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在ARM架构的指令集中,分支(Branch)和跳转(Jump)指令主要用于控制程序的流程,改变执行顺序。以下是几种关键的分支和跳转指令的详细介绍,并举例说明:
1. `B`指令(无条件分支)
- 功能:`B`是无条件分支指令,它使处理器跳转到指定的相对地址处继续执行。`B`指令使用的实际上是相对于当前指令地址的偏移量。
**示例**:
```assembly
B label ; 无条件跳转到label处
...
label:
...
```
2. `B<条件>`指令(条件分支)
- 功能:类似于`B`指令,但是带有条件码,只有当特定的条件满足时才会发生跳转。条件码包括EQ(等于)、NE(不等于)、CS/HS(带进位或大于等于)、CC/LO(不带进位或小于)、MI(负)、PL(非负)、VS(溢出)、VC(无溢出)、HI(大于)、LS(小于或等于)、GE(大于等于)、LT(小于)、GT(大于)、LE(小于等于)等。
**示例**:
```assembly
CMP r0, #10 ; 比较寄存器r0与数值10
BEQ equal ; 如果r0等于10,则跳转到equal标签
...
equal:
...
```
3. `BL`(带链接的分支)
- 功能:`BL`指令用于子程序调用,它不仅将控制流转移到目标地址,还会自动保存下一条指令的地址到链接寄存器LR(通常是R14),以便子程序结束后可以通过`BX LR`指令返回到调用点。
**示例**:
```assembly
BL subroutine ; 调用子程序,同时保存返回地址到LR
...
subroutine:
...
MOV PC, LR ; 子程序结束,通过LR返回到调用者
```
4. `BX`(带状态切换的跳转)
- 功能:`BX`指令用于从ARM状态切换到Thumb状态,或者反之,同时进行跳转。它将目标地址放在其操作数中,并根据操作数最低位的状态来决定切换指令集状态。
**示例**:
```assembly
LDR R0, =target ; 加载目标地址到R0
BX R0 ; 根据R0的最低位切换到相应的指令集并跳转
...
target:
; 若R0最低位为0,则跳转到ARM模式下的target
; 若R0最低位为1,则跳转到Thumb模式下的target
```
5. `BLX`(带链接的跳转且带状态切换)
- 功能:`BLX`指令结合了`BL`和`BX`的功能,既能像`BL`那样保存返回地址,又能像`BX`那样根据目标地址的状态位切换指令集。
**示例**:
```assembly
BLX subroutine ; 调用子程序并根据目标地址切换指令集
...
subroutine:
; 根据跳转前的状态和目标地址的最低位选择执行ARM还是Thumb指令
...
MOV PC, LR ; 同样,这里返回时也会恢复到正确的指令集
```
以上都是基于传统的ARMv7架构指令集的描述,对于更新的ARM架构(比如ARMv8及以后的AArch64状态),分支和跳转指令可能会有所不同,但基本原理相似,都用于控制程序流程和上下文切换。