ARMv8 A64程序集中的立即值范围

Question

我的理解是ARMv8 A64汇编中的直接参数可以是12位长.如果是这种情况,为什么这行汇编代码:

AND X12, X10, 0xFEF 

产生此错误(使用gcc编译时)

Error:  immediate out of range at operand 3 -- `AND X12, X10, 0xFEF'

有趣的是,这行汇编代码编译得很好:

ADD X12, X10, 0xFEF

我正在使用aarch64-linux-gnu-gcc(Linaro GCC 2014.11)4.9.3(预发布)

Answer 1

与A32的"灵活的第二操作数"不同,A64中没有通用的即时格式.对于即时操作数据处理指令(忽略无聊和简单的移位),

• 算术指令(add{s},sub{s},cmp,cmn)取一个12位无符号立即与可选的12位左移位.
• 移动指令(movz,movn,movk)采取16位立即任选移位到寄存器中的任何16位对齐的位置.
• 地址计算(adr,adrp)采用21位立即签名,虽然没有直接指定它的实际语法 - 为此,您必须使用汇编程序表达技巧来生成适当的"标签".
• 逻辑指令(and{s},orr,eor,tst)采取"立即位掩码",这我不知道我还可以解释一下,所以我就引用的心态令人难以置信的复杂的定义:

这种立即数是32位或64位模式,被视为大小为e = 2,4,8,16,32或64位的相同元素的向量.每个元素包含相同的子模式:1到1-e-1非零位的单次运行,旋转0到e-1位.这种机制可以生成5,334个唯一的64位模式(2,667对模式及其按位反转).

Answer 2

这是一段代码，用于按照Notlikethat的答案中引用的机制转储所有合法的位掩码立即数。希望它能帮助您理解生成位掩码立即数的规则如何工作。

    #include <stdio.h>
    #include <stdint.h>

    // Dumps all legal bitmask immediates for ARM64
    // Total number of unique 64-bit patterns: 
    //   1*2 + 3*4 + 7*8 + 15*16 + 31*32 + 63*64 = 5334

    const char *uint64_to_binary(uint64_t x) {
      static char b[65];
      unsigned i;
      for (i = 0; i < 64; i++, x <<= 1)
        b[i] = (0x8000000000000000ULL & x)? '1' : '0';
      b[64] = '\0';
      return b;
    }

    int main() {
      uint64_t result;
      unsigned size, length, rotation, e;
      for (size = 2; size <= 64; size *= 2)
        for (length = 1; length < size; ++length) {
          result = 0xffffffffffffffffULL >> (64 - length);
          for (e = size; e < 64; e *= 2)
            result |= result << e;
          for (rotation = 0; rotation < size; ++rotation) {
            printf("0x%016llx %s (size=%u, length=%u, rotation=%u)\n",
                (unsigned long long)result, uint64_to_binary(result),
                size, length, rotation);
            result = (result >> 63) | (result << 1);
          }
        }
      return 0;
    }