本文目的是要理清ARM處理器的CPSR狀態(tài)標(biāo)志和ARM指令的條件符之間的關(guān)系。
一、CPSR寄存器
ARM V4的CPSR寄存器(和保存它的SPSR寄存器)中的位分配如下圖1所示。
狀態(tài)標(biāo)志位含義:(其它位的含義和本文主題無(wú)關(guān),此處不多介紹)
N
N=1 表示運(yùn)算的結(jié)果為負(fù)數(shù);N=0 表示運(yùn)算的結(jié)果為正數(shù)或零;
Z
Z=1 表示運(yùn)算的結(jié)果為零;Z=0表示運(yùn)算的結(jié)果為非零;
C
可以有4種方法設(shè)置C的值:
─ 加法運(yùn)算(包括比較指令CMN):當(dāng)運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生了進(jìn)位時(shí)(無(wú)符號(hào)數(shù)溢出),C=1,否則C=0。
─ 減法運(yùn)算(包括比較指令CMP):當(dāng)運(yùn)算時(shí)產(chǎn)生了借位,C=0,否則C=1。
─ 對(duì)于包含移位操作的非加/減運(yùn)算指令,C為移出值的最后一位。
─ 對(duì)于其他的非加/減運(yùn)算指令,C的值通常不改變。
V
可以有2種方法設(shè)置V的值:
─ 對(duì)于加/減法運(yùn)算指令,當(dāng)操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果為二進(jìn)制的補(bǔ)碼表示的帶符號(hào)數(shù)時(shí),V=1表示符號(hào)位溢出。
─ 對(duì)于其他的非加/減運(yùn)算指令,V的值通常不改變
二、條件符及對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位
圖1 程序狀態(tài)寄存器格式
表1 條件符描述表
三、關(guān)于C、V值更多的解釋
處理器內(nèi)部以補(bǔ)碼表示有符號(hào)數(shù),8個(gè)二制位能夠表達(dá)的整數(shù)范圍是:+127 ~ -128,16位表達(dá)的范圍是:+32767 ~ -32768。如果運(yùn)算結(jié)果超出了這個(gè)范圍,就是產(chǎn)生了溢出,有溢出,說(shuō)明有符號(hào)數(shù)的運(yùn)算結(jié)果需要考慮溢出情況。
溢出標(biāo)志V和進(jìn)位標(biāo)志C是兩個(gè)意義不同的標(biāo)志。進(jìn)位標(biāo)志表示無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否超出范圍;溢出標(biāo)志表示有符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否超出范圍。
處理器對(duì)兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí),按照無(wú)符號(hào)數(shù)求得結(jié)果,并相應(yīng)設(shè)置進(jìn)位標(biāo)志C;同時(shí),根據(jù)是否超出有符號(hào)數(shù)的范圍設(shè)置溢出標(biāo)志V。
應(yīng)該利用哪個(gè)標(biāo)志,則由程序員來(lái)決定。也就是說(shuō),如果將參加運(yùn)算的操作數(shù)認(rèn)為是無(wú)符號(hào)數(shù),就應(yīng)該關(guān)心進(jìn)位;認(rèn)為是有符號(hào)數(shù),則要注意是否溢出。
判斷運(yùn)算結(jié)果是否溢出有一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則:只有當(dāng)兩個(gè)相同符號(hào)數(shù)相加,而運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)與原數(shù)據(jù)符號(hào)相反時(shí),產(chǎn)生溢出;其他情況下,則不會(huì)產(chǎn)生溢出。