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ARM的交换指令总结
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2017-10-19
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9.4 交换指令
交换指令是load/Store指令的一种特殊形式。该指令将一个存储器单元内容与指定的寄存器内容相交换。交换指令为进程间同步提供了一种方便的解决途径。该指令产生一对原子Load/Store操作（an atomic load and store operation），该操作发生在一个连续的总线操作中，在操作期间阻止其他任何指令对该存储单元的读/写。
表9.3总结了ARM的交换指令。
表9.3 交换指令
助 记 符含 义操 作
SWP寄存器和存储器字数据交换Rd←［Rd］，［Rn］←［Rm］（Rn≠Rd或Rm）
SWPB寄存器和存储器字节数据交换Rd←［Rd］，［Rn］←［Rm］（Rn≠Rd或Rm）
9.4.1 寄存器和存储器字数据交换指令SWP
1．指令编码格式
寄存器和存储器字交换指令SWP（Swap）用于将一个内存单元（该单元地址放在寄存器Rn中）的内容读取到一个寄存器Rd中，同时将另一个寄存器Rm的内容写入到该内存单元中。
指令的编码格式如图9.10所示。
图9.10 SWP指令编码格式
2．指令的语法格式
SWP{《cond》} 《Rd》，《Rm》，［《Rn》］
① 《cond》
为指令编码中的条件域。它指示指令在什么条件下执行。当《cond》忽略时，指令为无条件执行（cond=AL（Alway））。
② 《Rd》
确定指令的目标寄存器。
③ 《Rm》
该寄存器包含将要被存储到内存单元中的数据。
④ 《Rn》
内存单元地址寄存器。
3．指令操作的伪代码
指令操作的伪代码如下面程序段所示。
If ConditionPassed{cond} then
If Rn［1:0］==0b00 then
Temp=memory［Rn，4］
Else if Rn［1:0］==0b01 then
Temp= memory［Rn，4］ Rotate_Right 8
Else if Rn［1:0］==0b10 then
Temp= memory［Rn，4］ Rotate_Right 16
Else /* Rn［1:0］==0b01 then */
Temp= memory［Rn，4］ Rotate_Right 24
Memory［Rn，4］=Rm
Rd=temp
4．指令举例
（1）将r1的内容与r0指向的存储单元的内容进行交换。
SWP r1，r1，［r0］
（2）使用SWP指令进行信号量操作。
SEM EQU 0x10002000
……
WAIT_SEM
MOV r0，＃0 ;
LDR r0，=SEM ;
SWP r1，r1，［r0］ ;取出信号量
CMP r1，＃0 ;判断是否有信号
BEQ WAIN_SEM ;若没有，继续等待
9.4.2 寄存器和存储器字节数据交换指令SWPB
1．指令编码格式
寄存器和存储器字节交换指令SWPB（Swap Byte）。将内存单元中一个字节的内容和寄存器内容进行交换。详情请参见SWP指令。
指令的编码格式如图9.11所示。
图9.11 SWPB指令编码格式
2．指令的语法格式
SWP{《cond》}B 《Rd》，《Rm》，［《Rn》］
① 《cond》
为指令编码中的条件域。它指示指令在什么条件下执行。当《cond》忽略时，指令为无条件执行（cond=AL（Alway））。
② 《Rd》
确定指令的目标寄存器。
③ 《Rm》
该寄存器包含将要被存储到内存单元中的数据。
④ 《Rn》
内存单元地址寄存器。
3．指令操作的伪代码
指令操作的伪代码如下面程序段所示。
If ConditionPassed{cond} then
Temp=Memory［Rn，1］
Memory［Rn，1］=Rm［7:0］
Rd=temp
4．指令举例
参见SWP指令。
交换指令是load/Store指令的一种特殊形式。该指令将一个存储器单元内容与指定的寄存器内容相交换。交换指令为进程间同步提供了一种方便的解决途径。该指令产生一对原子Load/Store操作（an atomic load and store operation），该操作发生在一个连续的总线操作中，在操作期间阻止其他任何指令对该存储单元的读/写。
表9.3总结了ARM的交换指令。
表9.3 交换指令
助 记 符含 义操 作
SWP寄存器和存储器字数据交换Rd←［Rd］，［Rn］←［Rm］（Rn≠Rd或Rm）
SWPB寄存器和存储器字节数据交换Rd←［Rd］，［Rn］←［Rm］（Rn≠Rd或Rm）
9.4.1 寄存器和存储器字数据交换指令SWP
1．指令编码格式
寄存器和存储器字交换指令SWP（Swap）用于将一个内存单元（该单元地址放在寄存器Rn中）的内容读取到一个寄存器Rd中，同时将另一个寄存器Rm的内容写入到该内存单元中。
指令的编码格式如图9.10所示。
图9.10 SWP指令编码格式
2．指令的语法格式
SWP{《cond》} 《Rd》，《Rm》，［《Rn》］
① 《cond》
为指令编码中的条件域。它指示指令在什么条件下执行。当《cond》忽略时，指令为无条件执行（cond=AL（Alway））。
② 《Rd》
确定指令的目标寄存器。
③ 《Rm》
该寄存器包含将要被存储到内存单元中的数据。
④ 《Rn》
内存单元地址寄存器。
3．指令操作的伪代码
指令操作的伪代码如下面程序段所示。
If ConditionPassed{cond} then
If Rn［1:0］==0b00 then
Temp=memory［Rn，4］
Else if Rn［1:0］==0b01 then
Temp= memory［Rn，4］ Rotate_Right 8
Else if Rn［1:0］==0b10 then
Temp= memory［Rn，4］ Rotate_Right 16
Else /* Rn［1:0］==0b01 then */
Temp= memory［Rn，4］ Rotate_Right 24
Memory［Rn，4］=Rm
Rd=temp
4．指令举例
（1）将r1的内容与r0指向的存储单元的内容进行交换。
SWP r1，r1，［r0］
（2）使用SWP指令进行信号量操作。
SEM EQU 0x10002000
……
WAIT_SEM
MOV r0，＃0 ;
LDR r0，=SEM ;
SWP r1，r1，［r0］ ;取出信号量
CMP r1，＃0 ;判断是否有信号
BEQ WAIN_SEM ;若没有，继续等待
9.4.2 寄存器和存储器字节数据交换指令SWPB
1．指令编码格式
寄存器和存储器字节交换指令SWPB（Swap Byte）。将内存单元中一个字节的内容和寄存器内容进行交换。详情请参见SWP指令。
指令的编码格式如图9.11所示。
图9.11 SWPB指令编码格式
2．指令的语法格式
SWP{《cond》}B 《Rd》，《Rm》，［《Rn》］
① 《cond》
为指令编码中的条件域。它指示指令在什么条件下执行。当《cond》忽略时，指令为无条件执行（cond=AL（Alway））。
② 《Rd》
确定指令的目标寄存器。
③ 《Rm》
该寄存器包含将要被存储到内存单元中的数据。
④ 《Rn》
内存单元地址寄存器。
3．指令操作的伪代码
指令操作的伪代码如下面程序段所示。
If ConditionPassed{cond} then
Temp=Memory［Rn，1］
Memory［Rn，1］=Rm［7:0］
Rd=temp
4．指令举例
参见SWP指令。
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