一文搞懂 ARM 64 系列: ADD(立即数版)

汇编中，加法指令很重要，因为它是执行其他很多指令的基础。

同时，加法指令也会影响NZCV标志。有关NZCV的介绍，可以参看《一文搞懂 ARM 64 系列: ADC》。

ARM64汇编中，ADD指令有3种形式，这里介绍第一种形式，也就是与立即数相加。

1 指令语法

ADD <Xd|SP>, <Xn|Sp>, #imm{, shift}

{}里的内容表示是可选的。

shift表示LSL(逻辑左移)的位数，有2个取值，一个是0，一个是12。0是其默认值。

所谓LSL(逻辑左移)，是指将数值整体向左移动，低位补0。如果高位被移出去，直接丢弃。

2 指令语义

整个指令就是将源寄存器<Xn|SP>，与立即数imm(如果有必要，需要进行LSL)相加，将结果写入目的寄存器<Xd|SP>。

注意，这条指令不影响NZCV标志。

(<Xd|SP>, _) = <Xn|Sp> + imm << shift

3 NZCV 如何受影响

虽然这条指令最终不影响NZCV标志，但是搞清楚NZCV如何受影响，还是很有必要的。

1 将源寄存器的值<Xn|SP>和imm << shift都当成无符号整型数，两数相加，得到一个无符号整型数的结果，记作u_result。此时计算时不考虑溢出:

<Xn|SP> = 0xffffffffffffffff // 64 bit 全 1
(imm << shift) = 1
u_result = 0xffffffffffffffff + 1 = 0x10000000000000000 // 2^64，而不是 0

2将源寄存器的值<Xn|SP>和imm << shift都当成有符号整型数，两数相加，得到一个有符号整型数的结果，记作s_result。此时计算时不考虑溢出:

<Xn|SP> = 0xffffffffffffffff // 64 bit 全 1，此时当成 -1 看待
(imm << shift) = 0x8000000000000000 // 64 bit 最小负整数 -9223372036854775808
s_result = -1 + (-9223372036854775808) = -9223372036854775809 // 而不是 0x7fffffffffffffff

3 从u_result中取(63~0)共64bit，记作result;

4 如果result的最高位是1，那么N = 1;

5 如果result = 0，那么Z = 1;

6 如果把result当成无符号整型数，它的值等于u_result，那么C = 0；如果不等于，那么C = 1，也就是在进行加法运算时，发生了进位。

7 如果把result当成有符号整型数，它的值等于s_result，那么V = 0；如果不等于，那么V = 1，也就是说在进行加法运算，发生了溢出。