数据传送指令之单数据交换指令

5.5 单数据交换指令
　　交换指令是load/store指令的一种特例，它把一个寄存器单元的内容与寄存器内容交换。交换指令是一个原子操作（atomic operation），也就是说，在连续的总线操作中读/写一个存储单元，在操作期间阻止其他任何指令对该存储单元的读/写。
　　交换指令如表5.4所示。
　　表5.4 交换指令SWP
　　指 令作 用操 作
　　SWP字交换Tmp=men32［Rn］
　　Mem32［Rn］=Rm
　　Rd=tmp
　　续表
　　指 令作 用操 作
　　SWPB字节交换Tmp=men8［Rn］
　　Mem8［Rn］=Rm
　　Rd=tmp
　　注意交换指令在执行期间不能被其他任何指令或其他任何总线访问打断，在此期间系统占用总线（holds the bus），直至交换完成。
　　5.5.1 字交换指令SWP
　　（1）指令编码格式
　　SWP指令用于将内存中的一个字单元和一个指定寄存器的值相交换。操作过程如下，假设内存单元地址存放在寄存器《Rn》中，指令将《Rn》中的数据读取到目的寄存器Rd中，同时将另一个寄存器《Rm》的内容写入到该内存单元中。当《Rd》和《Rm》为同一个寄存器时，指令交换该寄存器和内存单元的内容。
　　指令的编码格式如图5.20所示。
　　
　　图5.20 SWP指令编码格式
　　（2）指令的语法格式
　　SWP{《cond》} 《Rd》，《Rm》，［《Rn》］
　　① 《cond》
　　为指令编码中的条件域。它指示SWP指令在什么条件下执行。当《cond》忽略时，指令为无条件执行（cond=AL（Alway））。
　　② 《Rd》
　　目标寄存器。
　　③ 《Rm》
　　寄存器包含将要存储到内存中的数据。
　　④ 《Rn》
　　寄存器中包含将要访问的内存地址。
　　（3）指令操作的伪代码
　　指令操作伪代码如下面程序段所示。
　　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］==0b11 */
　　Temp=memory［Rn，4］ Rotate_right 24
　　Memory［Rn，4］=Rm
　　Rd=temp
　　单数据交换指令
　　2013-09-13 17:21:50 来源：EEFOCUS
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　　5.5.2 字节交换指令SWPB
　　（1）指令编码格式
　　SWPB指令用于将内存中的一个字节单元和一个指定寄存器的低8位值相交换，操作过程如下。假设内存单元地址存放在寄存器《Rn》中，指令将《Rn》中的数据读取到目的寄存器Rd中，寄存器Rd的高24位设为0，同时将另一个寄存器《Rm》的低8位内容写入到该内存字节单元中。当《Rd》和《Rm》为同一个寄存器时，指令交换该寄存器低8位内容和内存字节单元的内容。
　　指令的编码格式如图5.21所示。
　　
　　图5.21 SWPB指令编码格式
　　（2）指令的语法格式
　　SWP{《cond》}B 《Rd》，《Rm》，［《Rn》］
　　① 《cond》
　　为指令编码中的条件域。它指示SWPB指令在什么条件下执行。当《cond》忽略时，指令为无条件执行（cond=AL（Alway））。
　　② 《Rd》
　　目标寄存器。
　　③ 《Rm》
　　寄存器包含将要存储到内存中的数据。
　　④ 《Rn》
　　寄存器中包含将要访问的内存地址。
　　（3）指令操作的伪代码
　　指令操作伪代码如下面程序段所示。
　　If ConditionPassed{cond} then
　　Temp=Memory［Rn，1］
　　Memory［Rn，1］=Rm［7:0］
　　Rd=temp
　　5.5.3 交换指令SWP应用
　　寄存器和存储器交换指令SWP指令用于将一个内存单元（该单元地址放在寄存器Rn中）的内容读取到一个寄存器Rd中，同时将另一个寄存器Rm的内容写到该内存单元中，使用SWP可实现信号量操作。
　　格式如下。
　　SWP{cond}B Rd，Rm，［Rn］
　　其中，B为可选后缀，若有B，则交换字节，否则交换32位字。Rd为目的寄存器，存储从存储器中加载的数据，同时，Rm中的数据将会被存储到存储器中。若Rm与Rn相同，则为寄存器与存储器内容进行交换。Rn为要进行数据交换的存储器地址，Rn不能与Rd和Rm相同。
　　【例5.6】SWP指令举例。
　　SWP r1，r1，［r0］ ;将r1的内容与r0指向的存储单元内容进行交换
　　SWPB r1，r2，［r0］ ;将r0指向的存储单元内容读取一字节数据到r1中（高24位清零），
　　并将r2的内容写入到该内存单元中（最低字节有效）
　　使用SWP指令可以方便地进行信号量操作。
　　12C_SEM EQU 0x40003000
　　……
　　12C_SEM_WAIT
　　MOV r0，#0
　　LDR r0，=12C_SEM
　　SWP r1，r1，［r0］ ;取出信号量，并将其设为0
　　CMP r1，#0 ;判断是否有信号
　　BEQ 12C_SEM_WAIT ;若没有信号则等待