前回、MOV命令の込み入った事情を図にしただけで「実習はまた今度」などと書きました。しかし今回も「また今度」の回であります。MOV命令の親戚？ビットフィールドMOV命令群がこれまた込み入っているためであります。ビットフィールド転送命令と聞くと地味な？感じがしますが、これがどうして非常に多数の命令に化けるのであります。
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ビットフィールド転送命令とそのエイリアス
前回のMOV（転送）命令は、調べていくとaliasで実際は他の命令だった、というオチが多かったです。MOVは蜃気楼のようなもので実体がない、と。今回はその逆です。ビットフィールドMOV命令は、ちょいとオペランドの「お化粧直し」をして多数の命令の実体を担っていたのであります。その様子を表にしてみました。
BFM、SBFM、UBFMという３列が、今回とりあげるビットフィールド転送命令です。
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- BFM Bitfield MOVE
- SBFM Signed Bitfield MOVE
- UBFM Unsigned Bitfield MOVE
上記の３命令はレジスタの全幅でなく、その一部であるビットフィールドをとりだして他のレジスタに転送する命令群です。そう説明すると何に使うんだか分からないマイナーな命令群にも聞こえますが、実はこやつらは他の多くの命令に化けて各所で活躍しています。上の表の左端の列、alias に書かれている命令の全てもしくは一部の実体はビットフィールド転送命令です。alias先？の命令群は以下の３つに分類できます。
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- BFCなどのビットフィールド操作命令
- ASRなどのシフト命令
- SXTBなどの符号拡張、ゼロ拡張命令
大活躍じゃないですかい。aliasとする場合、オペランドの指定を工夫することでお化粧しています。こんな感じ。
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- ソースレジスタをゼロレジスタにする。
- ２つある即値（イミディエイト）に特定の値を指定する
- エイリアス命令の２つまたは１つの即値を加工して実際のビットフィールド転送命令のオペランドに変換する。
なかなかテクが入っているので、それぞれのalias命令をエクササイズするときに個別に見て行きたいと思います。しかし、元のビットフィールド転送命令自体の動作も結構複雑です。まずはその動作を確認しておきたいと思います。
ビットフィールド転送命令BFMの動作
以下にビットフィールド転送命令 BFM の動作を図にしてみました。ビットフィールド転送命令には二つの即値、imms と immr があり、その値が動作のキモになります。
左右に２つ動作が書かれていますが、immsとimmrの大小関係で、どちらになるかが決まります。図を見ていただいた方が分かり易いかと思います。
どちらもソースレジスタの一部のビットフィールドを取り出して、デスティネーションレジスタに書き込みます。ビットフィールドを上書きした部分以外のデスティネーションレジスタの他ビットの値は以前のものが保持されます。
符号付きビットフィールド転送命令SBFMの動作
上のBFM命令の動作が分かってしまえば、SBFM命令の動作は簡単です。BFMでは「キープ」であったデスティネーションの他ビット部分の取扱いが違うだけです。ビットフィールドよりもMSB側の部分には、ビットフィールドの最上位ビットを符号ビットとみなしてそれをコピーします。下図の赤の部分です。それに対してビットフィールドよりもLSB側の部分はゼロです。下図の青の部分です。
符号無ビットフィールド転送命令UBFMの動作
上のSBFM命令で「符号ビット」がコピーされていた部分をゼロクリアするとUBFM命令となります。こんな感じ。
個別にビットフィールド転送命令見ていくと、これがそんなに応用の広い命令には見えないのですが、実は変幻自在に活躍するのだ、と。ううむ、次回こそ実機上でその動作を確かめないと。ちゃんと実習しろよ、自分。