ARM 组装拼图答案

【问题标题】：ARM assembly puzzleARM 组装拼图
【发布时间】：2010-06-02 18:46:40
【问题描述】：

首先，我不确定解决方案是否存在。我花了几个小时试图想出一个，所以要小心。

问题：

r1 包含一个任意整数，标志不根据其值设置。如果 r1 为 0x80000000，则将 r0 设置为 1，否则设置为 0，仅使用两条指令。

用 3 条指令很容易做到（有很多方法），但是用 2 条指令做到这一点似乎很难，而且很可能是不可能的。

【问题讨论】：

架构版本有限制吗？这可能会影响是否有解决方案。
现在对我来说更多的是一个好奇的问题，而不是实际应用，所以任何拱门都可以
过去一天想了很多，我相信这是不可能的。有很多方法可以在 3 条指令中到达那里，但正如所问的，我想不出在 2 条指令中实现它的方法。

标签： assembly arm bit-manipulation puzzle

【解决方案1】：

类似

SMMUL r0,r1,r1
MOV r0,r0,lsr #30

【讨论】：

不错的答案，SMMUL 有四个操作数，是吗？可能是 SMMUL r2,r0,r1,r1。我认为如果设置了 r1 的 msbit，r0 最终会是 1,2 或 3。
Arm 的文档将 SMMUL 描述为有符号顶字乘法，因此它被列为 3 寄存器操作码。我的想法是：0x80000000 x 0x80000000。在顶部字中给出 0x40000000，因此 30 位移位会将 bit30 带到 bit0。（这里没有要测试的 arm V6 架构）
@dwelch：你在想 SMULL。 SMMUL 是一个 ARMv6 指令，只给出结果的前 32 位。
谢谢，很高兴知道。无论哪种方式，结果的高两位可以是 1、2 或 3，具体取决于 r1 中的其他位，您仍然需要第三条指令来将这些低两位组合在一起以获得结果。
@dwelch：对有符号数求平方的最大结果是 (-2^31)^2 = 2^62; 0x80000000 以外的任何值都会给出更小的（非负数）结果。在您的 4 位示例中，您正在执行无符号乘法；有符号乘法会将 0xF 解释为 -1，结果为 0x01。所以这两条指令确实给出了正确的结果，不需要第三条。

【解决方案2】：

这是一个在r0 的最高位给出正确答案的部分解决方案，因此它可用作移位器操作数 (r0 lsr #31)。

; r0 = r1 & -r1
rsb r0, r1, #0
and r0, r0, r1

这是有效的，因为 0 和 0x80000000 是唯一在取反时保留其符号位的数字。我相当肯定一个精确的解决方案是不可能的。

编辑：不，这不是不可能的。见马丁的回答。

【讨论】：

否定的好把戏。不幸的是，提取最高位需要第三条指令（或修改使用结果的指令，这并不总是可能的）。
我整天都在想这个问题，我敢肯定两个指令的解决方案也是不可能的。

【解决方案3】：

adds  r0, r1, #0x80000000 ; if r1 is 0x80000000, r0 will now hold 0
movne r0, #1              ; otherwise, set r0 to 1

这相当于：

unsigned int r0, r1;
r0 = r1 + 0x80000000; // 32 bits, so top bit will be lost on overflow
if (r0 != 0)
{
    r0 = 1;
}

【讨论】：

您反转了结果：当 r1==0x80000000 时，问题规范要求 r0 中为 1，否则为 0，并且您在 r1==0x80000000 上将 r0 设置为 0，否则设置为 1，这是一个更简单的问题（这是在 3 条指令中完成工作的方法之一）。

【解决方案4】：

类似：

mov r0,r1,lsr #31

【讨论】：

只要设置了 r1 的高位，就会将 r0 设置为 1。这不是 OP 所要求的。
啊，我看到我看到的是位而不是值

【解决方案5】：

如果想使用“快速”指令，这将是一个难题。我不能完全想出一个解决方案，但可以提供更多的“概念”：

;如果目标值为零，如果 $80000000 或其他值：添加 r0,r1,r1 ;仅在 $80000000 时溢出 movvc r0,#随便 ;如果目标的价值为 80000000 美元，如果 80000000 美元，否则为零潜艇 r0,r1,#0 ;仅在 $80000000 时溢出 movvc r0,#0 ;管他呢 ;如果目标的价值是 $7FFFFFFF，如果 $80000000，否则为零添加 r0,r1,r1,asr #31 ;仅在 $80000000 时溢出 movvc r0,#0 ;如果事先知道进位设置添加 r0,r1,r1 ;仅在 $80000000 时溢出（值为 1） movvc r0,#0 ;如果已知寄存器 r2 保存 #1 添加 r0,r1,r1,asr #31 ;如果 $80000000，MSB 和进位设置 sbc r0,r2,r0,lsr #31

这些都不是完美的解决方案，但它们很有趣。

【讨论】：