ARM处理器CPSR标志位和条件符之间的关系

1、ARM处理器CPSR标志位和条件符之间的关系华清远见刘洪涛本文目的是要理清 ARM处理器的CPSR状态标志和ARM指令的条件符之间的关系。一、CPSR寄存器ARM V4的CPSR寄存器（和保存它的 SPSR寄存器）中的位分配如下图 1所示。零标志图1程序状态寄存器格式IRQ怔能位313029 2R76543210NZCV- -IFTM4M3M2MlM0模式伦1#状态标志位含义：（其它位的含义和本文主题无关，此处不多介绍）NN=1表示运算的结果为负数；N=0表示运算的结果为正数或零;Z=1表示运算的结果为零；Z=0表示运算的结果为非零;可以有加法运算则 C=0。减法运算4种方法设置（包括比较指令

2、（包括比较指令C的值：CMN）：当运算结果产生了进位时（无符号数溢出），C=1，CMP）：当运算时产生了借位，C=0，否则C=1。/减运算指令，C为移出值的最后一位。对于包含移位操作的非加对于其他的非加/减运算指令，C的值通常不改变。V可以有2种方法设置V的值：对于加/减法运算指令，当操作数和运算结果为二进制的补码表示的带符号数时,V=1示符号位溢出。对于其他的非加/减运算指令，V的值通常不改变、条件符及对应的标志位表1条件符描述表SuHix描述测试的标志位EQ等于(Equal)Z=1HE不等于(Notequal)z=oCS/HS无符号的大于或等于C=1CC/LO无符号的小于c=oM工负数(M

3、inus)N=1PL正数或零N=0VS溢出(Overflow)V=1VC没溢出v=oHI无符号的丈于C=1 & z=oLS无符号的小于或丸于C=0 or Z=1GE犬于等于N=VLT小于(Less Than)NI=VGT大于(Greater Than5Z=0 & N=VLE小于等于Z=1 or N=!VAL总是执行(Always)三、关于C V值更多的解释处理器内部以补码表示有符号数， 8个二制位能够表达的整数范围是： +127 -128 ,16 位表达的范围是：+32767 -32768。如果运算结果超出了这个范围，就是产生了溢出，有溢出，说明有符号数的运算结果需要考虑溢出情

4、况。溢出标志V和进位标志C是两个意义不同的标志。进位标志表示无符号数运算结果是 否超出范围；溢出标志表示有符号数运算结果是否超出范围。处理器对两个操作数进行运算时，按照无符号数求得结果，并相应设置进位标志 C；同时，根据是否超出有符号数的范围设置溢出标志V。应该利用哪个标志， 则由程序员来决定。 也就是说，如果将参加运算的操作数认为是无 符号数，就应该关心进位；认为是有符号数，则要注意是否溢出。判断运算结果是否溢出有一个简单的规则：只有当两个相同符号数相加，而运算结果的符号与原数据符号相反时，产生溢出；其他情况下，则不会产生溢出。LDRLDRr0, =0x7fffffffr1, =0x7000

5、0000 ;ADDSr0, r0, r1; / 结果=0xeflfffff代码举例1：对于无符号数运算来说，没有进位。 对于有符号数运算来说，溢出。此时 C=0 V=1 ；代码举例2：LDRLDRr0, =0xffffffffr1, =0x70000000 ;ADDSr0, r0, r1 ; / 结果=0x6fffffff对于无符号数运算来说，有进位。 对于有符号数运算来说，无溢出。此时 C=1 V=0 ；代码举例3:LDRLDRADDSr0, =0x8fffffffr1, =0xf0000000 ;r0, r0, r1; / 结果=0x7fffffff此时C= ？V= ？；（思考一下，然后在

6、 ARM模拟器中验证下）代码举例4： /思考减法时，C值的影响LDRr0, =0x3LDRr1, =0x2SUBSr0, r0, r1对比：LDRr0, =0x3LDRr1, =-2 ;（ -2 的补码 0xfffffffe 会送到 r1）ADDSr0, r0, r1四、CPSR犬态标志和ARM指令的条件符之间的关系有了上面的背景知识以后，接下来思考表1中CPSR状态标志和ARM指令的条件符之间的关系，下面选取其中的一项来分析。如：GE:（有符号数大于等于）N=0 V=0 :结果是大于等于 0的数，且无符合溢出，所以大于等于关系成立N=1 V=1 :结果小于0，但有符号溢出考虑以下情况：c=a-b1、a<0, b<0减法操作时不可能符号溢出2、a>0, b<0可能出现 N=V=1女口（ 8 位数）：100-（ -100）=200显然a>b3、a<0, b>0参照上面提到过的判断溢出标志的简单规则，可以得出：在此情况下，减法操作时如果结果小于 0 （N=1），则不会出现符号溢出所以（在N=1 V=1前提下a<0,b>0）这种情况不可能出现4、a>0