【ASMbits--常用算术运算指令】

在ARMv7汇编中，代码片段：

1: b 1b	//Done

作用是创建一个无限循环，使程序永远停留在当前位置，不在执行后续命令；

语法解释：

• 1:：这是一个局部标签（local label）。在 ARM 汇编中，以数字开头的标签（如 1:）是局部标签，可以通过 b 1b 或 b 1f 引用。
  1b：表示向后查找最近的 1: 标签（Backward）。
  1f：表示向前查找最近的 1: 标签（Forward）。

• b 1b：这是一个分支指令（Branch），跳转到最近的 1: 标签（向后查找）。由于标签 1: 就在当前行，这条指令会无限循环跳转到自身。

代码 1: b 1b 的作用是让程序在当前位置无限循环，防止后续未定义代码的执行。这是裸机编程或嵌入式系统中常见的“安全终止”方法。
具体在裸机程序（无操作系统）或嵌入式系统中，这种无限循环常用于：

• 防止程序执行到未定义的内存区域（例如代码结束后未初始化的内存）。
• 保持程序在完成所有任务后“挂起”（例如在调试时观察结果);

1 基本运算算术指令–最基础

1.1 加法和减法

• ADD 加法
  语法：ADD{条件}{S} 目标寄存器, 操作数1, 操作数2
  功能：将操作数1和操作数2相加，结果存入目标寄存器。

ADD R0, R1, R2     @ R0 = R1 + R2
ADD R3, R4, #10    @ R3 = R4 + 10

• SUB减法
  语法：SUB{条件}{S} 目标寄存器, 操作数1, 操作数2
  功能：从操作数1中减去操作数2，结果存入目标寄存器。

SUB R0, R1, R2     @ R0 = R1 - R2
SUB R3, R4, #5      @ R3 = R4 - 5

1.2 移位操作

• LSL逻辑左移
  语法：LSL{条件}{S} 目标寄存器, 操作数, 移位位数
  功能：将操作数左移指定位数，低位补零。

LSL R0, R1, #4      @ R0 = R1 << 4

• LSR逻辑右移
  语法：LSR{条件}{S} 目标寄存器, 操作数, 移位位数
  功能：将操作数右移指定位数，高位补零。

LSR R0, R1, #3      @ R0 = R1 >> 3（无符号）

• ASR（算术右移）
  语法：ASR{条件}{S} 目标寄存器, 操作数, 移位位数
  功能：将操作数右移指定位数，高位补符号位（用于有符号数）

ASR R0, R1, #2      @ R0 = R1 >> 2（保留符号）

• ROR循环右移
  语法：ROR{条件}{S} 目标寄存器, 操作数, 移位位数
  功能：将操作数循环右移指定位数，移出的位补到高位。

ROR R0, R1, #8      @ R0 = R1 循环右移8位

1.3 乘法

• MUL无符号乘法
  语法：MUL{条件}{S} 目标寄存器, 操作数1, 操作数2
  功能：操作数1 × 操作数2，结果低32位存入目标寄存器。

MUL R0, R1, R2     @ R0 = (R1 × R2) 的低32位

• MIL乘加
  语法：MLA{条件}{S} 目标寄存器, 操作数1, 操作数2, 操作数3
  功能：操作数1 × 操作数2 + 操作数3。

MLA R0, R1, R2, R3  @ R0 = (R1 × R2) + R3

2 practice

2.1 编写invert(int n)

Write a function that returns the bitwise inversion of its parameter.
int invert (int n);

.global _start
_start:
    mov r0, #1
    bl invert
    1: b 1b    // Done

.global invert
invert:
    MVN r0,r0  // MVN把R0里面的数取反然后再进行存储
    BX lr	//return caller

2.2 编写judge_odd(int n)

算法：最低位是0还是1，若是1则odd为1，若是为0，则odd为0；如何获得最低位呢，直接使用n & 1;
Steps:

1. 将r0与1进行AND操作，结果存在某个寄存器，比如r0本身。
2. 然后比较这个结果是否为0，如果不为0，则返回1，否则返回0。

.global _start
_start:
    mov r0, #1
    bl odd
    1: b 1b    // Done

.global odd
odd:
	AND r0,r0,#1
    BX lr
	

2.3 计算绝对值abs(int n)

算法：进制补码中，负数的符号位是1，正数或零是0。所以，如果我能得到符号位的掩码，可能可以用异或和减法来计算绝对值。比如，对于n，如果符号位是0，那么绝对值是n本身；如果符号位是1，绝对值是~n + 1。或者用另一种方法：将n与符号位的掩码异或，然后减去掩码。这可能更高效。
步骤：

1. 将n算术右移31位，得到mask（0或-1）。
2. 异或n和mask，得到n ^ mask。
3. 减去mask，即(n ^ mask) - mask。因为mask是0或-1，当mask是-1时，减法相当于加1。

.global _start
_start:
    mov r0, #10
    bl abs
    1: b 1b    // Done

.global abs
abs:
    ASR r1, r0, #31	// r1 = n>>31 to generate mask
    EOR r0, r0, r1		// r0 = n ^ mask
    SUB r0, r0, r1		// r0 = r0 - mask
    BX lr
	

2.4 add(int n1, int n2)函数

即第一个参数传递给R0,第二个参数传递给R1；

.global _start
_start:
    mov r0, #1  // First function parameter is always passed through r0.
    mov r1, #1  // Second function parameter is always passed through r1.
    bl add      // Return value is always in r0.
    1: b 1b     // Done

.global add
add:
    ADD R0,R0,R1
    BX LR
	

2.4 shift寄存器

即将该参数移位到24位，低8位；

.global _start
_start:
    ldr r0, =0x12345678
    bl shift
    b _start        // End of testing code

// Convert one U32 sample to U8 format
shift:
    LSR r0,r0,#24	//将输入参数 r0 右移24位，保留高8位到低8位
    BX lr

2.5 sihft ath right

// A test case to test your function with

.global _start
_start:
    ldr r0, =0x40000
    bl shift
    b _start        // End of testing code

// Return 1/4 amplitude for a S32 sample
shift:
	ASR r0,r0,#2	//算数右移
    BX lr

2.6 shift left

// A test case to test your function with

.global _start
_start:
    ldr r0, =0x1234
    bl shift
    b _start        // End of testing code

// Convert one S16 to S32 format
shift:
	LSL R0,R0,#16	// left shift 16
    BX lr

以上是ARMv7汇编语言的常见算术指令运算；