ARM中如何使用MOV指令传输立即数

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问题：我刚开始学习ARM汇编语言，不太清楚如何利用MOV指令将立即数传入到寄存器。在ARM参考手册及我的课本中，都说MOV指令后跟的立即数变化范围是0~255。但是当我在ADS1.2集成开发环境中进行测试时，下述指令语句却正常运行。

MOV   R2, #0xFFFFFFFF

根据上述说法数字0xFFFFFFFF不是超出了范围吗？为什么会出现这种情况呢？

回答：ARM可以对立即数进行一些特定的操作，因为ARM核内集成了桶形移位器，ARM操作码可以借此完成一些特定操作。下文介绍ARM汇编器使用了哪些技巧，从而使一个大的立即数达到ARM指令可处理的小空间的。

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不是任意一个32位数都可以表示成32位指令字。ARM数据处理指令在指令字中有12位空间用于存数值。如下图所示它是由4位循环移位值和8位立即数组成：

4位循环移位值保存在11-8位上，它乘以2从而得到循环移位范围0-30。

根据这种设计原则，我们可以表示的立即数如下：

0x000000FF 0x00000FF0 0xFF000000 0xF000000F

而像下面这样的立即数

0x000001FE 0xF000F000 0x55550000

是不符合ARM指令处理规范的，所以无法直接处理。

汇编器会把大的数转化成循环移位形式，即由8位二进制数循环右移偶数次得到，循环移位范围是0-30。不合法的立即数会产生错误。

有些汇编器会使用一些其它技巧，如使用MVN代替MOV得到一些数的按位取反数。例如指令MOV  r0, #0xFFFFFFFF可以被汇编为MVN  r0, #0。

以上这种问题导致有些常数是ARM友好的(ARM friendly)，有些则不是。所以仔细研究一下你正在使用的数，也许还有再进一步优化的余地。

你可以使用指令序列创建一些单条指令无法操作的常数，如：

MOV   r2,#0x55              ; R2 = 0x00000055
ORR   r2, r2, r2, LSL #8    ; R2= 0x00005555
ORR   r2, r2, r2, LSL #16   ; R2 =0x55555555

或者从存储器中装载数值：

LDR  r2, =0x55555555

如果可能的话，伪指令LDR  Rx,=const会尝试用一条指令创建常数，否则会生成一个LDR。

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你所提到的例子可能使用了上文讨论的这些技巧，如生成了MVN操作码来装载立即数的按位取反值。这些操作并不适用于所有立即数，但是ARM汇编器很机智地知道该如何处理（C编译器当然也是）。如果有些数无法用移位/取反方法表示，这些数通常会从PC相关的位置装载或者用几条指令来创建。