- 加法指令ADD、ADDS、ADCS
- 减法指令SUB、SUBS、SBC，SBCS，CMP
- 位操作AND, ANDS, ORR、EOR、BFI、UBFX、SBFX
1. 加法指令
加法指令有ADD、ADDS、ADCS。 ADD一般性加法指令，ADCS带C标记位运算的加法指令，ADDS影响C标记位的加法运算。
1.1 ADD
a = a + b, 没有进位标记，也不会利用进位标记
ADD (extended register) :
- Define:
ADD <Xd|SP>, <Xn|SP>, <Wm>, {<extend> {#<amount>}} - Example1:
add x0, x1, x2( x0 = x1 + x2 ) - Example2:
add x0, x1, x2, lsl #5( x0 = x1 + (x2 << 5) )
- Define:
ADD (immediate):
- Define:
ADD <Xd|SP>, <Xn|SP>, #<imm>{, lsl <#shift>}, note shift supports #0 and #12 only. - Example1:
add x1, x2, #8(x1 = x2 + 8) - Example2:
add x1, x2, #8, lsl #12( x1 = x2 + (8 << 12) )
- Define:
ADD (shifted register):
- Define:
ADD <Xd>, <Xn>, <Xm>{, <shift> #<amount>}, note #amount range 0 to 63 - Note: LSL when shift = 0, LSR when shift = 1, ASR when shift = 2
- Example1:
add x1, x2, x3, asr #2
- Define:
1.2 ADDS
(a,C) = a + b, 带进位标记的加法，用法和ADD一样
1.3 ADCS
(a,C) = a + b + C，带进位标记的加法，且须要加上C标记位，用法和ADD一样。 留神，如果加法溢出的时候C标记位会置位为1，比方，a = 0xFFFFFFFFFFFFFFFF, b = 1，此时，加法溢出，C置位1。
1.4 ADR
a = b + PC, 以后程序的PC值加上给定的地址偏移
ADR
- Define:
ADR <Xd>, <label> - Note, no 32-bit
- Note, <label> range ±1MB, offset from the address of this instruction.
- Example01:
adr x1, #25
- Define:
1.5 对于查看C flag的办法
办法1：应用MSR/MRS指令
msr NZCV, xzr // clear the NZCV mrs x0, NZCV // 查看NZCV寄存器，NZCV在高位28 - 32 bits办法2：应用ADCS的+C个性
adcs x0, zxr, xzr 让两个0寄存器相加 0+0+c就能够失去C标记位的值
2. 减法指令
减法指令蕴含SBC，SBCS。请参考ARMv8手册，C6.2.231 C6-1299
2.1 SUB
a = a - b, 没有进位标记，也不会利用进位标记。应用办法和ADD统一。
2.2 SUBS
(a,N) = a - b, 会置标记位N。应用办法和SUBS统一，减成正数的时候，其余地位补1。
2.3 SBC
a = a - b - 1 + C
SBC (Subtract with Carry):
- Define:
SBC <Xd>, <Xn>, <Xm> - Example:
sbc x0, xzr, xzr
- Define:
2.4 SBCS
(a, N) = a - b - 1 + C， 如果减出正数的话，N会被置位
SBC (Subtract with Carry, setting N flag):
- Define:
SBCS <Xd>, <Xn>, <Xm> - Example:
sbcs x0, xzr, x1
- Define:
2.5 CMP
比拟指令，实际上也应用SBC实现的, cmp x1, x2
- 若x1 > x2, NCZV = 0100
- 若x1 = x2, NCZV = 0110
- 若x1 < x2, NCZV = 1000
Define 1: CMP <Xn|SP>, <R><m>{, <extend> {#<amount>}}
Define 2: CMP <Xn|SP>, #<imm>{, <shift>}
Define 3: CMP <Xn|SP>, <Xm>{, <shift> #<amount>}
Example:
* The function cmp_and_return_test:
* if a >= b return 1
* if a < b return 0
test_cmp: cmp x0, x1 // if x0 >= x1, C is 1; if x0 < x1 C is 0 adcs x0, xzr, xzr // 0 + 0 + C3. 位操作
位操作蕴含AND, ANDS, ORR、EOR、BFI、UBFX、SBFX， 别离是与、与置位标记位、或、异或、插入、无符号提取、有符号提取。
3.1 ORR
a = a | b;
Define 1: ORR <Xd|SP>, <Xn>, #<imm>
Define 2: ORR <Xd|SP>, <Xn>, <Xm>{, <shift> #<amount>}
test_orr: // ORR test 0xAA oor 0x55 = 0xFF // 0xFF oor 0x00 = 0xFF // 0xFF oor 0xFF = 0xFF // 0x00 oor 0x00 = 0x00 mov x0, xzr mov x1, #0xAA mov x2, #0x55 orr x1, x1, x2 mov x1, #0xFF orr x1, x1, xzr mov x1, #0xFF orr x1, x1, x1 orr x1, xzr, xzr ret3.2 EOR
a = a ^ b;
Define 1: EOR <Xd|SP>, <Xn>, #<imm>
Define 2: EOR <Xd|SP>, <Xn>, <Xm>{, <shift> #<amount>}
test_eor: // test 2 exchange the value x1 = 0x07, x2 = 0xAA // using the orr, just use two register. // x1 = x1^x2 // x2 = x2^x1 // x1 = x1^x2 ldr x1, =0x07 ldr x2, =0xAA eor x1, x1, x2 eor x2, x2, x1 eor x1, x1, x2 ret几个EOR的小技巧：
- 翻转某些位: 比方把右数第0位到第3位翻转： 1010 1001 ^ 0000 1111 = 1010 0110
- 替换数值： a=a^b; b=b^a; a=a^b，不借助第三个变量
- 置0： a^a
- 判断相等 a^b == 0
3.3 AND
3.3.1 AND
a = a & b;
Define 1: AND <Xd|SP>, <Xn>, #<imm>
Define 2: AND <Xd|SP>, <Xn>, <Xm>{, <shift> #<amount>}
msr NZCV, xzr // clear the NZCV ldr x1, =0xAA ldr x2, =0x0 // test AND, no Z flag. x1 = x1&x2 and x1, x1, x2 mrs x0, NZCV3.3.2 ANDS
(a, z) = a & b. 如果a和b与的后果为0，z flag置位
// test ANDS, z flag, if the result is 0, Z is 1 msr NZCV, xzr // clear the NZCV mov x0, xzr ldr x1, =0xAA ands x1, x1, x2 mrs x0, NZCV3.4 BFI
Define 1: BFI <Xd>, <Xn>, #<lsb>, #<width>
从Xn寄存器外面从低位开始，插入到Xd寄存器从#<lsb>开始，#<width>长度。
读取Xn寄存器的低位开始计算，插入到Xd寄存器从#<lsb>开始，#<width>长度。这个没有方法管制Xd的地位，只能从Xd的最低位开始。
test_bfi: // 0000 0000 0000 1010 // | // V // 0000 0000 0000 0000 -> 0000 1010 0000 0000 ldr x1, =0x000A mov x2, xzr bfi x2, x1, #0x8, #0x4 // 0000 0000 0000 1010 // | // V // 0000 0101 0000 0000 -> 0000 1010 0000 0000 ldr x1, =0x000A mov x2, #0x0500 bfi x2, x1, #0x8, #0x4 ret3.5 UBFX/SBFX
Define: UBFX <Xd>, <Xn>, #<lsb>, #<width>
Define: SBFX <Xd>, <Xn>, #<lsb>, #<width>
读取Xn寄存器的#<lsb>开始，#<width>长度开始计算，替换到Xd寄存器低位的地位#<width>长度。这个没有方法管制Xd的地位，只能从Xd的最低位开始。 SBFX是有符号的，替换之后Xd 其余位0变为1。
// x1: 0000 0000 1111 0000 // | // V // x2: 0000 0000 0000 0000 -> 0000 0000 0000 1111 mov x1, #0x00F0 mov x2, xzr ubfx x2, x1, #0x4, #0x4 // 1000 0000 1111 0000 // | // V // x1: 0000 0000 0000 0000 -> 1111 1111 1111 1111 mov x1, #0x80F0 mov x2, xzr sbfx x2, x1, #0x4, #0x4Ref
[1] Arm Armv8-A Architecture Registers-NZCV, Condition Flags
[2] ARM Cortex-A Series Programmer's Guide for ARMv8-A - Arithmetic and logical operations
[3] ARM架构（三）ARMv8 Programm Model Overview
[4] ARMv8官网手册学习笔记(三)：寄存器