ARM体系结构与编程(第2版)-ppt.ppt

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1、2第第2章章 ARM指令分类及其寻址方式指令分类及其寻址方式在本章中，将介绍在本章中，将介绍ARM指令分类以及各类指令对指令分类以及各类指令对应的寻址方式。应的寻址方式。32.1 ARM指令集概要介绍指令集概要介绍在本节中，将介绍在本节中，将介绍ARM指令相关的一些基本概念，指令相关的一些基本概念，包括指令的分类、指令的一般编码格式以及包括指令的分类、指令的一般编码格式以及ARM指令中的条件码。指令中的条件码。42.1.1 ARM指令的分类指令的分类ARM指令集可以分为跳转指令、数据处理指令、指令集可以分为跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器程序状态寄存器(PSR)传输指令、传输指令、Loa

2、d/Store指令、协处理器指令和异常中断产生指令指令、协处理器指令和异常中断产生指令6类。类。52.1.2 ARM指令的一般编码格式指令的一般编码格式ARM指令字长为固定的指令字长为固定的32位。一条典型的位。一条典型的ARM指指令编码格式如下：令编码格式如下：31 28 27 25 24 21 20 19 16 15 12 11 8 7 0其中的符号及参数说明如下。其中的符号及参数说明如下。opcode：指令操作符编码。cond：指令执行的条件编码。S：决定指令的操作是否影响CPSR的值。Rd：目标寄存器编码。Rn：包含第1个操作数的寄存器编码。shifter_operand：表示第2个操

3、作数。62.1.3 ARM指令的条件码域指令的条件码域条件码共有条件码共有16个，各条件码的含义和助记符如表个，各条件码的含义和助记符如表2.1所示。可条件执行的指令可以在其助记符的扩所示。可条件执行的指令可以在其助记符的扩展域加上条件码助记符，从而在特定的条件下执行。展域加上条件码助记符，从而在特定的条件下执行。参见教材P2372.2 ARM指令的寻址方式指令的寻址方式ARM指令的寻址方式有以下几种，分别进行讨论：指令的寻址方式有以下几种，分别进行讨论：数据处理指令的操作数的寻址方式。字及无符号字节的Load/Store指令的寻址方式。杂类Load/Store指令的寻址方式。批量Load/S

4、tore指令的寻址方式。协处理器Load/Store指令的寻址方式。82.2.1 数据处理指令的操作数的寻址方式数据处理指令的操作数的寻址方式通常数据处理指令的格式如下所示：通常数据处理指令的格式如下所示： S , 其中的符号及参数说明如下。其中的符号及参数说明如下。：是指令助记符，如ADD表示算术加操作指令。：表示指令执行的条件。S：决定指令的操作是否影响CPSR的值。：表示目标寄存器。：表示包含第1个操作数的寄存器。：表示第2个操作数。92.2.1 数据处理指令的操作数的寻址方式数据处理指令的操作数的寻址方式通常有下面通常有下面3种格式。种格式。(1)立即数方式。(2)寄存器方式。(3)寄

5、存器移位方式。数据处理指令操作数的具体寻址方式有下面数据处理指令操作数的具体寻址方式有下面11种。种。#, LSL #, LSL , LSR #, LSR , ASR #, ASR , ROR #, ROR , RRX102.2.2 字及无符号字节的字及无符号字节的Load/Store指令的寻址方式指令的寻址方式各种类型的各种类型的Load/Store指令的寻址方式由两部分组指令的寻址方式由两部分组成。一部分为一个的基址寄存器；另一部分为一个成。一部分为一个的基址寄存器；另一部分为一个地址偏移量。基址寄存器可以为任一个通用寄存地址偏移量。基址寄存器可以为任一个通用寄存器；地址偏移量可以有以下器

6、；地址偏移量可以有以下3种格式：种格式：立即数。寄存器。寄存器及一个移位常数。同样，寻址方式的地址计算方法有如下同样，寻址方式的地址计算方法有如下3种：种：偏移量方法。事先更新方法。事后更新方法。112.2.2 字及无符号字节的字及无符号字节的Load/Store指令的寻址方式指令的寻址方式LDR指令的语法格式如下所示：指令的语法格式如下所示： LDRB T,其中，其中，表示第表示第2个操作数的内存个操作数的内存地址，共有如下地址，共有如下9种格式：种格式：, #+/, +/, +/，#, #+/!, +/!, +/，#!, #+/, +/, +/，#122.2.3 杂类杂类Load/Stor

7、e指令的寻址方式指令的寻址方式这里所说的杂类这里所说的杂类Load/Store指令，包括操作数为半字指令，包括操作数为半字(无符无符号数或带符号数号数或带符号数)数据的数据的Load/Store指令；操作数为带符号指令；操作数为带符号的字节数据的的字节数据的Load 指令；双字的指令；双字的Load/Store指令。这类指指令。这类指令的语法格式为：令的语法格式为： LDR|STRH|SH|SB|D , 其中，其中，是指令中内存单元的寻址方是指令中内存单元的寻址方式，具体有以下式，具体有以下6种格式：种格式：, #+/, +/, #+/!, +/!, #+/, +/132.2.4 批量批量Lo

8、ad/Store指令的寻址方式指令的寻址方式一条批量一条批量Load/Store指令可以实现在一组寄存器和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。其语法格式如一块连续的内存单元之间传输数据。其语法格式如下：下：DM|STM !, 其中，指令中寄存器和内存单元的对应关系满足这其中，指令中寄存器和内存单元的对应关系满足这样的规则，即编号低的寄存器对应于内存中的低地样的规则，即编号低的寄存器对应于内存中的低地址单元，编号高的寄存器对应于内存中的高地址单址单元，编号高的寄存器对应于内存中的高地址单元，元，中存放地址块的最低地址值。中存放地址块的最低地址值。142.2.4 批量批量Lo

9、ad/Store指令的寻址方式指令的寻址方式表示地址的变化方式，有以表示地址的变化方式，有以下下4种方式。种方式。IA (Increment After)：事后递增方式。IB (Increment Before)：事先递增方式。DA (Decrement After)：事后递减方式。DB (Decrement Before)：事先递减方式。批量批量Load/Store指令的编码格式如下：指令的编码格式如下：152.2.4 批量批量Load/Store指令的寻址方式指令的寻址方式1. 事后递增方式事后递增方式IA2. 事先递增方式事先递增方式IB3. 事后递减方式事后递减方式DA4. 事先递减方

10、式事先递减方式DB5. 对应于栈操作的寻址方式对应于栈操作的寻址方式162.2.5 协处理器协处理器Load/Store指令的寻址方式指令的寻址方式一条协处理器一条协处理器Load/Store指令可以在指令可以在ARM处理器和协处理处理器和协处理器之间传输批量数据。其语法格式如下：器之间传输批量数据。其语法格式如下：L ,其中，其中，表示地址的变化方式，有以下表示地址的变化方式，有以下4种格式：种格式：,#+/*4,#+/*4!,#+/*4,协处理器协处理器Load/Store指令的编码格式如下所示。指令的编码格式如下所示。172.2.5 协处理器协处理器Load/Store指令的寻址方式指令

11、的寻址方式1. 偏移量偏移量 ,#+/*42. 事先更新事先更新 ,#+/*4!3. 事先更新事先更新,#+/*44. 非索引非索引 ,19第第3章章 ARM指令集介绍指令集介绍在本章中，将详细介绍各在本章中，将详细介绍各ARM指令，并给指令，并给出一些典型的出一些典型的ARM功能代码段。功能代码段。203.1 ARM指令集指令集ARM指令集可以分为指令集可以分为6类，即跳转指令、数据处理类，即跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器指令、程序状态寄存器(PSR)传输指令、传输指令、Load/Store指令、协处理器指令和异常中断产生指指令、协处理器指令和异常中断产生指令。令。为了更清楚地描述这

12、些指令，将一些大类的指令进为了更清楚地描述这些指令，将一些大类的指令进一步分为几个小类分别讲述。一步分为几个小类分别讲述。213.1.1 跳转指令跳转指令在在ARM中，有两种方式可以实现程序的跳转：一种是跳转中，有两种方式可以实现程序的跳转：一种是跳转指令；另一种是直接向指令；另一种是直接向PC寄存器寄存器(R15)中写入目标地址值。中写入目标地址值。在在ARM版本版本5以前的体系中，传送到以前的体系中，传送到PC寄存器中的目标地寄存器中的目标地址值的低两位址值的低两位bits1:0被忽略，跳转指令只能在被忽略，跳转指令只能在ARM指令指令集中执行，即程序不能从集中执行，即程序不能从ARM状态

13、切换到状态切换到Thumb状态。状态。非非T系列版本系列版本5的的ARM体系不含体系不含Thumb指令，当程序试图切指令，当程序试图切换到换到Thumb状态时，将产生未定义指令异常中断。状态时，将产生未定义指令异常中断。ARM的跳转指令可以从当前指令向前或向后的跳转指令可以从当前指令向前或向后32MB的地址空的地址空间跳转。这类跳转指令有以下间跳转。这类跳转指令有以下4种。种。B：跳转指令。BL：带返回的跳转指令。BLX：带返回和状态切换的跳转指令。BX：带状态切换的跳转指令。223.1.1 跳转指令跳转指令1. B(跳转指令跳转指令)及及BL(带返回的跳转指令带返回的跳转指令)2. BLX(

14、1) 3. BLX(2)4. BX指令指令233.1.2 数据处理指令数据处理指令数据处理指令又可大致分为数据处理指令又可大致分为3类：数据传送指令，类：数据传送指令，如如MOV；算术逻辑运算指令，如；算术逻辑运算指令，如ADD、SUB和和AND等；比较指令，如等；比较指令，如TST。数据处理指令包括以下指令。数据处理指令包括以下指令。MOV：数据传送指令。MVN：数据求反传送指令。CMP：比较指令。CMN：基于相反数的比较指令。TST：位测试指令。TEQ：相等测试指令。ADD：加法指令。SUB：减法指令。243.1.2 数据处理指令数据处理指令RSB：逆向减法指令。ADC：带位加法指令。SB

15、C：带位减法指令。RSC：带位逆向减法指令。AND：逻辑与操作指令。BIC：位清除指令。EOR：逻辑异或操作指令。ORR：逻辑或操作指令。253.1.3 乘法指令乘法指令ARM有两类乘法指令：一类为有两类乘法指令：一类为32位的乘法指令，位的乘法指令，即乘法操作的结果为即乘法操作的结果为32位；另一类为位；另一类为64位的乘法指位的乘法指令，即乘法操作的结果为令，即乘法操作的结果为64位。两类指令共有以下位。两类指令共有以下6条。条。MUL：32位乘法指令。MLA：32位带加数的乘法指令。SMULL：64位有符号数乘法指令。SMLAL：64位带加数的有符号数乘法指令。UMULL：64位无符号数

16、乘法指令。UMLAL：64位带加数的无符号数乘法指令。263.1.4 杂类的算术指令杂类的算术指令在在ARMv5及以上的版本中，包含一条特别的指令及以上的版本中，包含一条特别的指令CLZ，用，用于计算操作数最高端于计算操作数最高端0的个数。这条指令主要用于以下两种的个数。这条指令主要用于以下两种场合：场合：计算操作数规范化(使其最高位为1)时需要左移的位数。确定一个优先级掩码中的最高优先级(最高位的优先级)。CLZ 前导前导0个数计数指令个数计数指令CLZ指令用于计算寄存器中操作数最高端指令用于计算寄存器中操作数最高端0的个数。如果操的个数。如果操作数的作数的bit31为为1，则指令返回，则指

17、令返回0；如果操作数为；如果操作数为0，则指令，则指令返回返回32。指令的编码格式指令的编码格式273.1.5 状态寄存器访问指令状态寄存器访问指令ARM中有两条指令用于在状态寄存器和通用寄存器中有两条指令用于在状态寄存器和通用寄存器之间传送数据。之间传送数据。关于状态寄存器，这里仅强调以下几点。关于状态寄存器，这里仅强调以下几点。(1)状态寄存器中，有些位是当前没有使用的，但在ARM将来的版本中有可能使用这些位，因此用户程序不要使用这些位。(2)程序不能通过直接修改CPSR中的T控制位直接将程序状态切换到Thumb状态，必须通过BX等指令完成程序状态的切换。(3)通常修改状态寄存器是通过“读

18、取-修改-写回”的操作序列来实现的。(4)状态寄存器访问指令包括以下两条。MRS：状态寄存器到通用寄存器的传送指令。MSR：通用寄存器到状态寄存器的传送指令。283.1.6 Load/Store 内存访问指令内存访问指令Load指令用于从内存中读取数据放入寄存器中；指令用于从内存中读取数据放入寄存器中；Store指令用于将寄存器中的数据保存到内存。指令用于将寄存器中的数据保存到内存。ARM有两大类的有两大类的Load/Store指令：一类用于操作指令：一类用于操作32位的字类型数据以及位的字类型数据以及8位无符号的字节类型数位无符号的字节类型数据；另一类用于操作据；另一类用于操作16位半字类型

19、的数据以及位半字类型的数据以及8位位的有符号字节类型的数据。的有符号字节类型的数据。Load/Store 内存访问指令的一个操作数放在寄存内存访问指令的一个操作数放在寄存器中，另一个操作数的寻址方式参见器中，另一个操作数的寻址方式参见2.2节。节。293.1.6 Load/Store 内存访问指令内存访问指令用于操作用于操作32位的字类型数据以及位的字类型数据以及8位无符号的字节类型数据位无符号的字节类型数据的的Load/Store指令有以下指令。指令有以下指令。LDR：字数据读取指令。LDRB：字节数据读取指令。LDRBT：用户模式的字节数据读取指令。LDRH：半字数据读取指令。LDRSB：

20、有符号的字节数据读取指令。LDRSH：有符号的半字数据读取指令。LDRT：用户模式的字数据读取指令。STR：字数据写入指令。STRB：字节数据写入指令。STRBT：用户模式字节数据写入指令。STRH：半字数据写入指令。STRT：用户模式字数据写入指令。303.1.7 批量批量 Load/Store 内存访问指令内存访问指令批量批量 Load 内存访问指令可以一次从连续的内存单内存访问指令可以一次从连续的内存单元中读取数据，传送到指令中的内存列表中的各个元中读取数据，传送到指令中的内存列表中的各个寄存器中。寄存器中。批量批量Store内存访问指令可以将指令中寄存器列表内存访问指令可以将指令中寄存

21、器列表中的各个寄存器值写入到内存中，内存的地址由指中的各个寄存器值写入到内存中，内存的地址由指令中的寻址模式确定。令中的寻址模式确定。批量批量Load/Store内存访问指令的语法格式如下：内存访问指令的语法格式如下： LDM|STM Rn!, 其中，操作数的寻址方式参见其中，操作数的寻址方式参见2.2节。节。313.1.7 批量批量 Load/Store 内存访问指令内存访问指令批量批量 Load/Store 内存访问指令主要有以下几条。内存访问指令主要有以下几条。LDM(1)：批量内存字数据读取指令。LDM(2)：用户模式的批量内存字数据读取指令。LDM(3)：带状态寄存器的批量内存字数据

22、读取指令。STM(1)：批量内存字数据写入指令。STM(2)：用户模式的批量内存字数据写入指令。323.1.8 信号量操作指令信号量操作指令信号量用于进程间的同步和互斥。对信号量的操作信号量用于进程间的同步和互斥。对信号量的操作通常要求是一个原子操作，即在一条指令中完成信通常要求是一个原子操作，即在一条指令中完成信号量的读取和修改操作。号量的读取和修改操作。ARM提供了如下两条指令提供了如下两条指令来完成信号量的操作。来完成信号量的操作。SWP：交换指令。SWPB：字节交换指令。333.1.9 异常中断产生指令异常中断产生指令ARM有两条异常中断产生指令。有两条异常中断产生指令。SWI：软中断

23、指令。SWI用于产生SWI异常中断，ARM正是通过这种机制实现在用户模式中对操作系统中特权模式的程序的调用。BKPT：断点中断指令。BKPT在ARMv5及以上的版本中引入，主要用于产生软件断点，供调试程序使用。343.1.10 ARM协处理器指令协处理器指令ARM支持支持16个协处理器。个协处理器。ARM协处理器可以部分地执行一条指令，然后产生异常中协处理器可以部分地执行一条指令，然后产生异常中断，如像除法运算除数为断，如像除法运算除数为0的情况。所有这些操作均由的情况。所有这些操作均由ARM协处理器决定，协处理器决定，ARM处理器并不参与这些操作。同样，处理器并不参与这些操作。同样，ARM协

24、处理器指令中的协处理器的寄存器标识符以及操作协处理器指令中的协处理器的寄存器标识符以及操作类型助记符也有各种不同的实现定义，程序员可以通过宏来类型助记符也有各种不同的实现定义，程序员可以通过宏来定义这些指令的语法格式。定义这些指令的语法格式。ARM协处理器指令包括以下协处理器指令包括以下3类：类：用于ARM处理器初始化ARM协处理器的数据处理操作。用于ARM处理器的寄存器和ARM协处理器的寄存器间的数据传送操作。用于在ARM协处理器的寄存器和内存单元之间传送数据。353.1.10 ARM协处理器指令协处理器指令这些指令包括以下这些指令包括以下5条。条。CDP：协处理器数据操作指令。LDC：协处

25、理器数据读取指令。STC：协处理器数据写入指令。MCR：ARM寄存器到协处理器寄存器的数据传送指令。MRC：协处理器寄存器到ARM寄存器的数据传送指令。363.2 一些基本的一些基本的ARM指令功能段指令功能段本节介绍一些基本的本节介绍一些基本的ARM指令代码段。通过对这些指令代码段。通过对这些代码段的分析，进一步理解相关的代码段的分析，进一步理解相关的ARM指令的用指令的用法，逐步学习如何使用法，逐步学习如何使用ARM指令编写高效率的程指令编写高效率的程序。本节主要包括以下几部分的内容：序。本节主要包括以下几部分的内容：算术逻辑运算指令的应用。跳转指令的应用。Load/Store指令的应用。

26、批量Load/Store指令的应用。信号量指令的应用。与系统相关的一些指令的应用。373.2.1 算术逻辑运算指令的应用算术逻辑运算指令的应用1. 位操作指令应用举例位操作指令应用举例2. 实现乘法的指令段举例实现乘法的指令段举例3. 64位数据运算举例位数据运算举例4. 转换内存中数据存储方式的指令段转换内存中数据存储方式的指令段一种是字数据中的高位数据存放在高地址处，低位数据存放在低地址处另一种是字中高位数据存放在低地址处，低位数据存放在高地址处383.2.2 跳转指令的应用跳转指令的应用1. 子程序调用子程序调用2. 条件执行条件执行3. 条件判断语句条件判断语句4. 循环语句循环语句5

27、. 多路分支程序语句多路分支程序语句393.2.3 Load/Store指令的应用指令的应用1. 链表操作链表操作2. 简单的串比较简单的串比较3. 长跳转长跳转4. 多路跳转多路跳转403.2.4 批量批量Load/Store指令的应用指令的应用1. 简单的块复制简单的块复制2. 子程序进入和退出时数据的保存和恢复子程序进入和退出时数据的保存和恢复413.2.5 信号量指令的应用信号量指令的应用信号量用于实现对临界区数据访问的同步。下面的信号量用于实现对临界区数据访问的同步。下面的代码说明了在代码说明了在ARM中如何实现这一过程。代码中用中如何实现这一过程。代码中用进程标识符来表示各信号量的

28、所有者，代码执行前进程标识符来表示各信号量的所有者，代码执行前进程的标识符保存在进程的标识符保存在R1中，信号量的地址保存在中，信号量的地址保存在R0中。当信号量值为中。当信号量值为0时，表示与该信号量相关的时，表示与该信号量相关的临界区可用；当信号量值为临界区可用；当信号量值为1时，表示当前有进程时，表示当前有进程正在查看该信号量的值。如果当前进程查看的信号正在查看该信号量的值。如果当前进程查看的信号量正忙，当前进程将一直等待该信号量。为了避免量正忙，当前进程将一直等待该信号量。为了避免当前进程的查询操作阻塞操作系统的进程调度，可当前进程的查询操作阻塞操作系统的进程调度，可以在下一次查询之前

29、完成操作系统中的系统调用，以在下一次查询之前完成操作系统中的系统调用，使当前进程休眠一段时间。使当前进程休眠一段时间。参见教材P116423.2.6 与系统相关的一些指令代码段与系统相关的一些指令代码段1. SWI中断处理程序示例中断处理程序示例2. IRQ中断处理程序示例中断处理程序示例3. 进程切换进程切换433.3 Thumb指令介绍指令介绍在在ARM体系结构中，体系结构中，ARM指令集中的指令是指令集中的指令是32位指令，其位指令，其执行效率很高。对于存储系统数据总线为执行效率很高。对于存储系统数据总线为16位的应用系位的应用系统，统，ARM体系提供了体系提供了Thumb指令集。指令集

30、。Thumb指令集是对指令集是对ARM指令集的一个子集进行重新编码而得到的，其指令长指令集的一个子集进行重新编码而得到的，其指令长度为度为16位。在位。在ARM体系的体系的T变种变种(T Variant)的版本中，同时的版本中，同时支持支持ARM指令集和指令集和Thumb指令集，而且遵守一定的调用规指令集，而且遵守一定的调用规则时，则时，Thumb子程序和子程序和ARM子程序可以相互调用。子程序可以相互调用。通常在处理器执行通常在处理器执行ARM程序时，称处理器处于程序时，称处理器处于ARM状态；状态；在处理器执行在处理器执行Thumb程序时，称处理器处于程序时，称处理器处于Thumb状态。状

31、态。注意处理器状态和处理器模式指的是不同的概念。注意处理器状态和处理器模式指的是不同的概念。Thumb指令集并没有改变指令集并没有改变ARM体系底层的程序设计模型，体系底层的程序设计模型，只是在该模型上增加了一些限制条件。只是在该模型上增加了一些限制条件。Thumb指令集中的指令集中的数据处理指令的操作数仍然是数据处理指令的操作数仍然是32位的，指令寻址地址也是位的，指令寻址地址也是32位的。位的。443.3 Thumb指令介绍指令介绍处理器执行处理器执行Thumb指令时，可以使用的整数寄存指令时，可以使用的整数寄存器通常为器通常为R0R7，有些指令还使用到了程序计数，有些指令还使用到了程序计

32、数器寄存器器寄存器PC(R15)、程序返回寄存器、程序返回寄存器LR(R14)以及以及栈指针寄存器栈指针寄存器SP(R13)。在。在Thumb状态下，读取状态下，读取R15寄存器时，位寄存器时，位0值为值为0，位，位31:1包含了程序计包含了程序计数器的值；在向数器的值；在向R15寄存器写入数据时时，位寄存器写入数据时时，位0被被忽略，位忽略，位31:1被设置成当前程序计数器的值。被设置成当前程序计数器的值。Thumb指令集没有提供访问指令集没有提供访问CPSR/SPSR寄存器的寄存器的指令。处理器根据指令。处理器根据CPSR寄存器中的寄存器中的T位来确定指位来确定指令类型：令类型：当T位为0

33、时，指令为ARM指令。当T位为1时，指令为Thumb指令。46第第4章章 ARM汇编语言程序设计汇编语言程序设计本章介绍如何编写本章介绍如何编写ARM和和Thumb汇编语言程序，汇编语言程序，同时介绍同时介绍ARM汇编编译器汇编编译器armasm的使用方法。的使用方法。474.1 伪伪 操操 作作伪操作不像机器指令那样在计算机运行期间由机器执行，它伪操作不像机器指令那样在计算机运行期间由机器执行，它是在汇编程序对源程序汇编期间由汇编程序处理的。宏是一是在汇编程序对源程序汇编期间由汇编程序处理的。宏是一段独立的程序代码。在程序中通过宏指令调用该宏。当程序段独立的程序代码。在程序中通过宏指令调用该

34、宏。当程序被汇编时，汇编程序将对每个宏调用进行展开，用宏定义体被汇编时，汇编程序将对每个宏调用进行展开，用宏定义体取代源程序中的宏指令。本节介绍以下类型的取代源程序中的宏指令。本节介绍以下类型的ARM伪操作伪操作和宏指令：和宏指令：符号定义(Symbol Definition)伪操作。数据定义(Data Definition)伪操作。汇编控制(Assembly Control)伪操作。数据帧描述(Frame Description)伪操作。信息报告(Reporting)伪操作。其他(Miscellaneous)伪操作。484.1.1 符号定义伪操作符号定义伪操作符号定义符号定义(Symbol

35、Definition)伪操作用于定义伪操作用于定义ARM汇编程序中的变量，对变量进行赋值以及定义汇编程序中的变量，对变量进行赋值以及定义寄存器名称。包括以下伪操作。寄存器名称。包括以下伪操作。GBLA、GBLL及GBLS：声明全局变量。LCLA、LCLL及LCLS：声明局部变量。SETA、SETL及SETS：给变量赋值。RLIST：为通用寄存器列表定义名称。CN：为协处理器的寄存器定义名称。CP：为协处理器定义名称。DN及SN：为VFP的寄存器定义名称。FN：为FPA的浮点寄存器定义名称。494.1.2 数据定义伪操作数据定义伪操作数据定义数据定义(Data Definition)伪操作包括以

36、下具体的伪操作包括以下具体的伪操作。伪操作。LTORG：声明一个数据缓冲池(Literal Pool)的开始。MAP：定义一个结构化的内存表(Storage Map)的首地址。FIELD：定义结构化的内存表中的一个数据域(Field)。SPACE：分配一块内存单元，并用0初始化。DCB：分配一段字节的内存单元，并用指定的数据初始化。DCD及DCDU：分配一段字的内存单元，并用指定的数据初始化。DCDO：分配一段字的内存单元，并将各单元的内容初始化成该单元相对于静态基值寄存器的偏移量。504.1.2 数据定义伪操作数据定义伪操作DCFD及DCFDU：分配一段双字的内存单元，并用双精度的浮点数据初

37、始化。DCFS及DCFSU：分配一段字的内存单元，并用单精度的浮点数据初始化。DCI：分配一段字节的内存单元，用指定的数据初始化，指定内存单元中存放的是代码，而不是数据。DCQ及DCQU：分配一段双字的内存单元，并用64位的整数数据初始化。DCW及DCWU：分配一段半字的内存单元，并用指定的数据初始化。DATA：在代码段中使用数据。现已不再使用，仅用于保持向前兼容。514.1.3 汇编控制伪操作汇编控制伪操作汇编控制汇编控制(Assembly Control)伪操作包括下面伪操作包括下面的伪操作：的伪操作：IF、ELSE及ENDIFWHILE及WENDMACRO及MENDMEXIT524.1.

38、4 数据帧描述伪操作数据帧描述伪操作栈中数据帧描述伪操作主要用于调试，这里不栈中数据帧描述伪操作主要用于调试，这里不介绍这部分内容。感兴趣的读者可以参考介绍这部分内容。感兴趣的读者可以参考ARM的相关资料。的相关资料。534.1.5 信息报告伪操作信息报告伪操作信息报告信息报告(Reporting)伪操作包括下列具体的伪操作包括下列具体的伪操作：伪操作：ASSERTINFOOPTTTL及SUBT544.1.6 其他的伪操作其他的伪操作这些杂类的伪操作包括：这些杂类的伪操作包括：CODE16及CODE32EQUAREAENTRYENDALIGNEXPORT或GLOBALIMPORTEXTERNG

39、ET或INCLUDE554.1.6 其他的伪操作其他的伪操作INCBINKEEPNOFPREQUIREREQUIRE8及PRESERVE8RNROUT564.2 ARM汇编语言伪指令汇编语言伪指令ARM中伪指令不是真正的中伪指令不是真正的ARM指令或者指令或者Thumb指指令，这些伪指令在汇编编译器对源程序进行汇编处令，这些伪指令在汇编编译器对源程序进行汇编处理时被替换成对应的理时被替换成对应的ARM或者或者Thumb指令指令(序列序列)。ARM伪指令包括伪指令包括ADR、ADRL、LDR和和NOP。1. ADR (小范围的地址读取伪指令)2. ADRL(中等范围的地址读取伪指令)3. LDR

40、大范围的地址读取伪指令4. NOP 空操作伪指令574.3 ARM汇编语言语句的格式汇编语言语句的格式ARM汇编语言语句格式如下：汇编语言语句格式如下：symbol instruction|directive|pseudo-instruction ; comment其中的符号及参数说明如下：其中的符号及参数说明如下：instruction为指令。在ARM汇编语言中，指令不能从一行的行头开始。在一行语句中，指令的前面必须有空格或者符号。directive为伪操作。pseudo-instruction为伪指令。symbol为符号。在ARM汇编语言中，符号必须从一行的行头开始，并且符号中不能包含空格

41、。在指令和伪指令中，符号用作地址标号(label)；在有些伪操作中，符号用作变量或者常量。comment为语句的注释。在ARM汇编语言中，注释以分号(;)开头。注释的结尾即为一行的结尾。注释也可以单独占用一行。584.3.1 ARM汇编语言中的符号汇编语言中的符号在在ARM汇编语言中，符号汇编语言中，符号(Symbols)可以代表地址可以代表地址(Addresses)、变量、变量(Variables)和数字常量和数字常量(Numeric Constants)。当符号代表地址时，又。当符号代表地址时，又称为标号称为标号(Label)。当标号以数字开头时，其作用范围为当前段。当标号以数字开头时，其

42、作用范围为当前段(没有使没有使用用ROUT伪操作时伪操作时)，这种标号又称为局部标号，这种标号又称为局部标号(Local Label)。符号包。符号包括变量、数字常量、标号和局部标号。括变量、数字常量、标号和局部标号。符号的命名规则如下：符号的命名规则如下：符号由大小写字母、数字以及下划线组成。局部标号以数字开头，其他的符号都不能以数字开头。符号是区分大小写的。符号中的所有字符都是有意义的。符号在其作用范围内必须惟一，即在其作用范围内不可有同名的符号。程序中的符号不能与系统内部变量或者系统预定义的符号同名。程序中的符号通常不要与指令助记符或者伪操作同名。当程序中的符号与指令助记符或者伪操作同名

43、时，可用双竖线将符号括起来，如|require|，这时双竖线并不是符号的组成部分。594.3.1 ARM汇编语言中的符号汇编语言中的符号1. 变量变量2. 数字常量数字常量3. 汇编时的变量替换汇编时的变量替换4. 标号标号5. 局部标号局部标号604.3.2 ARM汇编语言中的表达式汇编语言中的表达式表达式是由符号、数值、单目或多目操作符以及括表达式是由符号、数值、单目或多目操作符以及括号组成的。在一个表达式中，各种元素的优先级如号组成的。在一个表达式中，各种元素的优先级如下所示：下所示：括号内的表达式优先级最高。各种操作符有一定的优先级。相邻的单目操作符的执行顺序为由右到左，单目操作符优先

44、级高于其他操作符。优先级相同的双目操作符执行顺序为由左到右。614.3.2 ARM汇编语言中的表达式汇编语言中的表达式1. 字符串表达式字符串表达式(1)字符串(2)字符串变量(3)操作符LEN CHRSTRLEFTRIGHTCC(4)字符变量的声明和赋值(5)字符串表达式应用举例624.3.2 ARM汇编语言中的表达式汇编语言中的表达式2. 数字表达式数字表达式(1)整数数字量(2)浮点数字量(3)数字变量(4)操作符NOT 按位取反+、/及 MOD 算术操作符ROL、ROR、SHL及SHR移位(循环移位操作)AND、OR及EOR按位逻辑操作符634.3.2 ARM汇编语言中的表达式汇编语言

45、中的表达式3. 基于寄存器和基于基于寄存器和基于PC的表达式的表达式(1)BASE(2)INDEX(3)+、4. 逻辑表达式逻辑表达式(1)关系操作符(2)逻辑操作符5. 其他的一些操作符其他的一些操作符(1)?(2)DEF(3)SB_OFFSET_19_12 (4)SB_OFFSET_11_0644.4 ARM汇编语言程序的格式汇编语言程序的格式本小节介绍本小节介绍ARM汇编语言程序的基本格式以及汇编语言程序的基本格式以及子程序间调用的格式。子程序间调用的格式。654.4.1 汇编语言程序的格式汇编语言程序的格式ARM汇编语言以段汇编语言以段(Section)为单位组织源文件。段是相对为单位

46、组织源文件。段是相对独立的、具有特定名称的、不可分割的指令或者数据序列。独立的、具有特定名称的、不可分割的指令或者数据序列。段又可以分为代码段和数据段，代码段存放执行代码，数据段又可以分为代码段和数据段，代码段存放执行代码，数据段存放代码运行时需要用到的数据。一个段存放代码运行时需要用到的数据。一个ARM源程序至少源程序至少需要一个代码段，大的程序可以包含多个代码段和数据段。需要一个代码段，大的程序可以包含多个代码段和数据段。ARM汇编语言源程序经过汇编处理后，生成一个可执行的汇编语言源程序经过汇编处理后，生成一个可执行的映像文件映像文件(类似于类似于Windows系统下的系统下的EXE文件文

47、件)。该可执行的。该可执行的映像文件通常包括下面映像文件通常包括下面3部分：部分：一个或多个代码段。代码段通常是只读的。零个或多个包含初始值的数据段。这些数据段通常是可读写的。零个或多个不包含初始值的数据段。这些数据段被初始化为0，它们通常是可读写的。664.4.2 汇编语言子程序的调用汇编语言子程序的调用在在ARM汇编语言中，子程序调用是通过汇编语言中，子程序调用是通过BL指令完指令完成的。成的。BL指令的语法格式如下：指令的语法格式如下：BL subname其中，其中，subname是调用的子程序的名称。是调用的子程序的名称。BL指令完成两个操作：将子程序的返回地址放在指令完成两个操作：将

48、子程序的返回地址放在LR寄存器中，同时将寄存器中，同时将PC寄存器值设置成目标子程寄存器值设置成目标子程序的第一条指令地址。序的第一条指令地址。在子程序返回时，可以通过将在子程序返回时，可以通过将LR寄存器的值传送寄存器的值传送到到PC寄存器中来实现。寄存器中来实现。子程序调用时，通常使用寄存器子程序调用时，通常使用寄存器R0R3来传递参来传递参数和返回结果，这些在后面的编程模型中还会有详数和返回结果，这些在后面的编程模型中还会有详细的介绍。细的介绍。674.5 ARM汇编编译器的使用汇编编译器的使用内嵌的内嵌的ARM汇编编译器是汇编编译器是ARM中中C/C+编译器的一部分，编译器的一部分，它

49、没有自己的命令行格式。在它没有自己的命令行格式。在ARMASM命令中，除了文件命令中，除了文件名区分大小写之外，其他的参数都不区分大小写。名区分大小写之外，其他的参数都不区分大小写。ARMASM的语法格式如下所示：的语法格式如下所示：armasm -16|-32 -apcs none|/qualifier/qualifier.-bigend|-littleend -checkreglist -cpu cpu -depend dependfile|-m|-md-errors errorfile -fpu name -g -help -i dir ,dir -keep -listlistingfi

50、le options -maxcache n -memaccess attributes -nocache-noesc -noregs -nowarn -o filename -predefine directive -split_ldm-unsafe -via file inputfile684.6 汇编程序设计举例汇编程序设计举例在本节中，将通过一些例子来说明在本节中，将通过一些例子来说明ARM中伪操中伪操作以及指令的用法。作以及指令的用法。4.6.1小节中给出了一些伪小节中给出了一些伪操作的实例，操作的实例，4.6.2小节中是一些小节中是一些ARM汇编程序汇编程序的实例。的实例。694.