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5.5? 單數(shù)據(jù)交換指令
交換指令是load/store指令的一種特例，它把一個寄存器單元的內(nèi)容與寄存器內(nèi)容交換。交換指令是一個原子操作（atomic operation），也就是說，在連續(xù)的總線操作中讀/寫一個存儲單元，在操作期間阻止其他任何指令對該存儲單元的讀/寫。
交換指令如表5.4所示。
表5.4??? 交換指令SWP
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指??? 令 |
作??? 用 |
操??? 作 |
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SWP |
字交換 |
Tmp=men32[Rn] Mem32[Rn]=Rm Rd=tmp |
續(xù)表
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指??? 令 |
作??? 用 |
操??? 作 |
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SWPB |
字節(jié)交換 |
Tmp=men8[Rn] Mem8[Rn]=Rm Rd=tmp |
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注意 |
交換指令在執(zhí)行期間不能被其他任何指令或其他任何總線訪問打斷，在此期間系統(tǒng)占用總線（holds the bus），直至交換完成。 |
5.5.1? 字交換指令SWP
（1）指令編碼格式
SWP指令用于將內(nèi)存中的一個字單元和一個指定寄存器的值相交換。操作過程如下，假設(shè)內(nèi)存單元地址存放在寄存器<Rn>中，指令將<Rn>中的數(shù)據(jù)讀取到目的寄存器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。當(dāng)<Rd>和<Rm>為同一個寄存器時，指令交換該寄存器和內(nèi)存單元的內(nèi)容。
指令的編碼格式如圖5.20所示。
圖5.20? SWP指令編碼格式
（2）指令的語法格式
SWP{<cond>}? <Rd>，<Rm>，[<Rn>]
① <cond>
為指令編碼中的條件域。它指示SWP指令在什么條件下執(zhí)行。當(dāng)<cond>忽略時，指令為無條件執(zhí)行（cond=AL（Alway））。
② <Rd>
目標(biāo)寄存器。
③ <Rm>
寄存器包含將要存儲到內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。
④ <Rn>
寄存器中包含將要訪問的內(nèi)存地址。
（3）指令操作的偽代碼
指令操作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]==0b11? */
??????????? Temp=memory[Rn,4]? Rotate_right 24
???? Memory[Rn,4]=Rm
???? Rd=temp
?
5.5.2? 字節(jié)交換指令SWPB
（1）指令編碼格式
SWPB指令用于將內(nèi)存中的一個字節(jié)單元和一個指定寄存器的低8位值相交換，操作過程如下。假設(shè)內(nèi)存單元地址存放在寄存器<Rn>中，指令將<Rn>中的數(shù)據(jù)讀取到目的寄存器Rd中，寄存器Rd的高24位設(shè)為0，同時將另一個寄存器<Rm>的低8位內(nèi)容寫入到該內(nèi)存字節(jié)單元中。當(dāng)<Rd>和<Rm>為同一個寄存器時，指令交換該寄存器低8位內(nèi)容和內(nèi)存字節(jié)單元的內(nèi)容。
指令的編碼格式如圖5.21所示。
圖5.21? SWPB指令編碼格式
（2）指令的語法格式
SWP{<cond>}B? <Rd>，<Rm>，[<Rn>]
① <cond>
為指令編碼中的條件域。它指示SWPB指令在什么條件下執(zhí)行。當(dāng)<cond>忽略時，指令為無條件執(zhí)行（cond=AL（Alway））。
② <Rd>
目標(biāo)寄存器。
③ <Rm>
寄存器包含將要存儲到內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。
④ <Rn>
寄存器中包含將要訪問的內(nèi)存地址。
（3）指令操作的偽代碼
指令操作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
5.5.3? 交換指令SWP應(yīng)用
寄存器和存儲器交換指令SWP指令用于將一個內(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)容寫到該內(nèi)存單元中，使用SWP可實現(xiàn)信號量操作。
格式如下。
SWP{cond}B? Rd，Rm，[Rn]
其中，B為可選后綴，若有B，則交換字節(jié)，否則交換32位字。Rd為目的寄存器，存儲從存儲器中加載的數(shù)據(jù)，同時，Rm中的數(shù)據(jù)將會被存儲到存儲器中。若Rm與Rn相同，則為寄存器與存儲器內(nèi)容進(jìn)行交換。Rn為要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的存儲器地址，Rn不能與Rd和Rm相同。
【例5.6】SWP指令舉例。
SWP? r1，r1，[r0]???????? ;將r1的內(nèi)容與r0指向的存儲單元內(nèi)容進(jìn)行交換
SWPB? r1，r2，[r0]??????? ;將r0指向的存儲單元內(nèi)容讀取一字節(jié)數(shù)據(jù)到r1中（高24位清零），
????????????????????? ?并將r2的內(nèi)容寫入到該內(nèi)存單元中（最低字節(jié)有效）
使用SWP指令可以方便地進(jìn)行信號量操作。
12C_SEM????? EQU???? 0x40003000
???????????? ……
12C_SEM_WAIT
????????? MOV????? r0,#0
????????? LDR????? r0,=12C_SEM
????????? SWP????? r1,r1,[r0]??????? ;取出信號量，并將其設(shè)為0
????????? CMP????? r1,#0???????????? ;判斷是否有信號
????????? BEQ????? 12C_SEM_WAIT?????? ;若沒有信號則等待
