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在 C/C++ 中，编译器可以将 switch 语句降低到跳转表。我注意到 ARM 和 x86 之间跳转表的位置不同。

x86

对于 x86（和 x86_64），跳转表通常放在函数之外（例如 .rodata）

  4005e0:       48 8b 45 d8             mov    -0x28(%rbp),%rax
  4005e4:       48 8b 0c c5 b0 0c 40    mov    0x400cb0(,%rax,8),%rcx
  4005eb:       00 
  4005ec:       ff e1                   jmpq   *%rcx
  4005ee:       8b 45 e8                mov    -0x18(%rbp),%eax
  4005f1:       83 e8 66                sub    $0x66,%eax

手臂

对于 ARM，跳转表与函数代码交错。

 15c:   e28f2004        add     r2, pc, #4
 160:   e7911002        ldr     r1, [r1, r2]
 164:   e1a0f001        mov     pc, r1
 168:   000001a4        .word   0x000001a4
 16c:   000001b4        .word   0x000001b4
 170:   000001e4        .word   0x000001e4
 174:   00000214        .word   0x00000214
 178:   00000214        .word   0x00000214
 17c:   00000214        .word   0x00000214
 180:   00000214        .word   0x00000214
 184:   00000214        .word   0x00000214
 188:   000001c4        .word   0x000001c4
 18c:   000001f4        .word   0x000001f4

上面的代码是用 生成的clang 3.5 -target arm-none-eabi -march=armv7，但类似的代码是用 生成的gcc。

MIPS

为了完整起见，这里是 MIPS 上的 switch 语句的代码。跳转表放置在.rodata节中。

 4002b8:    2c85000b    sltiu   a1,a0,11       
 4002bc:    afc40018    sw  a0,24(s8)       //local var that we switch on 
 4002c0:    10a00021    beqz    a1,400348 <main0+0xb4> // default case
 4002c4:    00000000    nop
 4002c8:    8fc10018    lw  at,24(s8)      //the var that we switch on is in at
 4002cc:    00011080    sll v0,at,0x2      // v0 = at<<2
 4002d0:    3c030040    lui v1,0x40        // v1 = 0x40<<16
 4002d4:    00431021    addu    v0,v0,v1   // v0 = (at<<2) + v1 
 4002d8:    8c421848    lw  v0,6216(v0)    // v0 = *((at<<2)+0x401848)
 4002dc:    00400008    jr  v0             // jump
 4002e0:    00000000    nop

jumptable( 0x00401848) 的地址在.rodata.

 $ readelf -e /tmp/muti-sw.mips.o  | grep .rodata
 [ 7] .rodata           PROGBITS        00401848 001848 00069a 00   A  0   0  4

上面的代码是用 clang 3.9 生成的。

问题

为什么在 ARM 架构上跳转表经常与函数代码交错，而在 x86 上却没有？

这个答案意味着缓存在 ARM 上的工作方式与它有关。还有其他原因吗？

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1 回答 1

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这主要与 RISC 与 CISC 哲学有关。在 ARM 上，PC 几乎是一个通用寄存器。你可以用add r2, pc, #4; 这会将表的地址放入r2. 由于表格是通过 PC 加载的，因此它需要与代码一起使用。更简单的开关是可能的，

     ldr     r1, [r1, pc]  ; get table data via 'pc'
     add     pc, r1        ; do switch
table: 
     .word offset_first_case ; ... etc.

以上是完全PC相对的。看起来您的代码可能需要重新定位。如果案例代码是高度对称的，则可能甚至不需要表pc += case * case_code_size。

一些 ARM CPU 支持指令xlat和 switch/case 实现可能取决于编译器、目标 ARM/x86 CPU、数据类型和 case 的密度。例如，该表可能包含“case,case_offset”并已排序，因此在“稀疏情况”情况下执行二进制搜索。

注意：pc由于原始 ARM 流水线大小，ARM 提前了两条指令（八字节）。ARM 在使用 时会保持此偏移量PC以保持兼容。

于 2016-06-01T18:28:52.440 回答