ARM指令介绍2138

1、23:24江苏大学通信工程1ARMARM指令系统指令系统简介简介 ARM处理器是基于精简指令集计算机(RISC)原理设计的，指令集和相关译码机制较为简单。ARM具有32位ARM指令集和16位Thumb指令集，ARM指令集效率高，但是代码密度低;而Thumb指令集具有较高的代码密度，却仍然保持ARM的大多数性能上的优势，它是ARM指令集的子集。所有的ARM指令都是可以有条件执行的，而Thumb指令仅有一条指令具备条件执行功能。ARM程序和Thumb程序可相互调用，相互之间的状态切换开销几乎为零。 23:24江苏大学通信工程2ARMARM指令集与指令集与ThumbThumb指令集的关系指令集的关系

2、Thumb指令集具有灵活、小巧的特点ARM指令集支持ARM核所有的特性，具有高效、快速的特点23:24江苏大学通信工程33.1 ARM3.1 ARM处理器寻址方式处理器寻址方式寻址方式分类寻址方式分类 寻址方式是根据指令中给出的地址码字段来实现寻找真实操作数地址的方式。ARM处理器具有9种基本寻址方式。1.寄存器寻址；2.立即寻址；3.3.寄存器移位寻址；寄存器移位寻址；4.寄存器间接寻址；5.基址寻址；6.6.多寄存器寻址；多寄存器寻址；7.堆栈寻址；8.块拷贝寻址；9.相对寻址。23:24江苏大学通信工程4 操作数的值在寄存器中，指令中的地址码字段指出的是寄存器编号，指令执行时直接取出寄存

3、器值来操作。寄存器寻址指令举例如下： MOV R1,R2 ;将R2的值存入R1 SUB R0,R1,R2 ;将R1的值减去R2的值，结果保存到R0 0 xAA0 x55R2R1寻址方式分类寻址方式分类寄存器寻址寄存器寻址MOV R1,R20 xAA23:24江苏大学通信工程5 立即寻址指令中的操作码字段后面的地址码部分即是操作数本身，也就是说，数据就包含在指令当中，取出指令也就取出了可以立即使用的操作数(这样的数称为立即数)。立即寻址指令举例如下： SUBS R0,R0,#1 ;R0减1,结果放入R0,并且影响标志位MOVR0,#0 xFF000 ;将立即数0 xFF000装入R0寄存器 0

4、x55R0MOV R0,#0 xFF00程序存储寻址方式分类寻址方式分类立即寻址立即寻址MOV R0,#0 xFF000 xFF00从代码中获得数据23:24江苏大学通信工程6 寄存器移位寻址是ARM指令集特有的寻址方式。当第2个操作数是寄存器移位方式时,第2个寄存器操作数在与第1个操作数结合之前,选择进行移位操作。寄存器移位寻址指令举例如下：MOVR0,R2,LSL #3 ;R2的值左移3位，结果放入R0， ;即是R0=R28 ANDS R1,R1,R2,LSL R3 ;R2的值左移R3位,然后和R1相 ;“与”操作，结果放入R10 x55R0R2 0 x01寻址方式分类寻址方式分类寄存器移

5、位寻址寄存器移位寻址MOV R0,R2,LSL #30 x080 x08逻辑左移3位23:24江苏大学通信工程7 寄存器间接寻址指令中的地址码给出的是一个通用寄存器的编号，所需的操作数保存在寄存器指定地址的存储单元中，即寄存器为操作数的地址指针。寄存器间接寻址指令举例如下： LDRR1,R2;将R2指向的存储单元的数据读出;保存在R1中 SWPR1,R1,R2;将寄存器R1的值和R2指定的存储;单元的内容交换 0 x55R0R2 0 x400000000 xAA0 x40000000寻址方式分类寻址方式分类寄存器间接寻址寄存器间接寻址LDR R0,R20 xAA23:24江苏大学通信工程8 基

6、址寻址就是将基址寄存器的内容与指令中给出的偏移量相加，形成操作数的有效地址。基址寻址用于访问基址附近的存储单元，常用于查表、数组操作、功能部件寄存器访问等。基址寻址指令举例如下： LDRR2,R3,#0 x0C ;读取R3+0 x0C地址上的存储单元 ;的内容，放入R2 STRR1,R0,#-4! ;先R0=R0-4，然后把R1的值保存到 ; R0指定的存储单元 寻址方式分类寻址方式分类基址寻址基址寻址0 x55R2R3 0 x400000000 xAA0 x4000000CLDR R2,R3,#0 x0C0 xAA将R3+0 x0C作为地址装载数据23:24江苏大学通信工程9 多寄存器寻址一

7、次可传送几个寄存器值，允许一条指令传送16个寄存器的任何子集或所有寄存器。多寄存器寻址指令举例如下： LDMIAR1!,R2-R7,R12 ;将R1指向的单元中的数据读出到 ;R2R7、R12中(R1自动加4) STMIAR0!,R2-R7,R12 ;将寄存器R2R7、R12的值保 ;存到R0指向的存储; 单元中 ;(R0自动加4)0 x40000000R1R2 0 x?0 x010 x400000000 x?R3R4 0 x?R6 0 x?0 x020 x030 x040 x400000040 x400000080 x4000000C存储器寻址方式分类寻址方式分类多寄存器寻址多寄存器寻址LD

8、MIA R1!,R2-R4,R6 0 x010 x020 x030 x040 x4000001023:24江苏大学通信工程10 堆栈是一个按特定顺序进行存取的存储区，操作顺序为“后进先出” 。堆栈寻址是隐含的，它使用一个专门的寄存器(堆栈指针)指向一块存储区域(堆栈)，指针所指向的存储单元即是堆栈的栈顶。存储器堆栈可分为两种： 向上生长：向高地址方向生长，称为递增堆栈向下生长：向低地址方向生长，称为递减堆栈寻址方式分类寻址方式分类堆栈寻址堆栈寻址23:24江苏大学通信工程11寻址方式分类寻址方式分类堆栈寻址堆栈寻址栈底栈顶栈区SP堆栈存储区栈顶栈底栈区SP向下增长向上增长0 x12345678

9、0 x12345678堆栈压栈堆栈压栈23:24江苏大学通信工程12栈顶SP栈顶SP栈底空堆栈栈底满堆栈 堆栈指针指向最后压入的堆栈的有效数据项，称为满堆栈；堆栈指针指向下一个待压入数据的空位置，称为空堆栈。 寻址方式分类寻址方式分类堆栈寻址堆栈寻址0 x123456780 x12345678栈顶SP0 x12345678栈顶SP压栈压栈23:24江苏大学通信工程13所以可以组合出四种类型的堆栈方式：满递增：堆栈向上增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最高地址。指令如LDMFA、STMFA等； 空递增：堆栈向上增长，堆栈指针指向堆栈上的第一个空位置。指令如LDMEA、STMEA等； 满递减：堆栈

10、向下增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最低地址。指令如LDMFD、STMFD等；空递减：堆栈向下增长，堆栈指针向堆栈下的第一个空位置。指令如LDMED、STMED等。 寻址方式分类寻址方式分类堆栈寻址堆栈寻址23:24江苏大学通信工程14 块拷贝寻址LDM/STM指令可把存储器中的一个数据块加载到多个寄存器中，也可把多个寄存器中的内容保存到存储器中。 如：STMIA R0!,R1-R7 ;将R1R7的数据保存到存储器中。;存储指针在保存第一个值之后增加，;增长方向为向上增长。STMIB R0!,R1-R7 ;将R1R7的数据保存到存储器中。;存储指针在保存第一个值之前增加，;增长方向为向上增长

11、。 寻址方式分类寻址方式分类块拷贝寻址块拷贝寻址23:24江苏大学通信工程15 相对寻址是基址寻址的一种变通。由程序计数器PC提供基准地址，指令中的地址码字段作为偏移量，两者相加后得到的地址即为操作数的有效地址。相对寻址指令举例如下：BLSUBR1;调用到SUBR1子程序BEQLOOP;条件跳转到LOOP标号处.LOOP MOVR6,#1.SUBR1. 寻址方式分类寻址方式分类相对寻址相对寻址23:24江苏大学通信工程16ARMARM指令系统指令系统q 3.1 ARM 3.1 ARM处理器寻址方式处理器寻址方式q 3.2 ARM3.2 ARM指令集指令集23:24江苏大学通信工程17简单的简单

12、的ARMARM程序程序;文件名：TEST1.S ;功能：实现两个寄存器相加 ;说明：使用ARMulate软件仿真调试 AREAExample1,CODE,READONLY ;声明代码段Example1 ENTRY ;标识程序入口 CODE32 ;声明32位ARM指令START MOVR0,#0 ;设置参数 MOVR1,#10LOOPBLADD_SUB ;调用子程序ADD_SUB BLOOP ;跳转到LOOPADD_SUB ADDSR0,R0,R1 ;R0 = R0 + R1 MOVPC,LR ;子程序返回 END ;文件结束 使用“；”进行注释标号顶格写实际代码段声明文件结束23:24江苏大学

13、通信工程183.2 ARM3.2 ARM指令指令1.1.指令格式指令格式202.2.条件码条件码293.3.存储器访问指令存储器访问指令324.4.数据处理指令数据处理指令515.5.乘法指令乘法指令786.ARM6.ARM分支指令分支指令887.7.协处理器指令协处理器指令978.8.杂项指令杂项指令1089.9.伪指令伪指令11823:24江苏大学通信工程19 ARM指令的基本格式如下：ARMARM指令格式指令格式 S , 其中号内的项是必须的，号内的项是可选的。各项的说明如下：opcode：指令助记符；cond：执行条件；S：是否影响CPSR寄存器的值；Rd：目标寄存器； Rn：第1个操

14、作数的寄存器；operand2：第2个操作数；23:24江苏大学通信工程20 ARM指令的基本格式如下：第第2 2个操作数个操作数 S , 灵活的使用第2个操作数“operand2”能够提高代码效率。它有如下的形式：#immed_8r常数表达式；Rm寄存器方式；Rm,shift寄存器移位方式；23:24江苏大学通信工程21#immed_8r常数表达式 该常数必须对应8位位图，即一个8位的常数通过循环右移偶数位得到。循环右移10位0 x120 0 0 1 0 0 1 00 x000 0 0 0 0 0 0 00 x000 0 0 0 0 0 0 00 x000 0 0 0 0 0 0 00 x0

15、00 0 0 0 0 0 0 00 x000 0 0 0 0 0 0 00 x801 0 0 0 0 0 0 00 x040 0 0 0 0 1 0 08位常数第第2 2个操作数个操作数23:24江苏大学通信工程22#immed_8r常数表达式 该常数必须对应8位位图，即一个8位的常数通过循环右移偶数位得到。例如：MOVR0,#1ANDR1,R2,#0 x0F第第2 2个操作数个操作数23:24江苏大学通信工程23Rm寄存器方式 在寄存器方式下，操作数即为寄存器的数值。例如：SUBR1,R1,R2MOVPC,R0第第2 2个操作数个操作数23:24江苏大学通信工程24Rm,shift寄存器移位

16、方式 将寄存器的移位结果作为操作数，但Rm值保持不变，移位方法如下：操作码说明操作码说明ASR #n算术右移n位ROR #n循环右移n位LSL #n逻辑左移n位RRX带扩展的循环右移1位LSR #n逻辑右移n位Type RsType为移位的一种类型，Rs为偏移量寄存器，低8位有效。第第2 2个操作数个操作数23:24江苏大学通信工程25LSL移位操作：0LSR移位操作：0ASR移位操作：ROR移位操作：RRX移位操作：C第第2 2个操作数个操作数23:24江苏大学通信工程26Rm,shift寄存器移位方式例如：ADDR1,R1,R1,LSL #3;R1=R1+R1*8=9R1SUBR1,R1,

17、R2,LSR R3;R1=R1-(R2/2R3)第第2 2个操作数个操作数23:24江苏大学通信工程273.2 ARM3.2 ARM指令指令1.1.指令格式指令格式2.2.条件码条件码293.3.存储器访问指令存储器访问指令334.4.数据处理指令数据处理指令525.5.乘法指令乘法指令786.ARM6.ARM分支指令分支指令887.7.协处理器指令协处理器指令978.8.杂项指令杂项指令1089.9.伪指令伪指令11823:24江苏大学通信工程28 ARM指令的基本格式如下：条件码条件码 S , 使用条件码“cond”可以实现高效的逻辑操作，提高代码效率。 所有的ARM指令都可以条件执行，而

18、Thumb指令只有B（跳转）指令具有条件执行功能。如果指令不标明条件代码，将默认为无条件（AL）执行。23:24江苏大学通信工程29条件码条件码条件助记符条件助记符标志标志含义含义0000EQZ=1相等0001NEZ=0不相等0010CS/HSC=1无符号数大于或等于0011CC/LOC=0无符号数小于0100MIN=1负数0101PLN=0正数或零0110VSV=1溢出0111VCV=0没有溢出1000HIC=1,Z=0无符号数大于1001LSC=0,Z=1无符号数小于或等于1010GEN=V有符号数大于或等于 1011LTN!=V有符号数小于 1100GTZ=0,N=V有符号数大于 110

19、1LEZ=1,N!=V有符号数小于或等于 1110AL任何无条件执行 (指令默认条件) 1111NV任何从不执行(不要使用) 指令条件码表指令条件码表23:24江苏大学通信工程30C代码：If(a b)a+;Elseb+;对应的汇编代码：CMPR0,R1 ;R0与R1比较ADDHI R0,R0,#1 ;若R0R1，则R0=R0+1ADDLS R1,R1,#1 ;若R01，则R1=R1+1示例：条件码条件码23:24江苏大学通信工程313.2 ARM3.2 ARM指令指令1.1.指令格式指令格式2.2.条件码条件码3.3.存储器访问指令存储器访问指令334.4.数据处理指令数据处理指令525.5

20、.乘法指令乘法指令786.ARM6.ARM分支指令分支指令887.7.协处理器指令协处理器指令978.8.杂项指令杂项指令1089.9.伪指令伪指令11823:24江苏大学通信工程32存储器访问指令存储器访问指令 ARM处理器是典型的RISC处理器，对存储器的访问只能使用加载和存储指令实现。ARM处理器是冯诺依曼存储结构，程序空间、RAM空间及I/O映射空间统一编址，除对RAM操作以外，对外围IO、程序数据的访问均要通过加载/存储指令进行。 存储器访问指令分为单寄存器操作指令和多寄存器操作指令。23:24江苏大学通信工程33助记符助记符说明说明操作操作条件码位置条件码位置LDR Rd,addr

21、essing 加载字数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondLDRB Rd,addressing 加载无符号字节数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondBLDRT Rd,addressing以用户模式加载字数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondTLDRBT Rd, addressing 以用户模式加载无符号字节数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondBTLDRH Rd, addressing 加载无符号半字数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondHLDR

22、SB Rd, addressing 加载有符号字节数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondSBLDRSH Rd, addressing加载有符号半字数据 Rdaddressing，addressing索引 LDRcondSH 单寄存器加载指令单寄存器加载指令23:24江苏大学通信工程34助记符说明操作条件码位置STR Rd, addressing 存储字数据addressingRd，addressing索引STRcondSTRB Rd,addressing 存储字节数据addressingRd，addressing索引STRcondBSTRT Rd,addressi

23、ng 以用户模式存储字数据addressingRd， addressing索引STRcondTSTRBT Rd,addressing 以用户模式存储字节数据addressingRd，addressing索引STRcondBTSTRH Rd,addressing 存储半字数据addressing Rd，addressing索引STRcondH LDR/STR指令用于对内存变量的访问、内存缓冲区数据的访问、查表、外围部件的控制操作等。若使用LDR指令加载数据到PC寄存器，则实现程序跳转功能，这样也就实现了程序散转。 所有单寄存器加载/存储指令可分为“字和无符号字节加载存储指令”和“半字和有符号字节

24、加载存储指令。单寄存器存储指令单寄存器存储指令23:24江苏大学通信工程35LDR和STR字和无符号字节加载/存储指令 LDR指令用于从内存中读取单一字或字节数据存入寄存器中，STR指令用于将寄存器中的单一字或字节数据保存到内存。指令格式如下：单寄存器操作指令单寄存器操作指令 LDRcondTRd, ;将指定地址上的字数据读入Rd STRcondTRd, ;将Rd中的字数据存入指定地址 LDRcondBTRd, ;将指定地址上的字节数据读入Rd STRcondBTRd, ;将Rd中的字节数据存入指定地址 其中，T为可选后缀。若指令有T，那么即使处理器是在特权模式下，存储系统也将访问看成是在用户

25、模式下进行的。T在用户模式下无效，不能与前索引偏移一起使用T。 23:24江苏大学通信工程36LDR和STR字和无符号字节加载/存储指令编码指令执行的条件码I为0时，偏移量为12位立即数，为1时，偏移量为寄存器移位P表示前/后变址U表示加/减B为1表示字节访问，为0表示字访问W表示回写为指令的寻址方式Rd为源/目标寄存器Rn为基址寄存器L用于区别加载（L为1）或存储（L为0）单寄存器操作指令单寄存器操作指令23:24江苏大学通信工程37LDR和STR字和无符号字节加载/存储指令 LDR/STR指令寻址非常灵活，它由两部分组成，其中一部分为一个基址寄存器，可以为任一个通用寄存器；另一部分为一个地

26、址偏移量。地址偏移量有以下3种格式： 立即数。立即数可以是一个无符号的数值。这个数据可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存器中减去这个数值。 如：LDR R1,R0,#0 x12 寄存器。寄存器中的数值可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存器中减去这个数值。 如：LDR R1,R0,R2 寄存器及移位常数。寄存器移位后的值可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存器中减去这个数值。 如：LDR R1,R0,R2,LSL #2 单寄存器操作指令单寄存器操作指令23:24江苏大学通信工程38 从寻址方式的地址计算方法分，加载/存储指令有以下4种格式： 零偏移。如：LDR Rd,Rn 前索引偏移。如：LDR

27、Rd,Rn,#0 x04!程序相对偏移。如：LDR Rd,labe1 后索引偏移。如：LDR Rd,Rn,#0 x04注意：大多数情况下，必须保证字数据操作的地址是32位对齐的。LDR和STR字和无符号字节加载/存储指令单寄存器操作指令单寄存器操作指令23:24江苏大学通信工程39LDR和STR半字和有符号字节加载/存储指令 这类LDR/STR指令可加载有符号半字或字节，可加载/存储无符号半字。偏移量格式、寻址方式与加载/存储字和无符号字节指令相同。 LDRcondSB Rd, ;将指定地址上的有符号字节读入将指定地址上的有符号字节读入Rd LDRcondSH Rd, ;将指定地址上的有符号半

28、字读入将指定地址上的有符号半字读入Rd LDRcondH Rd, ;将指定地址上的半字数据读入将指定地址上的半字数据读入Rd STRcondH Rd, ;将将Rd中的半字数据存入指定地址中的半字数据存入指定地址注意注意：1. 1.有符号位半字有符号位半字/ /字节加载是指用符号位加载扩展到字节加载是指用符号位加载扩展到3232位，无符号半字位，无符号半字加载是指用零扩展到加载是指用零扩展到3232位；位；2.2.半字读写的指定地址必须为偶数，否则将产生不可靠的结果；半字读写的指定地址必须为偶数，否则将产生不可靠的结果；单寄存器操作指令单寄存器操作指令23:24江苏大学通信工程40LDR和STR

29、半字和有符号字节加载/存储指令编码指令执行的条件码I为0时，偏移量为12位立即数，为1时，偏移量为寄存器移位P表示前/后变址U表示加/减W表示回写为指令的寻址方式Rd为源/目标寄存器Rn为基址寄存器L用于区别加载（L为1）或存储（L为0）S为1表示有符号访问，为0表示无符号访问H为1表示半字访问，为0表示字节访问单寄存器操作指令单寄存器操作指令23:24江苏大学通信工程41LDR和STR指令应用示例：1. 1.加载加载/ /存储字和无符号字节指令存储字和无符号字节指令LDRR2,R5;将将R5指向地址的字数据存入指向地址的字数据存入R2STRR1,R0,#0 x04 ;将将R1的数据存储到的数

30、据存储到R0+0 x04地址地址LDRBR3,R2,#1 ;将将R2指向地址的字节数据存入指向地址的字节数据存入R3，R2R2+1STRBR6,R7 ;将将R6的字节数据存储到的字节数据存储到R7指向的地址指向的地址2.2.加载加载/ /存储半字和有符号字节指令存储半字和有符号字节指令LDRSB R1,R0,R3;将将R0+R3地址上的字节数据存入地址上的字节数据存入R1，;高高24位用符号扩展位用符号扩展LDRH R6,R2,#2;将将R2指向地址的半字数据存入指向地址的半字数据存入R6，高，高16位用位用0扩展扩展;读出后，读出后，R2=R2+2STRH R1,R0,#2!;将将R1的半字

31、数据保存到的半字数据保存到R0+2地址，地址，;只修改低只修改低2字节数据，字节数据，R0=R0+2单寄存器操作指令单寄存器操作指令23:24江苏大学通信工程42助记符助记符说明说明操作操作条件码位置条件码位置LDMmode Rn!,reglist 多寄存器加载多寄存器加载reglistreglistRn.Rn.，RnRn回写等回写等LDMcondmodeLDMcondmodeSTMmode Rn!,reglist 多寄存器存储多寄存器存储Rn.reglist,RnRn.reglist,Rn回写等回写等STMcondmodeSTMcondmode多寄存器存取指令多寄存器存取指令 多寄存器加载/

32、存储指令可以实现在一组寄存器和一块连续的内存单元之间传输数据。LDM为加载多个寄存器；STM为存储多个寄存器。允许一条指令传送16个寄存器的任何子集或所有寄存器。它们主要用于现场保护、数据复制、常数传递等。23:24江苏大学通信工程43 多寄存器加载/存储指令格式如下： LDMcond Rn!,reglist STMcond Rn!,reglistcond：指令执行的条件；模式：控制地址的增长方式，一共有8种模式；!：表示在操作结束后，将最后的地址写回Rn中；reglist ：表示寄存器列表，可以包含多个寄存器，它们使用“,”隔开，如R1,R2,R6-R9，寄存器由小到大排列；：加入该后缀后，

33、进行数据传送且寄存器列表不包含PC时，加载/存储的寄存器是用户模式下的，而不是当前模式的寄存器。若在LDM指令且寄存器列表中包含有PC时使用，那么除了正常的多寄存器传送外，还将SPSR也拷贝到CPSR中，这可用于异常处理返回。注意：该后缀不允许在用户模式或系统模式下使用。多寄存器存取指令多寄存器存取指令23:24江苏大学通信工程44LDM和STM多寄存器加载/存储指令编码指令执行的条件码S 对 应 于 指 令 中的”符号P表示前/后变址U表示加/减W表示回写寄存器列表Rn为基址寄存器L用于区别加载（L为1）或存储（L为0）多寄存器存取指令多寄存器存取指令23:24江苏大学通信工程45 多寄存器

34、加载多寄存器加载/ /存储指令的存储指令的8 8种模式如下表所示，右边四种为堆栈种模式如下表所示，右边四种为堆栈操作、左边四种为数据传送操作操作、左边四种为数据传送操作(p109)。模式模式说明说明模式模式说明说明IAIA每次传送后地址加每次传送后地址加4 4FDFD满递减堆栈满递减堆栈IBIB每次传送前地址加每次传送前地址加4 4EDED空递减堆栈空递减堆栈DADA每次传送后地址减每次传送后地址减4 4FAFA满递增堆栈满递增堆栈DBDB每次传送前地址减每次传送前地址减4 4EAEA空递增堆栈空递增堆栈数据块传送操作数据块传送操作堆栈操作堆栈操作 进行数据复制时，先设置好源数据指针和目标指针

35、，然后使用块进行数据复制时，先设置好源数据指针和目标指针，然后使用块拷贝寻址指令拷贝寻址指令LDMIA/STMIALDMIA/STMIA、LDMIB/STMIBLDMIB/STMIB、LDMDA/STMDALDMDA/STMDA、LDMDB/STMDBLDMDB/STMDB进行读取和存储进行读取和存储 。 进行堆栈操作操作时，要先设置堆栈指针（进行堆栈操作操作时，要先设置堆栈指针（SPSP），然后使用堆栈），然后使用堆栈寻址指令寻址指令STMFD/LDMFD STMFD/LDMFD 、STMED/LDMEDSTMED/LDMED、STMFA/LDMFASTMFA/LDMFA和和STMEA/LD

36、MEASTMEA/LDMEA实现堆栈操作。实现堆栈操作。多寄存器存取指令多寄存器存取指令23:24江苏大学通信工程46数据块传送指令数据块传送指令操作过程如右图操作过程如右图所示，其中所示，其中R1R1为为指令执行前的基指令执行前的基址寄存器，址寄存器，R1R1则则为指令执行后的为指令执行后的基址寄存器。基址寄存器。R5R6R7R1 R1 指令指令STMIA R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R6R7R1 R1 指令指令STMDA R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R6R7R1 R1 指令指令STM

37、IB R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R6R7R1 R1 指令指令STMDB R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CH多寄存器存取指令多寄存器存取指令23:24江苏大学通信工程47数据块传送存储堆栈操作压栈说明数据块传送加载堆栈操作出栈说明STMDASTMED空递减LDMDALDMFA满递增STMIASTMEA空递增LDMIALDMFD满递减STMDBSTMFD满递减LDMDBLDMEA空递增STMIBSTMFA满递增LDMIBLDMED空递减;使用数据块传送指令进行堆栈操作STMDAR0!,R5-R6.

38、. .LDMIBR0!,R5-R6;使用堆栈指令进行堆栈操作STMEDR0!,R5-R6. . .LDMEDR0!,R5-R6 两段代码的执行结果是一样的，但是使用堆栈指令的压栈和出栈操作两段代码的执行结果是一样的，但是使用堆栈指令的压栈和出栈操作编程很简单（只要前后一致即可），而使用数据块指令进行压栈和出栈编程很简单（只要前后一致即可），而使用数据块指令进行压栈和出栈操作则需要考虑空与满、加与减对应的问题。操作则需要考虑空与满、加与减对应的问题。 堆栈操作和数据块传送指令类似，也有堆栈操作和数据块传送指令类似，也有4 4种模式，如下表所示种模式，如下表所示(p109) ：多寄存器存取指令多寄

39、存器存取指令23:24江苏大学通信工程48助记符助记符说明说明操作操作条件码位置条件码位置SWP Rd,Rm,Rn 寄存器和存储器字数据交换寄存器和存储器字数据交换RdRdRnRn，RnRnRm (RnRm (RnRdRd或或Rm)Rm)SWPcondSWPcondSWPB Rd,Rm,Rn 寄存器和存储器字节数据交换寄存器和存储器字节数据交换RdRdRnRn，RnRnRm (RnRm (RnRdRd或或Rm)Rm)SWPcondBSWPcondB寄存器和存储器交换指令寄存器和存储器交换指令 SWPSWP指令用于将一个内存单元指令用于将一个内存单元( (该单元地址放在寄存器该单元地址放在寄存器

40、RnRn中中) )的内容读的内容读取到一个寄存器取到一个寄存器RdRd中，同时将另一个寄存器中，同时将另一个寄存器RmRm的内容写入到该内存单元的内容写入到该内存单元中。使用中。使用SWPSWP可实现信号量操作。可实现信号量操作。 指令格式如下：指令格式如下：SWPcondB Rd,Rm,Rn 其中，其中，B B为可选后缀，若有为可选后缀，若有B B，则交换字节，否则交换，则交换字节，否则交换3232位字；位字；RdRd用于用于保存从存储器中读入的数据；保存从存储器中读入的数据；RmRm的数据用于存储到存储器中，若的数据用于存储到存储器中，若RmRm与与RnRn相同，则为寄存器与存储器内容进行

41、交换；相同，则为寄存器与存储器内容进行交换；RnRn为要进行数据交换的存储器为要进行数据交换的存储器地址，地址，RnRn不能与不能与RdRd和和RmRm相同。相同。 23:24江苏大学通信工程49SWP和SWPB寄存器和存储器交换指令编码指令执行的条件码B用于区别无符号字节（B为1）或字（B为0）Rm源寄存器Rd目标寄存器Rn为基址寄存器SWP指令应用示例：SWPR1,R1,R0;将R1的内容与R0指向的存储单元的内容进行交换 SWPBR1,R2,R0;将R0指向的存储单元内的容读取一字节数据到R1中;(高24位清零)，并将R2的内容写入到该内存单元中;(最低字节有效) 寄存器和存储器交换指令

42、寄存器和存储器交换指令23:24江苏大学通信工程503.2 ARM3.2 ARM指令指令1.1.指令格式指令格式2.2.条件码条件码3.3.存储器访问指令存储器访问指令4.4.数据处理指令数据处理指令525.5.乘法指令乘法指令786.ARM6.ARM分支指令分支指令887.7.协处理器指令协处理器指令978.8.杂项指令杂项指令1089.9.伪指令伪指令11823:24江苏大学通信工程51ARMARM数据处理指令数据处理指令 数据处理指令大致可分为3类： 数据传送指令；算术逻辑运算指令；比较指令。 数据处理指令只能对寄存器的内容进行操作，而不能对内存中的数据进行操作。所有ARM数据处理指令均

43、可选择使用S后缀，并影响状态标志。 23:24江苏大学通信工程52数据处理指令编码数据处理指令编码指令执行的条件码I用于区别立即数（I为1）和寄存器移位（I为0）opcode数据处理指令操作码第二操作数Rd目标寄存器Rn第一操作数寄存器S设置条件码，与指令中的S位对应带进位加法ADC0101带进位减法指令SBC0110带进位逆向减法指令RSC0111位测试指令TST1000相等测试指令TEQ1001比较指令CMP1010负数比较指令CMN1011逻辑或操作指令ORR1100数据传送MOV1101位清除指令BIC1110数据非传送MVN1111加法运算指令ADD0100逆向减法指令RSB0011

44、减法运算指令SUB0010逻辑异或操作指令EOR0001逻辑与操作指令AND0000说明指令助记符操作码opcode操作码功能表23:24江苏大学通信工程53助记符说明操作条件码位置MOV Rd,operand2数据传送Rdoperand2 MOVcondSMVN Rd,operand2数据非传送Rd(operand2)MVNcondS数据传送指令23:24江苏大学通信工程54助记符说明操作条件码位置MOV Rd,operand2MOV Rd,operand2数据传送Rdoperand2 MOVcondSMVN Rd,operand2数据非传送Rd(operand2)MVNcondS MOV指

45、令将8位图立即数（参看“第2操作数：#immed_8r常数表达式”）或寄存器传送到目标寄存器（Rd），可用于移位运算等操作。指令格式如下： MOVcondS Rd,operand2 MOV指令举例如下： MOVR1,#0 x10;R1=0 x10 MOVR0,R1;R0=R1 MOVSR3,R1,LSL #2;R3=R12，并影响标志位 MOVPC,LR;PC=LR，子程序返回 数据传送指令23:24江苏大学通信工程55助记符说明操作条件码位置MOV Rd,operand2数据传送Rdoperand2 MOVcondSMVN Rd,operand2MVN Rd,operand2数据非传送Rd(

46、operand2)MVNcondS MVN指令将8位图立即数（参看“第2操作数：#immed_8r常数表达式 ”）或寄存器（operand2）按位取反后传送到目标寄存器（Rd），因为其具有取反功能，所以可以装载范围更广的立即数。指令格式如下： MVNcondS Rd,operand2 MVN指令举例如下： MVNR1,#0 xFF;R1=0 xFFFFFF00 MVNR1,R2;将R2取反，结果存到R1数据传送指令23:24江苏大学通信工程56助记符说明操作条件码位置ADD Rd, Rn, operand2加法运算指令RdRn+operand2ADDcondSSUB Rd, Rn, opera

47、nd2减法运算指令RdRn-operand2SUBcondSRSB Rd, Rn, operand2逆向减法指令Rdoperand2-RnRSBcondSADC Rd, Rn, operand2带进位加法RdRn+operand2+CarryADCcondSSBC Rd, Rn, operand2带进位减法指令RdRn-operand2-(NOT)CarrySBCcondSRSC Rd, Rn, operand2带进位逆向减法指令Rdoperand2-Rn-(NOT)CarryRSCcondS算术运算指令算术运算指令23:24江苏大学通信工程57助记符说明操作条件码位置ADD Rd, Rn,

48、operand2ADD Rd, Rn, operand2 加法运算指令RdRn+operand2ADDcondSSUB Rd, Rn, operand2 减法运算指令RdRn-operand2SUBcondSRSB Rd, Rn, operand2 逆向减法指令Rdoperand2-RnRSBcondSADC Rd, Rn, operand2 带进位加法RdRn+operand2+CarryADCcondSSBC Rd, Rn, operand2 带进位减法指令RdRn-operand2-(NOT)CarrySBCcondSRSC Rd, Rn, operand2 带进位逆向减法指令Rdope

49、rand2-Rn-(NOT)CarryRSCcondS 加法运算指令加法运算指令ADDADD指令将指令将operand2operand2的值与的值与RnRn的值相加，结果保的值相加，结果保存到存到RdRd寄存器。指令格式如下：寄存器。指令格式如下： ADDcondS Rd,Rn,operand2 应用示例：应用示例： ADDS R1,R1,#1;R1=R1+1;R1=R1+1，并影响标志位，并影响标志位 ADD R1,R1,R2;R1=R1+R2;R1=R1+R2 算术运算指令算术运算指令23:24江苏大学通信工程58助记符说明操作条件码位置ADD Rd, Rn, operand2加法运算指令

50、RdRn+operand2ADDcondSSUB Rd, Rn, operand2SUB Rd, Rn, operand2减法运算指令RdRn-operand2SUBcondSRSB Rd, Rn, operand2逆向减法指令Rdoperand2-RnRSBcondSADC Rd, Rn, operand2带进位加法RdRn+operand2+CarryADCcondSSBC Rd, Rn, operand2带进位减法指令RdRn-operand2-(NOT)CarrySBCcondSRSC Rd, Rn, operand2带进位逆向减法指令Rdoperand2-Rn-(NOT)CarryR

51、SCcondS 减法运算指令减法运算指令SUBSUB指令用寄存器指令用寄存器RnRn减去减去operand2operand2，结果保存到，结果保存到RdRd中。指令格式如下：中。指令格式如下： SUBcondS Rd,Rn,operand2 应用示例：应用示例： SUBSR0,R0,#1;R0=R0-1 ;R0=R0-1 ，并影响标志位，并影响标志位 SUBSR2,R1,R2;R2=R1-R2;R2=R1-R2 ，并影响标志位，并影响标志位 算术运算指令算术运算指令23:24江苏大学通信工程59助记符说明操作条件码位置ADD Rd, Rn, operand2加法运算指令RdRn+operand

52、2ADDcondSSUB Rd, Rn, operand2减法运算指令RdRn-operand2SUBcondSRSB Rd, Rn, operand2RSB Rd, Rn, operand2逆向减法指令Rdoperand2-RnRSBcondSADC Rd, Rn, operand2带进位加法RdRn+operand2+CarryADCcondSSBC Rd, Rn, operand2带进位减法指令RdRn-operand2-(NOT)CarrySBCcondSRSC Rd, Rn, operand2带进位逆向减法指令Rdoperand2-Rn-(NOT)CarryRSCcondS 逆向减法

53、运算指令逆向减法运算指令RSBRSB指令将指令将operand2operand2的值减去的值减去RnRn，结果保存到，结果保存到RdRd中。指令格式如下：中。指令格式如下： RSBcondS Rd,Rn,operand2 应用示例：应用示例： RSB R3,R1,#0 xFF00;R3=0 xFF00-R1;R3=0 xFF00-R1 RSBS R1,R2,R2,LSL #2;R1=(R22)-R2=R2;R1=(R22)-R2=R23 3 算术运算指令算术运算指令23:24江苏大学通信工程60助记符说明操作条件码位置ADD Rd, Rn, operand2加法运算指令RdRn+operand

54、2ADDcondSSUB Rd, Rn, operand2减法运算指令RdRn-operand2SUBcondSRSB Rd, Rn, operand2逆向减法指令Rdoperand2-RnRSBcondSADC Rd, Rn, operand2ADC Rd, Rn, operand2带进位加法RdRn+operand2+CarryADCcondSSBC Rd, Rn, operand2带进位减法指令RdRn-operand2-(NOT)CarrySBCcondSRSC Rd, Rn, operand2带进位逆向减法指令Rdoperand2-Rn-(NOT)CarryRSCcondS 带进位加

55、法指令带进位加法指令ADCADC将将operand2operand2的值与的值与RnRn的值相加，再加上的值相加，再加上CPSRCPSR中的中的C C条件标志位，结果保存到条件标志位，结果保存到RdRd寄存器。指令格式如下：寄存器。指令格式如下： ADCcondS Rd,Rn,operand2 应用示例（使用应用示例（使用ADCADC实现实现6464位加法，结果存于位加法，结果存于R1R1、R0R0中）：中）： ADDS R0,R0,R2 ;R0;R0等于低等于低3232位相加，并影响标志位位相加，并影响标志位 ADC R1,R1,R3;R1;R1等于高等于高3232位相加，并加上低位进位位相

56、加，并加上低位进位算术运算指令算术运算指令23:24江苏大学通信工程61助记符说明操作条件码位置ADD Rd, Rn, operand2加法运算指令RdRn+operand2ADDcondSSUB Rd, Rn, operand2减法运算指令RdRn-operand2SUBcondSRSB Rd, Rn, operand2逆向减法指令Rdoperand2-RnRSBcondSADC Rd, Rn, operand2带进位加法RdRn+operand2+CarryADCcondSSBC Rd, Rn, operand2SBC Rd, Rn, operand2带进位减法指令RdRn-operand

57、2-(NOT)CarrySBCcondSRSC Rd, Rn, operand2带进位逆向减法指令Rdoperand2-Rn-(NOT)CarryRSCcondS 带进位减法指令带进位减法指令SBCSBC用寄存器用寄存器RnRn减去减去operand2operand2，再减去，再减去CPSRCPSR中的中的C C条件标志位的非条件标志位的非( (即若即若C C标志清零，则结果减去标志清零，则结果减去1) 1)，结果保存到，结果保存到RdRd中。指中。指令格式如下：令格式如下： SBCcondS Rd,Rn,operand2 应用示例（使用应用示例（使用SBCSBC实现实现6464位减法，结果存

58、于位减法，结果存于R1R1、R0R0中）：中）： SUBS R0,R0,R2 ; ; 低低3232位相减，并影响标志位位相减，并影响标志位 SBC R1,R1,R3; ;高高3232位相减，并减去低位借位位相减，并减去低位借位算术运算指令算术运算指令23:24江苏大学通信工程62助记符说明操作条件码位置ADD Rd, Rn, operand2加法运算指令RdRn+operand2ADDcondSSUB Rd, Rn, operand2减法运算指令RdRn-operand2SUBcondSRSB Rd, Rn, operand2逆向减法指令Rdoperand2-RnRSBcondSADC Rd,

59、 Rn, operand2带进位加法RdRn+operand2+CarryADCcondSSBC Rd, Rn, operand2带进位减法指令RdRn-operand2-(NOT)CarrySBCcondSRSC Rd, Rn, operand2RSC Rd, Rn, operand2带进位逆向减法指令Rdoperand2-Rn-(NOT)CarryRSCcondS 带进位逆向减法指令带进位逆向减法指令RSCRSC指令用寄存器指令用寄存器operand2operand2减去减去RnRn，再减去，再减去CPSRCPSR中的中的C C条件标志位，结果保存到条件标志位，结果保存到RdRd中。指令格

60、式如下：中。指令格式如下： RSCcondS Rd,Rn,operand2 应用示例（使用应用示例（使用RSCRSC指令实现求指令实现求6464位数值的负数位数值的负数 ）：）： RSBS R2,R0,#0 RSC R3,R1,#0算术运算指令算术运算指令23:24江苏大学通信工程63助记符说明操作条件码位置AND Rd, Rn, operand2逻辑与操作指令RdRn & operand2ANDcondSORR Rd, Rn, operand2逻辑或操作指令RdRn | operand2ORRcondSEOR Rd, Rn, operand2逻辑异或操作指令RdRn operand2EORc