ARM的B,BL跳转指令

B跳转指令：它是个相对跳转指令，其机器码格式如下：

[31:28]位是条件码；[27:24]位为“1010”（0xeaffffff）时，表示B跳转指令，为“1011”时，表示BL跳转指令；[23:0]表示偏移地址。

使用B或BL跳转时，下一条指令的地址是这样计算的：

将指令中24位带符号的补码立即数扩展为32(扩展其符号位)；将此32位数左移两位；将得到的值加到pc寄存器中，即得到跳转的目标地址。

例程：

1.text

2.global   _start

3_start:

4         b step1

5 step1:

6         ldr pc,  =step2

7 step2:

8         b step2

 

反汇编代码：

0:  eaffffff     b   0x4

 

 

 

4:  e59ff000   ldr pc, [pc, #0] ; 0xc

8:  eafffffe     b   0x8

c:  30000008  tsteq r0, #8  ; 0x8

 

b跳转指令：它是个相对跳转指令，其机器码格式如下：

[31:28]位是条件码；[27:24]位为“1010”（0xeaffffff为一条指令的二进制机器码）时，表示B跳转指令，为“1011”时，表示BL跳转指令；[23:0]表示一个相对于PC的偏移地址。

    将指令中24位带符号的补码立即数扩展为32(扩展其符号位)；将此32位数左移两位；将得到的值加到pc寄存器中，即得到跳转的目标地址。

我们看看第一条指令“b step1”的机器码0xeaffffff：

1．24位带符号的补码为0xffffff，将它扩展为32得到：0xffffffff

2．将此32位数左移两位得到：0xfffffffc，其值就是-4（0xfffffffc符号位不变，其余位取反再加1得到-4）；

3．pc的值是当前指令的下两条（下一条的下一条）指令的地址，加上步骤2得到的-4（PC-4，即PC回退4个字节，刚好指向当前指令的下一条指令上），这恰好是第二条指令step1的地址。

    不要被被反汇编代码中的“b 0x4”给迷惑了，它可不是说跳到绝对地址0x4处执行，绝对地址得像上述3个步骤那样计算。

假设跳转指令处的地址是A,跳转目标处的地址是B.
B,BL指令保存的是偏移地址,这个地址的计算方法是:
1.B-(A+8).A+8是因为ARM的流水线使得指令执行到A处时,PC实际的值是A+8.
2.第一步得到的值是4的倍数,因为ARM的指令是4对齐的,即最低两位为00.于是将这个值右移两位.
3.得到最终偏移

执行时:
1.取出偏移
2.左移两位
3.加入PC,这时PC的值刚好为目标处的地址值,即目标地址指令进入取指,流水线前两级被清空

• B跳转指令是代码位置无关的，经过汇编后会替换为当前PC值加（减）一个修正值，不管这条指令是在哪一个地址执行，都能跳转到指定的位置。
• B只能在当前PC的32M范围内跳转，LDR只能在当前PC的4KB（0xfff范围）跳转。
• LDR PC，=xxx指令将向PC直接装载一个标号xxx的值，但标号经过编译后将被替换为一个与RO相对应的值，这样无论指令在何处执行都能跳转到一个指定的位置。  

归纳如下：

（1）       b step1 ：b跳转指令是相对跳转，依赖当前PC的值，偏移量是通过该指令本身的bit[2

3:0]算出来的，这使得使用b指令的程序不依赖于要跳到的代码的位置（位置无关码），只看指令本身。

（2）       ldr pc, =step1 ：该指令是从内存中的某个位置（step1）读出数据并赋给PC，同样依

赖当前PC的值，但是偏移量是那个位置（step1）的连接地址（运行时的地址），所以可

以用它实现从Flash到RAM的程序跳转。