21. Subword data

• Subword data
• load and store

sub-word 즉, word interger 32bit size보다 작은 데이터를 사용하려면 어떻게 해야하나?

Subword data

byte(2byte), half word(4byte) 를 사용하는 방법.

.align 4
one_byte: .byte 205
/* This number in binary is 11001101 */

.align 4
one_halfword: .hword 42445
/* This number in binary is 1010010111001101 */

.byte 1byte 만 값 저장
.hword2byte 만 값 저장

load and store

ARM은 1Byte 2Byte 데이터를 load하기 위해서 다음과 같은 명령어를 제공한다.
ldrb ldrh load되지 않는 나머지 비트들은 0으로 채워진다.

• Load

    .text
  
    .globl main
    main:
        push {r4, lr}
  
        ldr r0, addr_of_one_byte     /* r0 ←  &one_byte */
        ldrb r0, [r0]                /* r0 ←  *{byte}r0 */
  
        ldr r1, addr_of_one_halfword /* r1 ←  &one_halfword */
        ldrh r1, [r1]                /* r1 ←  *{half}r1 */
  
        pop {r4, lr}
        mov r0, #0
        bx lr
  
    addr_of_one_byte: .word one_byte
    addr_of_one_halfword: .word one_halfword
  

  ldr이 아니라, ldrb ldrh 사용됨 유의.

• 메모리에 로딩되는 형태

  만약 다음과 같은 값이 주소 [addr] 부터 1바이트씩 저장 되어있다면

  |주소 | Data | |-------|---------------| |addr | 11001101 | |addr+1 | 10100101 |

  ldrb addr 그리고 ldrh addr 했을때, register에 로딩되는 값의 모습은 다음과 같다.

  | 명령어 | 32-bit register r0에 로딩된 값 | |---------------|---------------------------------------| |ldrb r0 [addr] |00000000 00000000 00000000 11001101| |ldrh r0 [addr] |00000000 00000000 10100101 11001101|

  참고로 Little Endian 아키텍쳐이다. 위 표처럼 Byte는 낮은 주소에 LSB 높은 주소에 MSB 순으로 놓인다.

• 2's complement 로드하기

  만약 음수값을 사용한다면 ldrsb ldrsh를 사용해야 한다.
  (아래 표) 만약 1바이트 크기의 음수 값 -51 (0x11001101)을 ldr로 로드하면 r0에 205로 잘못 저장된다. 그럴때는 ldrsb로 로드해야 정상적으로 -51로 저장된다.

  | 명령어 | 32-bit register r0에 로딩된 값 | 10진수 | |---------------|---------------------------------------|---------| |ldrb r0 [addr] |00000000 00000000 00000000 11001101| 205 | |ldrsb r0 [addr] | 11111111 11111111 11111111 11001101| -51 |

• Store

  Store연산은 위의 2's complement 를 고려할 필요없이 strb strh 만 사용하면 된다.

    ldr r1, addr_of_one_byte     /* r0 ←  &one_byte */
    ldrsb r0, [r1]               /* r0 ←  *{signed byte}r1 */
    strb r0, [r1]                /* *{byte}r1 ←  r0 */
  
    ldr r0, addr_of_one_halfword /* r0 ←  &one_halfword */
    ldrsh r1, [r0]               /* r1 ←  *{signed half}r0 */
    strh r1, [r0]                /* *{half}r0 ←  r1 */
  

참고 ldrd, strd

d 는 doubleword

LDR{type}{cond}{.W} Rt, label
LDRD{cond} Rt, Rt2, label        ; Doubleword

type: B
unsigned Byte (Zero extend to 32 bits on loads.)
SB
signed Byte (LDR only. Sign extend to 32 bits.)
H
unsigned Halfword (Zero extend to 32 bits on loads.)
SH
signed Halfword (LDR only. Sign extend to 32 bits.)

• omitted, for Word.