嵌入式系统及应用-chapter_3.ppt

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1、嵌入式系统及应用-chapter_3 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第3章 目录q1.ARM处理器寻址方式q2.指令集介绍ARM指令集第3章 目录q1.ARM处理器寻址方式q2.指令集介绍ARM指令集第3章 ARM7TDMI(-S)指令系统简介 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。ARM7TDMI(-S)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Thum

2、b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。第3章 ARM7TDMI(-S)指令系统ARM指令集与Thumb指令集的关系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3.1 ARM处理器寻址方式寻址方式分类 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8种基本寻址方式。1.寄存器寻址；2.立即寻址；3.寄存器移位

3、寻址；4.寄存器间接寻址；5.基址寻址；6.多寄存器寻址；7.堆栈寻址；8.相对寻址。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 x55R2R13.1 ARM处理器寻址方式寻址方式分类寄存器寻址MOV R1,R20 xAA 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：SU

4、BSR0,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 x55R0MOV R0,#0 xFF00程序存储3.1 ARM处理器寻址方式寻址方式分类立即寻址MOV R0,#0 xFF000 xFF00从代码中获得数据 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 ANDSR1,R1,R2,LSL R3 ;R2的值

5、左移R3位，然后和R1相 ;“与”操作，结果放入R10 x55R0R20 x013.1 ARM处理器寻址方式寻址方式分类寄存器移位寻址MOV R0,R2,LSL#30 x080 x08逻辑左移3位 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 x400000003.1 ARM处理器寻址方式寻

6、址方式分类寄存器间接寻址LDR R0,R20 xAA 基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的值寄存 ;到保存到R0指定的存储单元 3.1 ARM处理器寻址方式寻址方式分类基址寻址0 x55R2R3 0 x400000000 xAA0 x4000000CLDR R2,R3,#0 x0C0 xAA将R3+0 x

7、0C作为地址装载数据 多寄存器寻址一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1)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1)0 x40000000R1R20 x?0 x010 x400000000 x?R3R40 x?R60 x?0 x020 x030 x040 x400000040 x400000080 x4000000C存储器3.1 ARM处理器寻址方式

8、寻址方式分类多寄存器寻址LDMIA R1!,R2-R4,R6 0 x010 x020 x030 x040 x40000010 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3.1 ARM处理器寻址方式寻址方式分类堆栈寻址3.1 ARM处理器寻址方式寻址方式分类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 x123456780 x1234567

9、8堆栈压栈堆栈压栈栈顶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。3.1 ARM处理器寻址方式寻址方式分类堆栈寻址0 x123456780 x12345678栈顶SP0 x12345678栈顶SP压栈压栈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

10、；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。3.1 ARM处理器寻址方式寻址方式分类堆栈寻址 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.LOOPMOVR6,#1.SUBR1.3.1 ARM处理器寻址方式寻址方式分类相对寻址第4章 目录q1.ARM处理器寻址方式q2.指令集介绍ARM指令集简单的ARM程序;文件名：TEST1.S;功能：实现两个寄存器相加;说明：使

11、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简单的ARM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 AR

12、EAExample1,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 第4章 目录q1.ARM处理器寻址方式q2.指令集介绍ARM指令集ARM指令小节目录1.指令格式2.条件码3.存储器访问指令4.数据处理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.协处理器指令8.杂项指令

13、9.伪指令ARM指令小节目录1.指令格式2.条件码3.存储器访问指令4.数据处理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.协处理器指令8.杂项指令9.伪指令 ARM指令的基本格式如下：3.2 指令集介绍ARM指令集指令格式 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个操作数的寄存器；operand2：第2个操作数；ARM指令的基本格式如下：3.2 指令集介绍ARM指令集第2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：#imme

14、d_8r常数表达式；Rm寄存器方式；Rm,shift寄存器移位方式；3.2 指令集介绍ARM指令集第2个操作数#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 x000 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3.2 指令集介绍ARM指令集第2个操作数#immed

15、_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 x0F3.2 指令集介绍ARM指令集第2个操作数Rm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,R03.2 指令集介绍ARM指令集第2个操作数Rm,shift寄存器移位方式 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

16、存器，低8位有效。3.2 指令集介绍ARM指令集第2个操作数LSL移位操作：0LSR移位操作：0ASR移位操作：ROR移位操作：RRX移位操作：C3.2 指令集介绍ARM指令集第2个操作数Rm,shift寄存器移位方式例如：ADDR1,R1,R1,LSL#3;R1=R1+R1*8=9R1SUBR1,R1,R2,LSR R3;R1=R1-(R2/2R3)ARM指令小节目录1.指令格式2.条件码3.存储器访问指令4.数据处理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.协处理器指令8.杂项指令9.伪指令 ARM指令的基本格式如下：3.2 指令集介绍ARM指令集条件码 S ,使用条件码“cond”可以实现高

17、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。操作码条件助记符标志含义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

18、于 1101LEZ=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3.2 指令集介绍ARM指令集条件码C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：ARM指令小节目录1.指令格式2.条件码3.存储器访问指令4.数据处理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.协处理器指令8.杂项指令9.伪指令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

19、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。助记符说明操作条件码位置LDR Rd,addressing 加载字数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondSTR Rd,addressing 存储字数据addressingRd，addressing索引STRcondLDRB Rd,addressing 加载无符号字节数据Rdaddressing，addr

20、essing索引LDRcondBSTRB Rd,addressing 存储字节数据addressingRd，addressing索引STRcondBLDRH Rd,addressing 加载无符号半字数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondHSTRH Rd,addressing 存储半字数据addressing Rd，addressing索引STRcondHLDRSB 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，a

21、ddressing索引 LDRcondSH ARM存储器访问指令单寄存器加载LDR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：ARM存储器访问指令单寄存器存储 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模式下进

22、行的。T在用户模式下无效，不能与前索引偏移一起使用T。ARM存储器访问指令单寄存器存储LDR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）ARM存储器访问指令单寄存器存储LDR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；另一部分为一个地址偏移量。地址偏移量有以下3种格式：立

23、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 ARM存储器访问指令单寄存器存储 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 Rd,Rn,#0 x04!程序相对偏移。如：LDR Rd,labe1 等价于：=

24、pc LDR Rd,pc,#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ARM存储器访问指令单寄存器存储LDR和STR变址模式变址模式数据基址寄存器示例回写前变址membase+offset基址寄存器加上偏移量Ldr r0,r1,#4!前变址membase+offset不变Ldr r0,r1,#4后变址membase基址寄存器加上偏移量Ldr r0,r1,#4PRE r0=0 x00000000 r1=0 x00009000 mem0 x00009000=0 x01010101 mem0

25、x00009004=0 x02020202ldr r0,r1,#4!r0=0 x02020202 r1=0 x00009004ldr r0,r1,#4 r0=0 x02020202 r1=0 x00009000ldr r0,r1,#4 r0=0 x01010101 r1=0 x00009004LDR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。ARM存储器访问指令单寄存器存储 LDRcondSB Rd,;将指定地址上的有符号字节读入Rd LDRcondSH Rd,;将指定地址

26、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Rd STRcondH Rd,;将Rd中的半字数据存入指定地址注意：1.有符号位半字/字节加载是指用符号位加载扩展到32位，无符号半字加载是指用零扩展到32位；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；ARM存储器访问指令单寄存器存储LDR和STR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，

27、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LDR和STR指令应用示例：1.加载/存储字和无符号字节指令LDRR2,R5;将R5指向地址的字数据存入R2STRR1,R0,#0 x04;将R1的数据存储到R0+0 x04地址LDRBR3,R2,#1 ;将R2指向地址的字节数据存入R3，R2R2+1STRBR6,R7 ;将R7指向地址的字节数据存入R62.加载/存储半字和有符号字节指令LDRSB R1,R0,R3;将R0+R3地址上的字节数据存入R1，;高24位用符号扩展LDRH R6,R2,#2;将R2指向地址的半字数据存入R6，高16位用0扩展;读出后，R2=R2+2STRH R1,

28、R0,#2!;将R1的半字数据保存到R0+2地址，;只修改低2字节数据，R0=R0+2ARM存储器访问指令单寄存器存储助记符说明操作条件码位置LDMmode Rn!,reglist 多寄存器加载reglistRn.，Rn回写等LDMcondmodeSTMmode Rn!,reglist 多寄存器存储Rn.reglist,Rn回写等STMcondmodeARM存储器访问指令多寄存器存取 多寄存器加载/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

29、传递等。ARM存储器访问指令多寄存器存取 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，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

30、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。ARM存储器访问指令多寄存器存取LDM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）ARM存储器访问指令多寄存器存取 多寄存器加载/存储指令的8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。模式说明模式说明IA每次传送后地址加4FD满递减堆栈IB每次传送前地址加4ED空递减堆栈DA每次传送后地址减4FA满递增堆栈DB每次传送前地址减4EA空递增堆栈数据块传送操作堆栈操

31、作 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LDMIA/STMIA、LDMIB/STMIB、LDMDA/STMDA、LDMDB/STMDB进行读取和存储。进行堆栈操作操作时，要先设置堆栈指针（SP），然后使用堆栈寻 址 指 令 STMFD/LDMFD、STMED/LDMED、STMFA/LDMFA和STMEA/LDMEA实现堆栈操作。ARM存储器访问指令多寄存器存取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。R5R6R7R1 R1 指令STMIA R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H401

32、0H400CHR5R6R7R1 R1 指令STMDA R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R6R7R1 R1 指令STMIB R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R6R7R1 R1 指令STMDB R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CHARM存储器访问指令多寄存器存取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LDMDB

33、LDMEA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.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。堆栈操作（详见“3.1 寻址方式堆栈寻址”）和数据块传送指令类似，也有4种模式，它们之间的关系如下表所示：助记符说明操作条件码位置SWP Rd,Rm,Rn 寄存器和存储器字数据交换RdRn，Rn

34、Rm(RnRd或Rm)SWPcondSWPB Rd,Rm,Rn 寄存器和存储器字节数据交换RdRn，RnRm(RnRd或Rm)SWPcondBARM存储器访问指令寄存器和存储器交换指令 SWP指令用于将一个内存单元(该单元地址放在寄存器Rn中)的内容读取到一个寄存器Rd中，同时将另一个寄存器Rm的内容写入到该内存单元中。使用SWP可实现信号量操作。指令格式如下：SWPcondB Rd,Rm,Rn 其中，B为可选后缀，若有B，则交换字节，否则交换32位字；Rd用于保存从存储器中读入的数据；Rm的数据用于存储到存储器中，若Rm与Rd相同，则为寄存器与存储器内容进行交换；Rn为要进行数据交换的存储器

35、地址，Rn不能与Rd和Rm相同。ARM存储器访问指令寄存器和存储器交换指令SWP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)ARM指令小节目录1.指令格式2.条件码3.存储器访问指令4.数据处理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.协处理器指令8.杂项指令9.伪指令3.

36、2 指令集介绍ARM指令集ARM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数据处理指令均可选择使用S后缀，并影响状态标志。ARM数据处理指令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

37、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)MVNcondSARM数据处理指令数据传送助记符说明操作条件码位置MOV Rd,operand2MOV Rd,operand2数据传送R

38、doperand2 MOVcondSMVN Rd,operand2数据非传送Rd(operand2)MVNcondSARM数据处理指令数据传送 MOV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 助记符说明操作条件码位置MOV Rd,operand2数据传送Rdop

39、erand2 MOVcondSMVN Rd,operand2MVN Rd,operand2数据非传送Rd(operand2)MVNcondSARM数据处理指令数据传送 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助记符说明操作条件码位置ADD Rd,Rn,operand2加法运

40、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Rdoperand2-Rn-(NOT)CarryRSCcondSARM数据处理指令算术运算助记符说明操作

41、条件码位置ADD Rd,Rn,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Rdoperan

42、d2-Rn-(NOT)CarryRSCcondSARM数据处理指令算术运算 加法运算指令ADD指令将operand2的值与Rn的值相加，结果保存到Rd寄存器。指令格式如下：ADDcondS Rd,Rn,operand2 应用示例：ADDS R1,R1,#1;R1=R1+1，并影响标志位 ADD R1,R1,R2;R1=R1+R2 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,operand2SUB Rd,Rn,operand2减法运算指令RdRn-operand2SUBcondSRSB Rd,Rn,oper

43、and2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)CarryRSCcondSARM数据处理指令算术运算 减法运算指令SUB指令用寄存器Rn减去operand2，结果保存到Rd中。带后缀S，将影响C标志位：有借位，则C=0；否则C=1 应用示例：SUBSR0,R0,#1;R0=R0-

44、1，并影响标志位 SUBSR2,R1,R2;R2=R1-R2，并影响标志位 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,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)Car

45、rySBCcondSRSC Rd,Rn,operand2带进位逆向减法指令Rdoperand2-Rn-(NOT)CarryRSCcondSARM数据处理指令算术运算 逆向减法运算指令RSB指令将operand2的值减去Rn，结果保存到Rd中。指令格式如下：RSBcondS Rd,Rn,operand2 应用示例：RSB R3,R1,#0 xFF00;R3=0 xFF00-R1 RSBS R1,R2,R2,LSL#2;R1=(R22)-R2=R23 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,operand

46、2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)CarryRSCcondSARM数据处理指令算术运算 带进位加法指令ADC将operand2的值与Rn的值相加，

47、再加上CPSR中的C条件标志位，结果保存到Rd寄存器。指令格式如下：ADCcondS Rd,Rn,operand2 应用示例（使用ADC实现64位加法，结果存于R1、R0中）：ADDS R0,R0,R2;R0等于低32位相加，并影响标志位 ADC R1,R1,R3;R1等于高32位相加，并加上低位进位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-RnRSBcondSAD

48、C 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-operand2-(NOT)CarrySBCcondSRSC Rd,Rn,operand2带进位逆向减法指令Rdoperand2-Rn-(NOT)CarryRSCcondSARM数据处理指令算术运算 带进位减法指令SBC用寄存器Rn减去operand2，再减去CPSR中的C条件标志位的非(即若C标志清零，则结果减去1)，结果保存到Rd中。指令格式如下：SBCcondS Rd,Rn,operand2 应用示

49、例（使用SBC实现64位减法，结果存于R1、R0中）：SUBS R0,R0,R2;低32位相减，并影响标志位 SBC R1,R1,R3;高32位相减，并减去低位借位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,operand2带进位

50、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)CarryRSCcondSARM数据处理指令算术运算 带进位逆向减法指令RSC指令用寄存器operand2减去Rn，再减去CPSR中的C条件标志位，结果保存到Rd中。指令格式如下：RSCcondS Rd,Rn,operand2 应用示例（使用RSC指令实现求64位数值的负数）：RSBS R2,R0,#0 RSC R3,R1,#0助记符说明操作条件码位置AND Rd,Rn,operand2逻辑与操作