yíng)RM指令集。兩條指令都可以根據CPSR中的條件標志位的值決定指令是否執行。

指令的編碼格式如圖8.1所示。

圖8.1BBL指令編碼格式

2．指令的語(yǔ)法格式

B{L}{cond>}target_address>

①cond>

為指令編碼中的條件域。它指示指令在什么條件下執行。當cond>忽略時(shí)，指令為無(wú)條件執行（cond=AL（Alway））。

②L

L位（bit[24]）=1，指令存儲返回地址到LR；L位（bit[24]）=0，指令僅實(shí)現跳轉，不保存返回指令。

③target_addrss>

指令跳轉的目標地址。指令通過(guò)下面的方法計算目標地址。

·將24位的立即數符號擴展為32位。

·將擴展后的32位立即數左移兩位。

·將得到的值加到PC寄存器中，即得到跳轉的目標地址。