ARM 汇编指令：STP\LDP

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1、汇编指令在不同架构中的联系与区别
 2、ARM 汇编指令：MOV
3、ARM 汇编指令：LDR
4、ARM 汇编指令：STR
5、ARM 汇编指令：MRS 和 MSR
6、ARM 汇编指令：ORRS
7、ARM 汇编指令：BEQ
8、ARM 汇编指令：TST
9、ARM 汇编指令：B
10、ARM 汇编指令：BX
11、ARM 汇编指令：ERET
12、ARM 汇编指令：STP\LDP
13、ARM 汇编指令：UBFX

STP 和 LDP 是 ARMv8-A 架构中非常核心且高效的一对指令，用于同时存储/加载两个寄存器。它们对栈操作、函数调用约定和内存数据块操作至关重要。

核心概念

STP ：Store Pair。将两个寄存器的值存储到相邻的内存地址中。
LDP ：Load Pair。从相邻的内存地址中加载数据到两个寄存器中。
本质：它们是单条指令，但完成两次内存访问，这比使用两条单独的 STR/LDR 指令更高效。
主要用途 ：
1. 函数开场/收场（Prologue/Epilogue） ：保存和恢复被调用者保存的寄存器（如 x29, x30 即 FP, LR），以及分配/释放栈空间。
2. 在内存和寄存器之间移动大数据块。
3. 高效的结构体/数组元素存取。

基本语法

复制代码

STP  Rt1, Rt2, [Rn, #offset]  // Store
LDP  Rt1, Rt2, [Rn, #offset]  // Load

Rt1, Rt2：要存储或加载的源/目标寄存器。通常是通用寄存器（X0-X30）或浮点/向量寄存器（D0-D31, Q0-Q31）。
Rn：基址寄存器，存放内存地址。
[Rn, #offset]：寻址模式。offset 是一个有符号的立即数，必须是 8 的倍数（因为一次操作 2 * 64-bit = 16 字节，要求地址对齐;而立即数单位是字节，只要第一个数是8字节对齐的，第二个也是对齐的）。

寻址模式（关键！）

寻址模式决定了如何计算内存地址以及如何更新基址寄存器 Rn。这是理解 STP/LDP 用法的核心。

1. 偏移模式 (Offset)

地址计算为 Rn + offset，不更新 Rn。

复制代码

STP X0, X1, [SP, #16]  // 将 X0, X1 存储到地址 SP+16 和 SP+24。SP 本身不变。
LDP X0, X1, [SP, #-16] // 从地址 SP-16 和 SP-8 加载到 X0, X1。SP 本身不变。

2. 前变基模式 (Pre-index)

地址计算为 Rn + offset，然后将计算后的地址写回 Rn（Rn = Rn + offset）。
语法：在偏移外加上 !。

复制代码

STP X0, X1, [SP, #-16]! // 1. SP = SP - 16; 2. 将 X0, X1 存储到 [SP] 和 [SP+8]。
                         // 这是典型的【分配栈空间并保存寄存器】 。

3. 后变基模式 (Post-index)

先使用 Rn 的原始值作为地址，然后更新 Rn（Rn = Rn + offset）。
语法：偏移放在 ] 后面。

复制代码

LDP X0, X1, [SP], #16   // 1. 从 [SP] 和 [SP+8] 加载到 X0, X1; 2. SP = SP + 16。
                         // 这是典型的【恢复寄存器并释放栈空间】。

典型用例示例

用例 1：函数开场与收场（最常见）

armasm 复制代码

// 函数开场 (Prologue)
my_function:
    STP X29, X30, [SP, #-16]! // 将帧指针(X29)和返回地址(X30)压栈，同时 SP -= 16
    MOV X29, SP               // 设置新的帧指针

    // 函数体 ...

// 函数收场 (Epilogue)
    LDP X29, X30, [SP], #16   // 从栈中恢复 X29, X30，同时 SP += 16
    RET                       // 使用恢复的 X30 返回

解释：

STP ... ! 在栈上分配了16字节空间，并保存了 X29, X30。
LDP ..., [SP], # 恢复这两个寄存器，并回收栈空间。
这对操作保证了栈的平衡。

用例 2：交换两个寄存器的值（无需临时寄存器）

armasm 复制代码

// 假设我们要交换 X0 和 X1 的值
STP X0, X1, [SP, #-16]! // 将 X0, X1 的值临时压栈
LDP X1, X0, [SP], #16   // 以相反的顺序加载回来，实现交换

用例 3：加载/存储结构体成员

c 复制代码

// 假设一个结构体： struct { long a; long b; } s;
// 地址在 X0 中，我们想加载 a 和 b 到 X1, X2
LDP X1, X2, [X0]        // X1 = s.a, X2 = s.b

// 或者想存储 X3, X4 到 s.a, s.b
STP X3, X4, [X0]

用例 4：批量内存拷贝（简化循环）

armasm 复制代码

// 从 X1 指向的内存拷贝 32 字节到 X0 指向的内存
LDP X2, X3, [X1]        // 加载前16字节
LDP X4, X5, [X1, #16]   // 加载后16字节（偏移模式）
STP X2, X3, [X0]        // 存储前16字节
STP X4, X5, [X0, #16]   // 存储后16字节

重要注意事项

寄存器顺序 ：在内存中，Rt1 总是存储在较低地址，Rt2 在较高地址（Rt1 -> [address], Rt2 -> [address+8]）。
对齐：offset 必须是 8 的倍数。产生的内存地址通常也建议自然对齐（即地址是所传输数据总大小的倍数），非对齐访问可能降低性能或导致异常。

浮点/向量寄存器 ：同样适用于 S, D, Q 寄存器。

armasm 复制代码

STP D0, D1, [X0]    // 存储两个双精度浮点数
LDP Q0, Q1, [X1, #32]! // 加载两个128位向量，并更新基址

栈指针 (SP) ：对 SP 的使用必须保持 16 字节对齐 ，这是 ARMv8 的硬性规定。STP/LDP 是维护这种对齐的首选指令。
符号扩展 ：LDP 有带符号扩展的变体，如 LDPSW，用于加载两个 32 位字并将其符号扩展到 64 位寄存器。

总结

特性	STP	LDP
全称	Store Pair	Load Pair
作用	寄存器的值 -> 内存	内存的值 -> 寄存器
关键寻址	偏移 (`[Rn, #off]`)、前变基 (`[Rn, #off]!`)、后变基 (`[Rn], #off`)
主要用途	保存寄存器、压栈、写数据块	恢复寄存器、出栈、读数据块
栈操作核心	`STP X29, X30, [SP, #-16]!` （分配空间并保存）	`LDP X29, X30, [SP], #16` （恢复并释放空间）

掌握 STP/LDP 及其寻址模式，是理解 ARMv8 汇编中栈管理和高效内存访问的关键。