如何在 ARM7 汇编器中有效地右转 64 位值？答案

【问题标题】：How to right rotate a 64-bit value efficiently in ARM7 assembler?如何在 ARM7 汇编器中有效地右转 64 位值？
【发布时间】：2011-03-21 14:40:31
【问题描述】：

ARM7 命令集提供了在汇编程序中将 32 位值右移任意数量的有效方法。对于操作的第二个操作数，它甚至可以通过将 ror #n 指定为移位器操作数来“免费”，但对于 64 位整数，指令集没有直接支持。除了旋转 1、31、33 或 63 位位置（更不用说 0 或 32）的特殊情况，我只知道如何使用 4 指令来旋转 64 位值（这很容易，所以这里就不写了）。在这四种特殊情况下，我可以将其减少到三个指令，但我不知道一般情况下该怎么做。所以这是我的问题：

给定两个寄存器中的 64 位值，比如 R0 和 R1，是否可以将这个值右旋转 n 个位置（对于任意 n）三个 ARM7指令？

【问题讨论】：

标签： assembly arm bit-manipulation arm7

【解决方案1】：

如果一个寄存器（例如 r4）恰好保存了正确的魔法常数（1 左移了所需的左旋转量），我认为可以通过两条指令来完成：

umull r3,r2,r1,r4 典型的 r2,r3,r0,r4

比使用四个单周期指令要慢，但即使必须使用适当的常量加载 r4，它仍然比四指令方法更紧凑。

【讨论】：

谢谢，因为可以在一个命令中在 r4 中设置正确的值，这回答了我的问题！但是 - 正如你所猜测的 - 我正在寻找一个更高效的版本，所以在接受你的答案之前，我可能会等待一个星期，希望有一个三命令在三周期中的解决方案。
您需要切掉并组合四个部分字，并且除乘法外，ARM7-TDMI 指令都不能写入或应用移位到多个寄存器。
我对三循环三命令解决方案的存在也不抱太大希望。但一个人永远不知道。也许有一个神奇的 first 命令可以用接下来的两个命令来解决问题。

【解决方案2】：

如果有解决办法，gcc 也无法识别：

unsigned long long int reg64 = random_value;
unsigned int n = shift_value;
reg64 = (reg64 >> (n%64)) | (reg64 << ((64-n)%64));

结果如下：

n=1：

MOVS R2, R0, LSR #1
MOV R3, R1, RRX
ORR R2, R2, R1, ASL #31

n=2-31：

MOV R2, R0, LSR #n
ORR R2, R2, R1, ASL #32-n
MOV R3, R0, ASL #32-n
ORR R3, R3, R1, LSR #n

n=33-62：

MOV R3, R0, ASL #64-n
ORR R3, R3, R1, LSR #n-32
MOV R2, R0, LSR, #n-32
ORR R2, R2, R1, ASL #64-n

n=63：

ADDS R2, R0, R0
ADC R3, R1, R1
ORR R2, R2, R1, LSR #31

【讨论】：

感谢您试用 gcc。 n=33 需要四个命令（而不是使用交换 R0 和 R1 的 n=1 的公式）这一事实表明，对于在 ARM 中旋转 64 位整数来说，它并不是很优化。
一般来说，ARM ISA 对于编译器来说是非常困难的。它是供人类使用的。
@ninjalj：我猜有些人在 gcc 中硬编码了 n=1 和 n=63 的特殊情况。