ARM 汇编合法立即数判断-Toy模板网

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ARM 汇编合法立即数判断

在ARM指令集中，一条汇编指令编码成32bits后，将不同的位数划分成不同的功能区间，比如条件码和操作码，还有比特位要留给指令本身和寄存器使用，通常情况下只有12-bits的长度可以用来表示立即数（immediate）。

12bits 可以表示的无符号数范围为：0~4095，有符号数的范围为：-2048 ~ +2047，如果不在这 12bits 的立即数上增加点创作性，而直接硬解码用来表示立即数是远远不够的。

所以在ARM中将这 12bits 分为 8bit 常数（0~255）和 4bit 循环右移位值（0~15）

8bit 常数范围（0～255）
位移的步进值是以2为单位（即实际位移 2 * rotate 位），可以表示循环有以（0～30）偶数位： 0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30

循环右移

循环右移是一种位操作，指将一个数的二进制表示向右循环移动指定的位数。在循环右移中，移动的位数可以看作是一个循环，即当移动到数的最右侧时，移动的位重新出现在数的最左侧，从而形成一个闭环。

具体来说，循环右移的操作可以描述为将数的所有位向右移动，并将最右侧的位移到最左侧。移动过程中，被移出的位被循环地移动到数的最左侧，从而实现了循环的效果。

举个例子，假设有一个8位的二进制数 10101100，如果对它进行循环右移3位，那么移位后的结果将是 10010101，即原始数向右循环移动了3位，并将移出的位循环地移动到了最左侧。

在ARM指令集中，循环右移常用于对立即数的旋转操作，从而实现对立即数范围的扩展或者改变。通过循环右移，可以将立即数的高位移动到低位，从而实现对立即数值的调整或者变换。

判断合法立即数

立即数范围在 0x00 ～ 0xFF 肯定是合法立即数。

对于大于 0x00 ～ 0xFF 的立即数：

这个立即数的二进制序列的最高位1至最低位1之间的二进制数序列（此二进制序列不超过8位，不足8位在高位（左边）补0）右移 rotate(0~15) * 2位后，和立即数本身的二进制数序列相等，则表示这个立即数数为合法立即数。

rotate(0~15) * 2 即 0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30
最高位1至最低位1之间的二进制数序列，例如：
- 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0011 0100
- 最高位1至最低位1之间：1000 1101

先说结论

两个必要条件

最高位1至最低位1之间的二进制数序列的位数不超过8位，不足8位在高位补0（左边）
- 例如：0000 0000 0000 0000 0000 0011 1111 0100 > 1111 1101
- 例如：0000 0000 0000 0000 0000 0001 0011 0010 > 1001 1001
立即数的二进制序列的右边为偶数个连续的 0
- 例如：0000 0000 0000 0000 0000 0011 1111 0100，右边有2个连续的0，即偶数个0
- 例如：0000 0000 0000 0000 0000 0001 0011 0010，右边有1个连续的0，即奇数个0

FAQ

为什么最高位1至最低位1之间的二进制数序列的位数不能超过8位？

因为在ARM中将这 12bits 分为 8bit 常数（0~255）和 4bit 循环右移位值（0~15），只有8bit常数位，只能存下8位。

为什么立即数的二进制序列的右边必须为偶数个连续的 0

因为在ARM中将这 12bits 分为 8bit 常数（0~255）和 4bit 循环右移位值（0~15），循环右移位值步进是2，如果是奇数个连续的0，在提取其中的最高位1至最低位1之间的二进制数序列后，移动偶数次无法得到右边奇数个连续0的二进制序列，和立即数的二进制序列不相同。

验证

0x234 = 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0011 0100