第章ARM指令集系统

3.2指令集介绍ARM指令集——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。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。

3.2指令集介绍ARM存储器访问指令——单寄存器存取3.2指令集介绍ARM存储器访问指令——单寄存器存取装载指令：LDR目标寄存器,源地址存储指令：STR源寄存器,目标地址存储器源地址目标寄存器存储器目标地址源寄存器3.2指令集介绍ARM存储器访问指令——单寄存器存取装载指令：LDR存储指令：STRxxLDR/STR指令搭配不同的后缀实现不同方式的单寄存器存取操作:字/半字/字节数据控制是/否用户模式控制无/有符号控制 常用的加载存储指令如下：LDR

字数据加载指令LDRB

字节数据加载指令LDRH

半字数据加载指令STR

字数据存储指令STRB

字节数据存储指令STRH

半字数据存储指令ARM存储器访问指令——地址形式装载指令：LDR目标寄存器,源地址保存指令：STR源寄存器,目标地址立即数：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：LDRR1,[R0,#0x12]

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：LDRR1,[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：LDRR1,[R0,R2,LSL

#2]ARM存储器访问指令——寻址方式装载指令：LDR目标寄存器,源地址保存指令：STR源寄存器,目标地址零偏移：如：LDRRd,[Rn]前索引偏移:

如：LDRRd,[Rn,#0x04]!程序相对偏移:

如：LDRRd,labe1

后索引偏移:

如：LDRRd,[Rn],#0x04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。0x55R2R50x400000000x123456780x40000000存储器地址应用示例：LDR R2,[R5]

;将R5指向地址的字数据存入R20x12345678ARM存储器访问指令——单寄存器加载应用0x12345678R1R20x400000000x??0x40000004存储器地址应用示例：STR R1,[R2,#0x04]

;将R1的数据存储到R0+0x04地址0x12345678+4ARM存储器访问指令——单寄存器存储应用ARM微处理器所支持批量数据加载/存储指令可以一次性实现一片连续的存储器单元和多个寄存器之间进行传送数据。批量数据加载指令用于将一片连续的存储器中的数据传送到多个寄存器中，批量数据存储指令能够实现将多个寄存器中的内容一次性的存放到一片连续的存储器中。ARM存储器访问指令——批量数据加载/存储指令装载指令：LDM

源地址,目标寄存器列表存储指令：STM

目标地址,源寄存器列表存储器源地址目标寄存器1目标寄存器n存储器目标地址源寄存器1源寄存器nARM存储器访问指令——批量数据加载/存储指令装载指令：LDM存储指令：STMxxLDM/STM指令搭配不同的后缀实现不同方式地址增长方式：IA：每次传送后地址加4IB：每次传送前地址加4DA：每次传送后地址减4DB：每次传送前地址减4ARM存储器访问指令——批量数据加载/存储指令数据块传送指令操作过程如右图所示，其中R1为指令执行前的基址寄存器，R1’则为指令执行后的基址寄存器。R5R6R7R1R1’指令STMIAR1!,{R5-R7}4008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R6R7R1R1’指令STMDAR1!,{R5-R7}4008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R6R7R1R1’指令STMIB

R1!,{R5-R7}4008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R6R7R1’R1指令STMDBR1!,{R5-R7}4008H4004H4000H4014H4010H400CH0x40000000R1R20x??0x010x400000000x??R3R40x??R60x??0x020x030x040x400000040x400000080x4000000C存储器0x010x020x030x040x40000010应用示例：LDMIAR1!,{R2-R4,R6}

将R1指向的内存数据读取到R0-R4和R6寄存器中ARM存储器访问指令——批量数据加载/存储指令示例解析MOV R1，#0x9000MOV R0，#0x11MOV R2，#0x22MOV R3，#0x33MOV R4，#0x44MOV R5，#0x55STMDB R1!,{R0,R2-R5}存储洒情况更如下带PS井R操作午的批丽量字垃数据鲁加载朗指令在带PS眉R操作测的批击量字清数据求加载旬指令扭中，习程序敢计数迎器PC包含埋在指遮令寄倍存器鸽列表央中。该指助令将捐数据仍从连与续的所内存搂单元景中读顿取到乱指令辛中寄糕存器汽列表记中的丹各寄需存器州中。卧它同奥时将元目前禾处理翅器模允式对如应的SP应SR寄存旷器内琴容复暗制到CP郊SR寄存立器中盛。示例胃解析卡：如何爽用带PS厨R操作采的批滴量字吉数据侍加载男指令柔实现IR浸Q中断祥的返界回？在进致入IR惯Q中断茧处理浙程序缎时，常首先堤计算郑返回装地址贱，并该保存练相关弊的寄静存器SU择B充R压14金,R辽14铺,#典4眉;ST埋MF制D曾R1涂3!议,献{R艘0-欲R3康,借R1叛2,僚L猜R}如果IR谦Q中断谢处理遥程序和返回苏到被沙中断丸的进箭程则公执行与下面峰的指狠令。本该指切令从树数据要栈中倾恢复软寄存谎器R0孟~R拼3及R1栽2的值依，将史返回腥地址嫂传送冤到PC中，揪并将SP芒SR旬_ir牵q值复葡制到CP蛋SR中LD菌MF胖D缸R麦13炎!,词{国R0排-R沾3,衔R贴12修,服PC横}^SW熄P指令漆用于愧将一缺个内拒存单熊元(该单刷元地狼址放择在寄谋存器Rn中)的内张容读伍取到占一个偿寄存损器Rd中，号同时参将另庭一个并寄存恐器Rm的内株容写蒙入到梅该内棍存单谷元中些。AR阀M存储衫器访串问指徒令——寄存辉器和喝存储去器交灭换指拥令AR税M存储此器访群问指赞令——寄存蛋器和秃存储疑器交毅换指欣令装载指令：SWP读入寄存器,输出寄存器,目标地址存储器目标地址读入寄存器输出寄存器0x12345678R1R20x??0x112233440x40000000存储器地址R00x40000000AR欲M存储光器访膜问指敞令——寄存诱器和月存储督器交搁换指旬令应用属示例亚：SW致P难R2锄,R苏1,叨[R神0]将R1的内辟容与R0指向犬的存质储单拉元的阳内容砍进行梢交换0x汪12烧34钢56股780x恨11金22性33吹44指令断示例脸：SW窝P踢R0，R0，[R扁1]；该指亲令完睡成将R1所指示向的捧存储某器中德的字高数据摘与R0中的吉字数挨据交壁换。4.惕6程序惭状态包寄存忧器PS越R访问宁指令程序予状态蜜寄存条器PS刻R访问朴指令博用来霞实现郑通用幅寄存委器与乎程序翠状态买寄存窗器之副间的恢数据垫传输旱，共免有两臣条：均读程姓序状逝态寄浇存器滚指令MR眉S和写揪程序另状态弱寄存芳器指戚令MS楚R。这类础指令戚可以怀用来窃修改CP泡SR，通莲常是苗通过钞“读霸取-修改-写回泊”的绘操作泥序列谁来实多现。读程悟序状牧态寄边存器匪指令MR咱S指令艺用于饿将状避态寄饭存器盯的内桐容传虫送到辛通用评寄存翻器中电。这林是程午序获痕得程秒序状贸寄存院器PS幕R数据照的唯亩一方糟法。MR遵S营{<co液nd>}甲<灿Rd逢>,断CP谷SRMR警S密{<co扶nd>}喊<笛Rd罪>,煮SP辜SR写程此序状奇态寄今存器世指令MS药R指令柱用于目将通括用寄候存器陕的内锻容或村一个教立即寇数传烤送到必程序揪状态赵寄存荷器中聋，实庸现对烦程序琴状态婚寄存战器的黄修改次。MS抗R港{<co哪nd>}短CP称SR血_<公fi夹el属ds独>,导<策op疑er滨an确d2叶>MS脏R仪{<co迷nd>}算SP也SR挪_<削fi遮el努ds功>,东<愿op达er第an铲d2王>fi拦el扎ds设置蛇状态钉寄存光器中械需要太操作携的位忠域。锁状态尖寄存失器分决为4个8位的算域：bi灿ts询[3熔1:童24著]为条气件标衬志位件域，赖用f表示穗；bi浑ts酱[2绒3:淋16与]状态睁位域丝式，用s表示弊；bi受ts辈[1早5:鲁8]扩展届位域插，用x表示号；bi艘ts粒[7句:0携]控制催位域赔，用c表示浙；第二菊操作藏数op贤er移an悟d2的构逝成形咳式有忆以下凭两种拾形式私：<i科mm杨ed资ia毫te垄>为将漫要传尖送到松状态偿寄存批器中呈的立遥即数艇；<Rm>寄存哭器包泼含将兼要传走送到投状态私寄存仁器中驱的数触据。R（bi脖t[染22提]）为0时，兰写CP银SR；R（bi慢t[懒22汗]）为1时，熟写SP腾SR。3.桂2指令查集介漂绍AR寄M指令熔集——状态传寄存文器写衡指令示例警，将R0的内袋容写帅入CP揉SR寄存尾器的院控制晒位域MS原R押C浮PS红R_c,R汇0“MS连R”条件代码标志保留控制位域Byte0Byte3,Byte2,Byte1R0CPSRNZCV——IM0M1M2M3M4TF—...313029282726876543210By静te碑0AR右M状态泊寄存饮器写乱指令“MS群R”启动详代码很堆栈抓初始扰化应浆用示租例：IN却IT叫ST辫AC因KMO核V怨R0劲,L浪R;设置地管理拾模式禁堆栈MS烤R厅CP贴SR扫_C昨,#混0x斜D3LD秀RSP室,S舱ta销ck温Sv宜c;设置拜中断愁模式栏堆栈MS爬R副CP胸SR那_C恐,#若0x挠D2LD支RSP四,S腿ta僚ck姻Ir公q..已..安..模式位状态位IRQ禁止位FIQ禁止位NZCVIFTM4M3M2M1M031302928272676543210配置值0xD211010010禁止FIQ中断禁止IRQ中断ARM状态IRQ模式MS吉R支CP网SR悉_C钞,#愧0x融D2CP诊RS寄存狡器4.道8异常浇产生赖指令AR缎M处理寒器所宵支持傻的异科常产放生指倾令有粱两条偷：软中层断指鼻令SW奶I断点洪调试系指令BK扶PT（用烘于AR具M您V5及以折上的滥版本垮）软中芳断指自令SW艳I(绪So大ft嚷Wa叫reIn术te命rr蜜up屈t)指令柿用于恼产生乱软件楼中断叹，它愧将处纹理器廊置于料监控申模式(S踢VC许)，从寻地址0x扩08开始典执行骂指令纹。AR剧M通过枝这种边机制尿实现俊用户脸模式倍对操介作系脑统中叶特权撕模式核的程叨序调装用，激也就案是使赠用户彻程序呜调用偿操作观系统冬的系讯统程夫序成性为可悉能。用户模式……管理模式……任务1任务2其它代码功能1：打开中断功能2：关闭中断功能n：任务调度CPSR寄存器SPSR寄存器1.使用殃操作掀系统诉后，揭为了甜防止利出错圾的任程务影肤响其雾它任仰务的但执行络，通添常将困任务吧放在招用户射模式狠执行舒，以愿限制讨其权沫限；2.对于胃一些淘重要训的操妈作，饱如中炉断的笛开关舒，必丙须由脚操作胜系统净完成肥。使换用软郊件中犬断指讨令即测可完旬成系哈统功含能调拐用；软中逃断指胞令SW绣I{吊<co佛nd>}只<雷im垄me阅d_衣24走>,操作湖系统类在SW贯I的异膨常处丝式理程耍序中怕提供胡相应身的系饱统服姐务，演指令超中24位的需立即吐数指雹定用决户程衰序调覆用系傍统例茅程的疼类型起，相而关参纷数通许过通圾用寄顽存器哈传递壮。执行继过程坛：将SW转I后面系指令户地址础保存郊到R1诸4_公sv榴c;将CP街SR保存蜻到SP保SR尾_s适vc;进入拥监控握模式,将CP存SR械[4题:0碌]设置晴为0b础10察01辞1的将CP知SR群[7婶]设置凡为[1顾],禁止IR沃Q；将PC设置昼为0x棉08跪,并且板开始融执行兽那里辛的指斜令。返回储时：MO是VS鼓P娘C，R1摩4软件行中断SW浑I汇编哀格式蛾如下斜：SW他I勉{<co哀nd>}胃<冤24位立存即数>指令歌示例揉：SW朝I充0x睛02；该混指令闹调用救操作典系统物编号庸位02的系刘统例奶程。软中恰断指太令传锣递参融数方偏法根据SW沙I指令痒传递今的参偷数SW筒I异常锅处理训程序鼻可以欣作出室相应闸的处抹理。SW约I指令丧传递油参数爹有以捏下两谎种方杯法，指令护中的24位立溪即数劝指定叠了用等户请作求的裹服务陷类型搞，参观数通含过通盾用寄惑存器章传递土。MO歉V泡R剪0,川#3躺4;设置晴子功锈能号糊为34SW患I太1赖2;调用12号软敬中断指令盐中的24位立胡即数初被忽仙略，庭用户蜡请求跟的服么务类邪型由阳寄存殿器R0的值亮决定罪，参俘数通荒过其预它的呈通用郑寄存吧器传马递。MO搁V牛R页0,娃#1偏2;调用12号软爹中断MO蚂V育R猫1,窗#3口4;设置燃子功驱能号俗为34SW喝I行0断点腐中断裂指令BK念PT捐(Br偿ea垦kP洞oi析nT)指令辞产生继软件织断点译中断钥，可挠用于贡程序机的调拌试。绘当BK抢PT指令贿执行血时，富处理御器停冷止执届行下劝面的瓜指令扣并进解入相念应的BK龟PT入口嗓程序BK扛PT巨<i喝mm态ed狡_1浩6>im胆me惰d_栋16为16位的忙立即猪数，对此立毒即数昏被调胡试软夫件用灭来保鲜存额妄外的惠断点府信息果。AR永M指令帖练习请指严出以驼下指洋令的岔含义1骄A域DD愚R柄0，R1，R2；2僚L寒DR杆R污0,以[优R1办],烧#椅4筹;3鹿LD崭MI麦A恼R1令3，{R占1，R2，R3，R4芦}尺;4厘S购TR摩R0，[R塌1]；请指踩出以金下指帽令的惧含义5RS常B肿R0脱，R禽1，注#2愈56阔；6跃A吹ND毯R竿0，R0，＃3；7拦BI音C裳R0，R0，＃律％10托11；;算术俯逻辑扭运算月指令显的应卫用1.位操膛作指慨令应虚用MO爽V恒R0冷,扯R2驱,紧LS瘦R藏#2宵4OR色R启R3肺,新R0亦,辫R3撒,丘LS过L械#8将r2中的秒高8位数斥据传嘴送到r3的低8位中MO孩V牌R0当,踪蝶R2括,皂LS椅R滋#2步4OR旧R军R3隆,甜R0朵,孔R3岩,奶LS毅L殊#82.实现啦乘法益的指骂令段MO壳V笛R0碍,牲R0私,北LS已L誉#1窃;AD作D榴R0父,削R0趋,奋R0躁,锣LS门L疑#1猴;MO非V寺R0垒,谜R0蹈,促LS塘L毒#n唇;AD阻D茄R0辰,赴R0泄,惭R0艳,界LS泉L敌#n；AR娃M指令据的特爹色：辩两个凶操作植在一刮条指协令中朋完成桂。2.实现赖乘法泡的指拨令段MO棍V没R0笔,旷R0扇,壁LS耳L往#1科;2寄*R猾0AD盆D会R0训,王R0腥,倒R0筹,鸣LS哥L盖#1巨;湖3*涌R0MO小V绞R0窃,队R0派,顽LS覆L酒#n情;2n*R化0AD堵D福R0谜,战R0莫,捡R0丽,炉LS丛L骗#n屡;沉(2n+1盏)*傍R0AR叼M指令窄的特棍色：喇两个团操作怖在一爽条指得令中顽完成洲。3.超6神4位数无据运阶算R0恢,R倍1存放64位数惩据的单低32位和碗高32位；R2组,R租3存放64位数话据的剂低32位和泊高32位：AD锈DS般R扇0,我R欲0,波R银2AD纱C宜R1饥,脂R1沸,摧R3倘;晃64位加臭法SU惕BS恼R昂0,溉R航0,葵R陈2SB掠C群R1园,倘R1会,普R3胀;6倾4位减装法CM点P基R1恳,疑R3CM蓬PE莲Q兼R0彻,故R2秒;6勤4位数利据比味较注意:进位骗标志C在CP央SR中。如何辨用AR沸M汇编曾指令蛛实现很一个fo谢r循环秃？4.循环洒语句对于立一个fo垦r或wh贺il司e循环旺：MO确V雅R0汁,源#lo拐op除co首un袭t;初始置化计佣数器lo悟op;…勤…SU德BS炕R尝0,借R掉0,苍#弃1舟;计数贿器的吧更新糠及CP疮SR的更伐新BN缩慧E忠lo先op;…魂…注意台：此咳时SU桐B指令架必需厚带后筒缀S。MR上S沈R0映,祖CP少SRBI阻C卫R0烟,在R0饮,逢#0军x1拘FOR您R夕R0耀,词R0妙,您#0行x1仁3MS柱RCP罗SR即_c,鲁R05.丑CP代SR寄存意器读吗写什么盟含义丘？6.简单展的串酸比较比较霉两个粉串的节大小坝：R0指向率第一捎个串饶，R1指向圈第二树个串建。st全rc右mpLD塑RB善R涨2,脑[还R0耍],感#伴1;注意醉字符暴寻址删的偏架移量LD忍RB贝R猛3,倾[猛R1亭],最#管1CM槐P楼R2犁,蜡#0CM状PN尼E隐R3川,忙#0BE叮Q大re释tu酒rnCM叔P璃R2难,柜R3BE石Qst袍rc宅mpre拔tu冠rnSU邮B也R0藏,昼R2脉,知R3党;比较茶两字泉符的疾大小MO炭V殿PC字,娘LR7AR刑EASt鲁rC糟op茎y,魄CO爆DE看,饰RE摄AD裹ON肾LYEN紫TR倾Yst马ar彩t臭M旱OV握R蓄1,拿#罩0x柜10桥00势h眼;MO滥V柱R0日,曾#0盏x3妙00倍0h房诚;MO男V上R2首,#禽0x役31环h歼;BLst袜rc船op躁y;st准op发MO欧V始r0兆,邪#0包x1治8似;LD劈燕R碑r1狼,押=0有x2膀00拾26SW小I由0x励12委34蜓56St届rc啄op刊yLD航RB辰R廉3,绘[剖R1舟],哀#1得;ST肥RB图R3哭,捆[r姥0]扁,#喝1群;SU虑BS希R2貌,胳#1;CM馅P泼R晒2,谊#钞0排;BN欢Est比rc屑op耻y;MO拳Vpc山,l露r;EN借D7数据克串拷匠贝AR饰EASt驳rC陷op疗y,本CO移DE呆,差RE席AD头ON花LYEN月TR扒Yst冰ar碗t彼M但OV其R献1,滋#爱0x窑10闭00锯h并;指向牛源串MO疾V魄R0留,幸#0味x3歪00建0h糖;指向钟目的侦串MO坊V深R2很,#支0x稻31响h经;计数已器BLst各rc冻op拦y;调用巩串拷年贝子美程序st寒op密MO延V船r0食,开#0腾x1库8告;执行嘉中止LD兽R或r1辞,怨=0海x2努00泉26SW楚I森0x今12世34厦56St宇rc爸op摘yLD天RB象R铁3,还[圈R1葱],称#1测;装载撤字节鼠同时殿更新史地址ST迷RB贷R3王,通[r色0]松,#招1烟;存储坑字节抄同时锹更新处地址SU堤BS裹R2兰,团#1;计数帅器减1CM草P忘R禽2,橡#抄0奴;判断辉是否薯结束BN明Est兼rc森op她y;不是恨，则炎继续MO塌Vpc治,l稍r;返回EN诸D8.条件萌判断味语句夫（C语言完代码旬）if黄(获a盗==逢0股|船|悄b姑==沙1榴)c=樱d址+紧e毛;如何谋用AR氏M指令匙来实习现?代码旦执行贯前r0中存紧放a，r1中存死放b；代耳码执姻行后r2中存喉放d和e的和巧：CM怀P考R0朝,筒#0CM绩PN喜E疏R1舰,瓶#1AD灶DE霜Q青R2烫,独R3耳,圆R4注意既：两疯个条涝件按衡顺序鲁进行仪判断够，如酱果第隐一个水条件稻不成费立，献则后挥面的皮条件构无需俗进行片判断溜。9批量lo妙ad哄/s指to侦re指令思的应贤用一次秩将48个字五数据见从R1周2作为拖首地抹址的秩一段莲连续尊的内舌存单跌元复倾制到R1趣3作为锯首地训址的它一段接连续汽的内厕存单散元。R1扣4为源非数据侦区末榜地址耀。lo企opLD绩MI姻A职R1邪2!岩,糠{R攀0-炉R1拍1}击;每次12个字ST真MI签A再R1遍3!只,蔬{R请0-壁R1富1}CM垃P泼R1伤2,姓R否14痒;判断脾是否拉结束BL卧O埋lo域op思考边：当棵数据匆块大私小不困是一领次搬帜移数殊据的哀倍数址时，伴程序忆如何乌设计弦？1.已知R0错=8蹄,R映2=扁5,执行MO东V严R0搂,R油2,踏LS拍L父#2后,r绕0=帝?,锁r2笨=?2.已知r0抽=0足x0篇00刻00筋00原0,体r1疏=0珍x0饶00取09矮00出0,me