協(xié)處理器及其他指令之：交換指令

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9.4? 交換指令

交換指令是load/Store指令的一種特殊形式。該指令將一個(gè)存儲(chǔ)器單元內(nèi)容與指定的寄存器內(nèi)容相交換。交換指令為進(jìn)程間同步提供了一種方便的解決途徑。該指令產(chǎn)生一對(duì)原子Load/Store操作（an atomic load and store operation），該操作發(fā)生在一個(gè)連續(xù)的總線操作中，在操作期間阻止其他任何指令對(duì)該存儲(chǔ)單元的讀/寫(xiě)。

表9.3總結(jié)了ARM的交換指令。

表9.3?????? 交換指令

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9.4.1? 寄存器和存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)據(jù)交換指令SWP

1．指令編碼格式

寄存器和存儲(chǔ)器字交換指令SWP（Swap）用于將一個(gè)內(nèi)存單元（該單元地址放在寄存器Rn中）的內(nèi)容讀取到一個(gè)寄存器Rd中，同時(shí)將另一個(gè)寄存器Rm的內(nèi)容寫(xiě)入到該內(nèi)存單元中。

指令的編碼格式如圖9.10所示。

圖9.10? SWP指令編碼格式

2．指令的語(yǔ)法格式

SWP{<cond>}?? <Rd>，<Rm>，[<Rn>]

① <cond>

為指令編碼中的條件域。它指示指令在什么條件下執(zhí)行。當(dāng)<cond>忽略時(shí)，指令為無(wú)條件執(zhí)行（cond=AL（Alway））。

② <Rd>

確定指令的目標(biāo)寄存器。

③ <Rm>

該寄存器包含將要被存儲(chǔ)到內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)。

④ <Rn>

內(nèi)存單元地址寄存器。

3．指令操作的偽代碼

指令操作的偽代碼如下面程序段所示。

If? ConditionPassed{cond}? then

???? If? Rn[1:0]==0b00? then

????????? Temp=memory[Rn,4]

???? Else if? Rn[1:0]==0b01? then

????????? Temp= memory[Rn,4]? Rotate_Right 8

???? Else if? Rn[1:0]==0b10? then

????????? Temp= memory[Rn,4]? Rotate_Right 16

???? Else?? /*? Rn[1:0]==0b01? then? */

????????? Temp= memory[Rn,4]? Rotate_Right 24

???? Memory[Rn,4]=Rm

???? Rd=temp

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4．指令舉例

（1）將r1的內(nèi)容與r0指向的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容進(jìn)行交換。

SWP??? r1，r1，[r0]

（2）使用SWP指令進(jìn)行信號(hào)量操作。

SEM??????? EQU??????? 0x10002000

……

WAIT_SEM

????? ??????MOV??? r0，＃0???????????? ;

??????????? LDR??? r0，=SEM??????????? ;

??????????? SWP??? r1，r1，[r0]???????? ;取出信號(hào)量

??????????? CMP??? r1，＃0???????????? ;判斷是否有信號(hào)

??????????? BEQ??? WAIN_SEM??????????? ;若沒(méi)有，繼續(xù)等待

9.4.2? 寄存器和存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù)據(jù)交換指令SWPB

1．指令編碼格式

寄存器和存儲(chǔ)器字節(jié)交換指令SWPB（Swap Byte）。將內(nèi)存單元中一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容和寄存器內(nèi)容進(jìn)行交換。詳情請(qǐng)參見(jiàn)SWP指令。

指令的編碼格式如圖9.11所示。

圖9.11? SWPB指令編碼格式

2．指令的語(yǔ)法格式

SWP{<cond>}B?? <Rd>，<Rm>，[<Rn>]

① <cond>

為指令編碼中的條件域。它指示指令在什么條件下執(zhí)行。當(dāng)<cond>忽略時(shí)，指令為無(wú)條件執(zhí)行（cond=AL（Alway））。

② <Rd>

確定指令的目標(biāo)寄存器。

③ <Rm>

該寄存器包含將要被存儲(chǔ)到內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)。

④? <Rn>

內(nèi)存單元地址寄存器。

3．指令操作的偽代碼

指令操作的偽代碼如下面程序段所示。

If? ConditionPassed{cond}? then

???? Temp=Memory[Rn,1]

???? Memory[Rn,1]=Rm[7:0]

???? Rd=temp

4．指令舉例

參見(jiàn)SWP指令。