ARM汇编之乘法指令

前言

首先，请问大家几个小小问题，你清楚：

• 乘法指令有哪些种类呢？
• ARM乘法指令具体的使用场景又有哪些？

今天，我们来一起探索并回答这些问题。为了便于大家理解，以下是本文的主题大纲：

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正文

ARM存在两类乘法指令，一个是32位乘法指令，得到的最终结果均为32位。另一个则是64位乘法指令，得到的结果都是64位。

32位乘法指令

MUL指令:

MUL指令的作用如下：

• 实现两个32位数(可以是有符号数，也可以是无符号数)的乘法运算，并将结果最终存入一个32位的寄存器中；
• 同时还会根据运算结果设置CPSR寄存器中相应的条件标志位；
• 由于两个32位数相乘结果为64位，而MUL指令仅仅保留了64位结果的低32位，所以无论对于有符号数还是无符号数的操作数而言，MUL指令执行的结果都是相同的。

MUL指令格式与实例展示如下：

图1 MUL指令格式

MLA指令

MLA指令作用如下：

• 实现两个32位(可以为无符号数，也可为有符号数)的乘积，再加上第3个操作数，并将结果保存到一个32位的寄存器中；
• 同时根据运算结果设置CPSR寄存器中相应的条件标志位；

MLA指令格式与实例展示如下：

图2 MLA指令格式

64位乘法指令

SMULL指令

SMULL指令作用如下：

• 实现两个32位的有符号数的乘积，将乘积结果的高32位存放到一个32位寄存器的中，乘积结果的低32位存放到另一个32位的寄存器中；
• 根据运算结果设置CPSR寄存器中的相应条件标志位，考虑到指令执行的效率，指令中的所有操作数都放在寄存器中。

SMULL指令格式与实例展示如下：

图3 SMULL指令格式

SMLAL指令

SMLAL指令的作用如下：

• 实现将两个32位的有符号数的64位乘积结果与和中的64位数相加，加法结果的高32位存放到一个32位的寄存器中，加法结果的低32位数存放到另一个32位的中；
• 同时根据运算结果设置CPSR寄存器中的条件标志位；

SMLAL指令格式与实例展示如下：

图4 SMLAL指令格式

UMULL指令

UMULL指令的作用如下：

• 实现两个32位的无符号数的乘积，乘积结果的高32位存放到一个32位的寄存器中，乘积结果的低32位存放到另一个32位的寄存器中；
• 同时将根据运算结果设置CPSR寄存器中相应的条件标志位；

UMULL指令格式与实例展示如下：

图5 UMULL指令格式

UMLAL指令

UMLAL指令的作用如下：

• 实现将两个32位无符号数的64位乘积结果与和中的64位无符号数相加，加法结果的我高32位存放到一个32位寄存器中，加法结果的低32位存放到另一个32位的寄存器中；
• 同时根据运算结果设置CPSR寄存器中相应的条件标志位；

UMLAL指令格式与实例展示如下：

图6 UMLAL指令格式

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