協(xié)處理器及其他指令之：交換指令

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

表9.3總結(jié)了ARM的交換指令。

表9.3 交換指令

助 記 符

含 義

操 作

SWP

寄存器和存儲器字數(shù)據(jù)交換

Rd←[Rd]，[Rn]←[Rm](Rn≠Rd或Rm)

SWPB

寄存器和存儲器字節(jié)數(shù)據(jù)交換

Rd←[Rd]，[Rn]←[Rm](Rn≠Rd或Rm)

寄存器和存儲器字交換指令SWP（Swap）用于將一個內(nèi)存單元（該單元地址放在寄存器Rn中）的內(nèi)容讀取到一個寄存器Rd中，同時將另一個寄存器Rm的內(nèi)容寫入到該內(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

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<cond>忽略時，指令為無條件執(zhí)行（cond=AL（Alway））。

② <Rd>

確定指令的目標寄存器。

③ <Rm>

該寄存器包含將要被存儲到內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)。

④ <Rn>

內(nèi)存單元地址寄存器。

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

（1）將r1的內(nèi)容與r0指向的存儲單元的內(nèi)容進行交換。

SWP r1，r1，[r0]

（2）使用SWP指令進行信號量操作。

SEM EQU 0x10002000

……

WAIT_SEM

MOV r0，＃0 ;

LDR r0，=SEM ;

SWP r1，r1，[r0] ;取出信號量

CMP r1，＃0 ;判斷是否有信號

BEQ WAIN_SEM ;若沒有，繼續(xù)等待

寄存器和存儲器字節(jié)交換指令SWPB（Swap Byte）。將內(nèi)存單元中一個字節(jié)的內(nèi)容和寄存器內(nèi)容進行交換。詳情請參見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

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<cond>忽略時，指令為無條件執(zhí)行（cond=AL（Alway））。

② <Rd>

確定指令的目標寄存器。

③ <Rm>

該寄存器包含將要被存儲到內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)。

④ <Rn>

內(nèi)存單元地址寄存器。

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

參見SWP指令。