arm的v8r中汇编指令STRD的详细用法

经过查询相关资料，ARMv8-R 架构中的 STRD 指令用于将两个 32 位字（Word）或一个 64 位双字（Double-Word） 从两个寄存器存储到内存中。这在进行 64 位数据操作或者需要高效地存储一对寄存器时非常有用。由于搜索结果中相关信息较少，我会结合自己的知识为你详细解释。

📝 STRD 指令格式

STRD 指令的基本语法格式如下：

STRD <Rt1>, <Rt2>, [<Rn>, #<offset>]!  ; 预先带写回的变址寻址
STRD <Rt1>, <Rt2>, [<Rn>], #<offset>    ; 事后带写回的变址寻址
STRD <Rt1>, <Rt2>, [<Rn>, #<offset>]     ; 不带写回的变址寻址（偏移模式）

或者更一般的形式：

STRD <Rt1>, <Rt2>, [<Xn|SP>{, #<imm>}]

• <Rt1> 和 <Rt2>：这是你要存储到内存中的两个源寄存器。Rt1 中的值会被存储到较低的内存地址，Rt2 中的值会被存储到较高的内存地址。
• [<Rn>]：这是基址寄存器，包含了存储操作的目标内存地址。
• #<offset>：这是一个可选的立即数偏移量（通常有特定的范围限制，例如在 ARMv8 中常见的是 -1020 到 +1020 且是 4 的倍数）。它会被加到基址寄存器 Rn 上来形成有效地址。
• !：如果存在 !，表示预先变址寻址（Pre-index） 并且将计算后的新地址写回基址寄存器 Rn。
  格式：[Rn, #offset]! -> 先计算 Rn + offset 作为地址，然后将 Rn 更新为 Rn + offset。
• 如果没有 !，但有偏移量且写在括号内（如 [Rn, #offset]），这通常是偏移寻址（Offset），使用 Rn + offset 作为地址，但不写回 Rn。
• 如果偏移量写在括号外（如 [Rn], #offset），表示事后变址寻址（Post-index）：先使用 Rn 的值作为地址，然后将 Rn 更新为 Rn + offset。

🔍 STRD 指令的操作

STRD 指令的核心操作是将两个寄存器（Rt1 和 Rt2）的值存储到连续的内存单元中：

1. 计算地址：根据使用的寻址模式（偏移、预先变址、事后变址）计算有效内存地址。
   • 设有效地址为 address。
2. 存储数据：
   • 将寄存器 Rt1 的值存储到计算得到的有效地址 address 处（一个 word，4 字节）。
   • 将寄存器 Rt2 的值存储到地址 address + 4 处（下一个 word，4 字节）。
   • 这样就连续存储了 8 个字节（64 位）的数据。

⚠️ 重要注意事项

• 地址对齐：STRD 指令要求目标内存地址是 64 位（8 字节）对齐的。这意味着地址值最好是 8 的倍数（即最低 3 位为 0）。如果地址非 8 字节对齐，执行 STRD 指令可能会引发对齐错误异常（Alignment Fault），具体行为取决于系统配置。
• 寄存器对：Rt1 和 Rt2 通常是两个不同的通用寄存器。虽然有些架构可能允许 Rt1 和 Rt2 是同一个寄存器，但这通常没有实际意义，并且可能在某些情况下产生不可预知的行为，应避免这样使用。
• 偏移量范围：立即数偏移量 #<imm> 的范围和缩放因子由架构定义。在 ARMv8 中，STRD 的偏移量通常是一个有符号的立即数，范围是 -1020 到 +1020，并且必须是 8 的倍数（因为要访问 8 字节）。编码时偏移量会被除以 8。
• 写回（Write-back）：使用 !（预先变址）或事后变址格式时，基址寄存器 Rn 会被更新。确保 Rn 不是 PC（程序计数器），并且注意不要意外覆盖仍在使用的基址值。
• 访问权限：执行存储操作时，当前执行级别（EL）必须有权限写入目标内存地址，否则会产生权限错误异常。

🖥️ STRD 指令示例

假设寄存器 R1 的当前值是 0x8000，R2 中的值是 0xAABBCCDD，R3 中的值是 0x11223344。

1. 偏移模式（Offset）

STRD R2, R3, [R1, #16]   ; 将 R2 的值存储到 [R1+16] = 0x8010
                         ; 将 R3 的值存储到 [R1+16+4] = 0x8014
                         ; R1 的值保持不变 (0x8000)

2. 预先变址模式（Pre-index with write-back）

STRD R2, R3, [R1, #24]!  ; 先将 R1 更新为 R1 + 24 = 0x8018
                         ; 然后将 R2 的值存储到 [0x8018]
                         ; 将 R3 的值存储到 [0x8018+4] = 0x801C
                         ; 执行后 R1 = 0x8018

3. 事后变址模式（Post-index with write-back）

STRD R2, R3, [R1], #-8   ; 先将 R2 的值存储到 [R1] = [0x8000]
                         ; 将 R3 的值存储到 [0x8000+4] = 0x8004
                         ; 然后将 R1 更新为 R1 + (-8) = 0x7FF8

为了更直观地理解上述示例中内存和寄存器的变化，可以参考下面的表格：

示例模式	指令执行前	操作说明	指令执行后
偏移模式
	R1 = 0x8000	基址寄存器 R1 初始值。	R1 = 0x8000 (不变)
STRD R2, R3, [R1, #16]	R2 = 0xAABBCCDD	要存储的第一个源寄存器。	内存地址 0x8010 = 0xAABBCCDD (R2)
	R3 = 0x11223344	要存储的第二个源寄存器。	内存地址 0x8014 = 0x11223344 (R3)
预先变址模式
	R1 = 0x8000	基址寄存器 R1 初始值。	R1 = 0x8018 (更新)
STRD R2, R3, [R1, #24]!	R2 = 0xAABBCCDD	要存储的第一个源寄存器。	内存地址 0x8018 = 0xAABBCCDD (R2)
	R3 = 0x11223344	要存储的第二个源寄存器。	内存地址 0x801C = 0x11223344 (R3)
事后变址模式
	R1 = 0x8000	基址寄存器 R1 初始值。	R1 = 0x7FF8 (更新)
STRD R2, R3, [R1], #-8	R2 = 0xAABBCCDD	要存储的第一个源寄存器。	内存地址 0x8000 = 0xAABBCCDD (R2)
	R3 = 0x11223344	要存储的第二个源寄存器。	内存地址 0x8004 = 0x11223344 (R3)

🔄 相关指令

• LDRD：与 STRD 相对应的加载指令，用于从内存中连续读取 64 位数据到两个寄存器中。
• STR / LDR：用于存储/加载单一寄存器的指令。
• STP / LDP：用于存储/加载一对寄存器的指令，功能与 STRD/LDRD 类似，是 ARMv8 中更现代和通用的写法，通常推荐使用。例如 STP R2, R3, [R1, #16]。

💎 总结

ARMv8-R 架构中的 STRD 指令主要用于将两个通用寄存器（共 64 位数据）存储到连续的内存地址中。它支持偏移、预先变址（带写回）和事后变址（带写回） 三种寻址模式，提供了灵活的内存访问方式。使用时需特别注意内存地址必须 8 字节对齐，并合理运用偏移量和写回功能来优化代码效率。

希望这些信息能帮助你全面理解 ARMv8-R 中 STRD 指令的用法。