"単純さを追求することは、強さを追求することである。"
今日、あなたが手にしているスマートフォンも、タブレットも、
ほとんどがARMアーキテクチャ上で動いている。
ARM。
それは単なるCPU設計ではない。
「省電力」と「高効率」という二律背反に挑んだ、設計思想そのものである。
この章では、ARMアセンブリの世界を覗きながら、
モダンな命令設計とは何かを、設計者の視点から探っていく。
ARMとは何か？
ARM（Advanced RISC Machines）は、
1983年に英国Acorn社によって生まれたCPUアーキテクチャである。
特徴は明確だ：
- RISC（Reduced Instruction Set Computer）設計
- 消費電力の極小化
- 高密度な命令発行効率
- モバイル・組み込み市場を席巻
現代では、スマートフォン、タブレット、IoT機器からサーバー市場まで、
至るところでARMコアが息づいている。
ARMアセンブリの基本命令
ARMは「単純な命令セット」を哲学にしている。
例えば、加算を行うときは：
ADD R0, R1, R2
意味：
-
R1とR2を加算し、その結果をR0に格納する。
ポイントは：
- 3オペランド形式（ソース2つ＋結果1つ）
- 明確な動作記述
- 結果を別レジスタに格納できる（破壊しない）
この「破壊しない計算」は、
後続処理の柔軟性を飛躍的に高める。
命令の一貫性：シンプルであることの力
ARM命令セットは、設計レベルで一貫性と予測可能性が徹底されている。
- ほとんどの命令が同じフォーマット
- 即値（Immediate）も一貫して扱える
- 条件付き実行（後述）が命令単位で可能
これにより、CPUのパイプライン設計が容易になり、
結果として高効率・低消費電力が実現できる。
単純さこそ、モダン設計における隠れた力なのだ。
条件付き実行：分岐を減らす設計美学
ARMは、分岐命令（例えばBEQ, BNE）を使わずとも、
各命令に「条件コード」を付与できる。
例：
ADDEQ R0, R1, R2
意味：
「直前の演算結果がゼロだった場合のみ、R1とR2を加算し、R0に格納せよ」
これにより：
- 分岐によるパイプライン破棄を減少
- よりスムーズな命令フローを実現
「無駄なジャンプを避ける」という哲学が、
ARM設計思想の根底に流れている。
スタックとレジスタ使用の違い
ARMでは、スタック操作も基本は明示的だ。
例えば、関数コール時には：
PUSH {R4, R5, LR} ; 必要なレジスタを保存
...
POP {R4, R5, PC} ; レジスタと復帰アドレスを復元
ここでLR（Link Register）は戻りアドレス、PC（Program Counter）は現在の命令アドレス。
これにより、関数呼び出しの流れを最小限の命令数で完結できる。
スタックも、レジスタも、究極的には「電力コスト」と「速度」を天秤にかけた設計なのだ。
Thumb命令セット：さらに小さく、さらに省電力
ARMは、さらに省メモリ・省電力を追求して、
Thumb命令セットを導入した。
特徴：
- 命令長が16bitに圧縮
- CPUの内部では通常の32bit命令にデコードされる
- メモリ帯域とキャッシュ効率が向上
つまり、コードサイズを半減させつつ、性能を大きく落とさないという、
非常にモダンな設計妥協を実現している。
ARM64（AArch64）：時代に合わせた進化
スマートフォンからサーバー領域までを狙ったARMは、
64bit化（AArch64）を果たした。
- レジスタが32本に拡張（X0〜X30＋SP）
- メモリアドレッシングの柔軟化
- より高度なSIMD（NEON）サポート
- 仮想化支援（Hypervisorモード）
この拡張にも一貫しているのは、
**「単純さを極力保ったまま、機能を拡張する」**という哲学だ。
ARMアセンブリを書くとは、何を意味するか？
ARMアセンブリを書くとは、
単に低レベルコーディングを行うのではない。
それは、
- 必要最小限の命令で
- 無駄な分岐を避け
- レジスタを最大限に生かし
- 電力と帯域のコストを意識しながら
**「機械を最も美しく動かすための詩作」**を行うことに他ならない。
結語：モダン設計とは、単純さと強さの統合である
ARMアーキテクチャとそのアセンブリは、
現代における単純さの力を体現している。
- 無駄を削ぎ落とす
- 最小限の記述で最大の効果を上げる
- 自由と秩序をバランスさせる
それは、設計とは複雑化ではなく、単純化の技術であるという静かな証明である。
"モダン設計とは、最小の手数で、最大の宇宙を動かすことである。ARMアセンブリは、そのために設計された静かな芸術である。"