网与嵌入式系统开发--第3章_ARM指令集与程序设计.ppt

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1、网与嵌入式系统开发-第3章_ARM指令集与程序设计 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 本章主要内容本章主要内容3.1 ARM指令系统特点3.2 ARM指令系统3.3 Thumb指令3.4 ARM伪操作与伪指令3.5 ARM汇编程序设计3.6 ARM C语言基础及混合编程3.7 超级终端的使用3.8 ADS集成开发环境的使用 思考与习题3.1 ARM指令系统特点指令系统特点 ARM ARM指令系统属于指令系统属于RISCRISC指令系统。指令系统。标准

2、的标准的ARMARM指令每条都是指令每条都是3232位长，有位长，有些些ARMARM核还可以执行核还可以执行ThumbThumb指令集，指令集，该指令集是该指令集是ARMARM指令集的子集，每条指令集的子集，每条指令只有指令只有1616位。位。3.1.1 数据类型数据类型3.1.2 ARM指令特点指令特点回本章目录回本章目录3.1 ARM指令系统特点指令系统特点3.1.1 数据类型数据类型ARMARM处理器一般支持下列处理器一般支持下列6 6种数据类型：种数据类型：8 8位有符号字节类型数据；位有符号字节类型数据；8 8位无符号字节类型数据；位无符号字节类型数据；1616位有符号半字类型数据；

3、位有符号半字类型数据；1616位无符号半字类型数据；位无符号半字类型数据；3232位有符号字类型数据；位有符号字类型数据；3232位无符号字类型数据。位无符号字类型数据。回本节目录回本节目录3.1 ARM指令系统特点指令系统特点3.1.1 数据类型（续）有些有些ARMARM处理器不支持半字和有符号处理器不支持半字和有符号字节数据类型。在字节数据类型。在ARMARM内部，所有指令都内部，所有指令都是是3232位操作数。短的数据类型只有在数位操作数。短的数据类型只有在数据传送类指令中才被支持。当据传送类指令中才被支持。当1 1个字节数个字节数据取出后，被扩展到据取出后，被扩展到3232位，在内部数

4、据位，在内部数据处理时，作为处理时，作为3232位的值进行处理，并且位的值进行处理，并且ARMARM指令以字为边界。所有指令以字为边界。所有ThumbThumb指令都指令都是是1616位指令，并且以位指令，并且以2 2个字节为边界。个字节为边界。ARMARM协处理器也支持另外的数据类型，包协处理器也支持另外的数据类型，包括一套浮点数数据类型。括一套浮点数数据类型。3.1 ARM指令系统特点指令系统特点3.1.2 ARM指令特点指令特点1 1）每条指令多功能）每条指令多功能 ARM ARM指令一个重要的特点是它所有的指令指令一个重要的特点是它所有的指令都带有条件，例如用户可以测试某个寄存器的都带

5、有条件，例如用户可以测试某个寄存器的值但是直到下次使用同一条件进行测试时，才值但是直到下次使用同一条件进行测试时，才能有条件的执行这些指令。能有条件的执行这些指令。ARMARM指令另一个重指令另一个重要的特点是具有灵活的第要的特点是具有灵活的第2 2操作数，既可以是操作数，既可以是立即数，也可以是逻辑运算，使得立即数，也可以是逻辑运算，使得ARMARM指令可指令可以在读取数值的同时进行算术和移位操作。它以在读取数值的同时进行算术和移位操作。它可以在几种摸式下操作，包括通过使用可以在几种摸式下操作，包括通过使用SWISWI（软件中断）指令从用户模式进入系统模式。（软件中断）指令从用户模式进入系统

6、模式。回本节目录回本节目录3.1 ARM指令系统特点指令系统特点3.1.2 ARM指令特点（续）2 2）协处理器的作用）协处理器的作用 ARM ARM内核可以提供协处理器指令接口，通内核可以提供协处理器指令接口，通过扩展协处理器完成复杂的功能。因此，过扩展协处理器完成复杂的功能。因此，ARMARM指令还包含了多条协处理器指令，使用多达指令还包含了多条协处理器指令，使用多达1616个协处理器；允许将其他处理器通过协处器个协处理器；允许将其他处理器通过协处器接口进行紧耦合；还包括几种内存管理单元的接口进行紧耦合；还包括几种内存管理单元的变种，简单的内存保护到复杂的页面层次。例变种，简单的内存保护到

7、复杂的页面层次。例如，管理存储部件如，管理存储部件MMUMMU就是就是ARMARM内核通过协处理内核通过协处理器器CP15CP15实现对内存的管理的。实现对内存的管理的。3.1 ARM指令系统特点指令系统特点3.1.2 ARM指令特点（续）3 3）ThumbThumb指令指令 ARM ARM有两种指令集：有两种指令集：1616位位ThumbThumb指令集和指令集和3232位位ARMARM指令集。使用指令集。使用1616位的存储器可以降低位的存储器可以降低成本。在这种情况下，成本。在这种情况下，ThumbThumb指令集的整体执指令集的整体执行速度比行速度比ARM32ARM32位指令集快，而且

8、提高了代码位指令集快，而且提高了代码密度，所以一般用密度，所以一般用ThumbThumb编译器将编译器将C C语言程序编语言程序编译成译成1616位的代码。处理器一开始总在位的代码。处理器一开始总在ARMARM状态，状态，可使用可使用BXBX指令转换到指令转换到ThumbThumb状态。状态。3.1 ARM指令系统特点指令系统特点3.1.2 ARM指令特点（续）4 4）具有）具有RISCRISC指令的特点指令的特点 由于由于ARMARM指令属于指令属于RISCRISC指令，所以具有指令，所以具有RISCRISC指令的特点：指令少，且等长，便于充分指令的特点：指令少，且等长，便于充分利用流水线技

9、术；使用多寄存器，且多为简单利用流水线技术；使用多寄存器，且多为简单的的LoadLoad与与StoreStore指令（从内存申读取某个值，指令（从内存申读取某个值，执行完操作后再将其放回内存）。执行完操作后再将其放回内存）。3.1 ARM指令系统特点指令系统特点3.1.2 ARM指令特点（续）5 5）立即数和直接地址）立即数和直接地址 由于指令统一为由于指令统一为3232位，无法在位，无法在1 1条指令中条指令中存放存放3232位立即数。一般立即数为位立即数。一般立即数为5 51212位。采位。采用一些特殊的方法，使它能处理用一些特殊的方法，使它能处理3232位立即数。位立即数。同理，直接（或

10、相对）地址一般为同理，直接（或相对）地址一般为2424位，但由位，但由于指令地址的低于指令地址的低2 2位为位为0000，故寻地范围为，故寻地范围为226226，相对地址为，相对地址为225225。3.2 ARM指令系统指令系统 ARM ARM的指令按功能分为分支类指令、数据处理类指令、的指令按功能分为分支类指令、数据处理类指令、乘法类指令、数据传送类指令、协处理器类指令以及杂项指乘法类指令、数据传送类指令、协处理器类指令以及杂项指令（包括状态寄存器传送指令、软件中断指令和断点指令）。令（包括状态寄存器传送指令、软件中断指令和断点指令）。3.2.1 ARM指令的寻址方式指令的寻址方式3.2.2

11、 ARM指令的条件执行指令的条件执行3.2.3 Load/Store类指令类指令3.2.4 ARM数据处理类指令数据处理类指令3.2.5 ARM转移类指令（续）转移类指令（续）回本章目录回本章目录3.2 ARM指令系统指令系统3.2.1 ARM指令的寻址方式指令的寻址方式1 1）寄存器寻址）寄存器寻址ADD R0,R1,R2ADD R0,R1,R2;R0-R1+R2;R0-R1+R22 2）立即寻址）立即寻址ADD R3,R3,#1ADD R3,R3,#1;R3-R3+1;R3 R0;(R3)-R0回本节目录回本节目录3.2 ARM指令系统指令系统3.2.1 ARM指令的寻址方式（续）4 4）

12、寄存器变址寻址）寄存器变址寻址LDR R0,R1,#14LDR R0,R1,#14;(R1)+14)-R0;(R1)+14)-R0 前索引寻址：前索引寻址：LDR R0,R1+4!LDR R0,R1+4!;R0-R1+4,R1-R1+4,;R0-R1+4,R1-R1+4,“!”“!”表示完成数据传送后更新基址寄存器表示完成数据传送后更新基址寄存器 后索引寻址：后索引寻址：LDR R0,R1,#4LDR R0,R1,#4;R0-R1,R1-R1+4,;R0-R1,R1-R1+4,这里没有这里没有“!”“!”基址加索引寻址：基址加索引寻址：LDR R0,R1,R2LDR R0,R1,R2;R0-R

13、1+R2;R0-R1+R23.2 ARM指令系统指令系统3.2.1 ARM指令的寻址方式（续）5 5）多寄存器寻址）多寄存器寻址LDMIA R1,R0,R2,R5LDMIA R1,R0,R2,R5;R0-R1,R2;R0-R1,R2-R1+4,R5R1+4,R5-R1+8R1+8把把R1R1指向的连续存储单元的内容送到指向的连续存储单元的内容送到R0R0、R2R2和和R5R5。由于传送数是以由于传送数是以3232位为单位的字，因此基址应当位为单位的字，因此基址应当字对齐。字对齐。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.1 ARM指令的寻址方式（续）6 6）堆栈寻址）堆栈寻址 堆栈：按特定顺序进行

14、存取的存储区，有后堆栈：按特定顺序进行存取的存储区，有后进先出（进先出（LIFOLIFO）或先进后出（）或先进后出（FILOFILO）两种。堆栈）两种。堆栈指针所指定的存储单元就是栈顶。存储器堆栈可指针所指定的存储单元就是栈顶。存储器堆栈可分为以下分为以下2 2种。种。l向上生长：向高地址方向生长，递增堆栈向上生长：向高地址方向生长，递增堆栈（Ascending StackAscending Stack）；）；l向下生长：向低地址方向生长，递减堆栈向下生长：向低地址方向生长，递减堆栈（Descending StackDescending Stack）。）。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.

15、1 ARM指令的寻址方式（续）6 6）堆栈寻址）堆栈寻址 堆栈指针指向最后压入堆栈的有效数据项，称为满堆堆栈指针指向最后压入堆栈的有效数据项，称为满堆栈（栈（Full StackFull Stack）；堆栈指针指向下一个空位置，称为空）；堆栈指针指向下一个空位置，称为空堆栈（堆栈（Empty StackEmpty Stack）。）。ARMARM硬件中的堆栈分为以下硬件中的堆栈分为以下4 4种组种组合：合：l满向上生长型，堆栈按高地址方向生长，当前堆栈指针满向上生长型，堆栈按高地址方向生长，当前堆栈指针指向一个有效值；指向一个有效值；l空向上生长型，堆栈按高地址方向生长，当前堆栈指针空向上生长型

16、，堆栈按高地址方向生长，当前堆栈指针指向一个空值；指向一个空值；l满向下生长型，堆栈按低地址方向生长，当前堆栈指针满向下生长型，堆栈按低地址方向生长，当前堆栈指针指向一个有效值；指向一个有效值；l空向下生长型，堆栈按低地址方向生长，当前堆栈指针空向下生长型，堆栈按低地址方向生长，当前堆栈指针指向一个空值。指向一个空值。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.1 ARM指令的寻址方式（续）6 6）堆栈寻址）堆栈寻址 常见多字节传送指令如表常见多字节传送指令如表3-23-2所示。所示。FDFD、EDED、FAFA、EAEA后缀在堆栈操作时使用，后缀在堆栈操作时使用，F F（FullFull）和）和E

17、 E（EmptyEmpty）分别代）分别代表堆栈指针指向满或空，表堆栈指针指向满或空，A A（AscendingAscending）和）和D D（DescendingDescending）分别表示堆栈向上或向下生长。当堆栈）分别表示堆栈向上或向下生长。当堆栈由低地址向高地址生成时，称为递增堆栈（向上高地址方由低地址向高地址生成时，称为递增堆栈（向上高地址方向）；当堆栈由高地址向低地址生成时，称为递减堆栈向）；当堆栈由高地址向低地址生成时，称为递减堆栈（向下低地址方向）。（向下低地址方向）。IAIA、IBIB、DADA、DBDB后缀在一般数据块后缀在一般数据块传送时使用（传送时使用（Increa

18、seIncrease、DecreaseDecrease、AfterAfter、BeforeBefore）。）。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.1 ARM指令的寻址方式（续）6 6）堆栈寻址）堆栈寻址指令传送型式指令传送型式堆堆 栈栈一般数据存取一般数据存取L L位位P P位位U U位位空向下生长型（之前增量）空向下生长型（之前增量）LDMEDLDMEDLDMIBLDMIB1 11 11 1满向下生长型（之后增量）满向下生长型（之后增量）LDMFDLDMFDLDMIALDMIA1 10 01 1空向上生长型（之前增量）空向上生长型（之前增量）LDMEALDMEALDMDBLDMDB1 11

19、 10 0满向上生长型（之后增量）满向上生长型（之后增量）LDMFALDMFALDMDALDMDA1 10 00 03.2 ARM指令系统指令系统3.2.1 ARM指令的寻址方式（续）6 6）堆栈寻址）堆栈寻址指令传送型式指令传送型式堆堆 栈栈一般数据存取一般数据存取L L位位P P位位U U位位满向上生长型（之前增量）满向上生长型（之前增量）STMFASTMFASTMIBSTMIB0 01 11 1空向上生长型（之后增量）空向上生长型（之后增量）STMEASTMEASTMIASTMIA0 00 01 1空向下生长型（之前增量）空向下生长型（之前增量）STMFDSTMFDSTMDBSTMDB0

20、 01 10 0满向下生长型（之后增量）满向下生长型（之后增量）STMEDSTMEDSTMDASTMDA0 00 00 03.2 ARM指令系统指令系统3.2.1 ARM指令的寻址方式（续）7）块拷贝寻址）块拷贝寻址LDMIA R0!,R2-R9;从从R0指向的位置拷贝指向的位置拷贝8个字个字到到R2-R9STMIA R1,R2-R9;R2-R9拷贝拷贝8个字到个字到R1指向的指向的位置位置从从R0指向的位置拷贝指向的位置拷贝8个字到个字到R1指向的位置。指向的位置。R2R9保保存的是有用值，就应该把它们压进堆栈保存，可以如下处存的是有用值，就应该把它们压进堆栈保存，可以如下处理：理：STMF

21、D R13!,R2-R9;寄存器寄存器R2-R9内容保存到堆内容保存到堆栈栈PUSHLDMIA R0!,R2-R9;R0指向位置拷贝指向位置拷贝R2R9STMIA R1,R2-R9;R2R9拷贝到拷贝到R1指向的位置指向的位置LDMFD R13!,R2-R9;从堆栈恢复从堆栈恢复POP3.2 ARM指令系统指令系统3.2.1 ARM指令的寻址方式（续）8）相对寻址）相对寻址B rel;（PC）+relPC3.2 ARM指令系统指令系统3.2.2 ARM指令的条件执行指令的条件执行 每条每条ARM指令都是有条件执行，包括特权调用和协指令都是有条件执行，包括特权调用和协处理器指令，可根据执行结果来

22、选择是否更新条件码。若处理器指令，可根据执行结果来选择是否更新条件码。若要更新条件码，则指令中须包含后缀要更新条件码，则指令中须包含后缀“S”。条件码占。条件码占32位指令的高位指令的高4位。位。一些指令（如一些指令（如CMP、CMN、TST和和TEQ）不需要后）不需要后缀缀“S”，它们的唯一功能就是更新条件标志。没有执行，它们的唯一功能就是更新条件标志。没有执行的条件指令对标志没有影响，一些指令只更新部分标志，的条件指令对标志没有影响，一些指令只更新部分标志，不影响其他标志。可以根据另外一条指令设置的标志，有不影响其他标志。可以根据另外一条指令设置的标志，有条件地执行某条指令，分如下两种情况

23、：在更新标志的指条件地执行某条指令，分如下两种情况：在更新标志的指令后立即执行；在插入的几条不更新标志的指令后执行。令后立即执行；在插入的几条不更新标志的指令后执行。没有条件后缀表示如何条件下都执行。没有条件后缀表示如何条件下都执行。回本节目录回本节目录3.2 ARM指令系统指令系统3.2.2 ARM指令的条件执行（续）条件码中的条件码中的N、Z、C和和V位的值决定指令如位的值决定指令如何指令，何指令，ARM条件码如表条件码如表3-3所示。所示。说明：说明：HS、LO、HI、LS这这4个条件码指的是无个条件码指的是无符号数，符号数，GE、LT、GT、LE这这4个条件码指的是个条件码指的是符号数

24、。符号数。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.2 ARM指令的条件执行（续）操作码操作码31:28条条 件件 码码含含 义义标志位状态显示标志位状态显示00000000EQEQ相等相等/是否为是否为0Z Z置位置位00010001NENE不等不等Z Z清零清零00100010CS/HS*CS/HS*进位置位进位置位/大于大于C C置位置位00110011CC/LO*CC/LO*进位清零进位清零/小于小于C C清零清零01000100MIMI结果为负结果为负N N置位置位01010101PLPL结果为正结果为正N N清零清零3.2 ARM指令系统指令系统3.2.2 ARM指令的条件执行（续）操

25、作码操作码31:28条条 件件 码码含含 义义标志位状态显示标志位状态显示01100110VSVS溢出溢出V V置位置位01110111VCVC无溢出无溢出V V清零清零10001000HI*HI*大于大于C C置位并且置位并且Z清零清零10011001LS*LS*小于小于C C清零或清零或Z置位置位10101010GE*GE*大于等于大于等于N N等于等于V10111011LT*LT*小于等于小于等于N N不等于不等于V11001100GT*GT*大于大于Z Z清零或清零或N等于等于V11101110LE*LE*小于等于小于等于Z Z置位或置位或N不等于不等于V11111111ALAL始终始

26、终任何任何3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令类指令1）单字和无符号字节传送指令）单字和无符号字节传送指令Load/Store功能：提供功能：提供ARM寄存器和内存之间单字（寄存器和内存之间单字（32位）或单字位）或单字节（节（8位）数据传送。位）数据传送。句法：句法：LDR|STRcondBT Rd,其中：其中：LDR：把内存中的数据加载到寄存器中。：把内存中的数据加载到寄存器中。STR：把寄存器中的数据存储到存储器中。：把寄存器中的数据存储到存储器中。cond：表条件（见表：表条件（见表3-3）。）。B：表示对字节的操作；否则为对字操作。：表示对字节的操作；

27、否则为对字操作。T：在后索引的指令中，强制执行非特权模式操作；在前：在后索引的指令中，强制执行非特权模式操作；在前索引指令中，不允许有索引指令中，不允许有T模式。模式。Rd：ARM结果寄存器。结果寄存器。Rn：基址寄存器。：基址寄存器。回本节目录回本节目录3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）1）单字和无符号字节传送指令）单字和无符号字节传送指令Load/Store有以下有以下3种可能的形式。种可能的形式。（1）产生地址的表达式）产生地址的表达式expression。expression的结果为的结果为PC值加上相对偏移量。值加上相对偏移量。（2）前索引偏移

28、。）前索引偏移。可分为以下可分为以下3类：类：Rn;零偏移。零偏移。Rn,!;偏移偏移字字节。节。“!”表示写回基址寄存器；表示写回基址寄存器；;否则就不写回。否则就不写回。Rn，+/-Rm，!;偏移值为偏移值为+/-索引寄存索引寄存器（器（Rm）的移位值）的移位值。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）1）单字和无符号字节传送指令）单字和无符号字节传送指令Load/Store（3）后索引偏移。）后索引偏移。可分为以下可分为以下2类：类：Rn，;偏移偏移expression字节。字节。Rn，+/-Rm，;偏移值为偏移值为+/-索引寄存器索引寄存器（Rm）的移

29、位值）的移位值。例例3-1 下面的示例显示了下面的示例显示了LDR和和STR指令的使用方法。指令的使用方法。LDRR1,R10;R1-R10LDRNER2,R5，#5!;有条件地有条件地R2-R55，R5R2R4LDRR1,R2,R3,LSL#2;R1-R2R3 4LDRR0,localdata;加载一个字，该字位加载一个字，该字位于标号于标号localdata所在地址所在地址3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）2）半字和带符号数据传送类指令）半字和带符号数据传送类指令Load/Store功能：提供功能：提供ARM寄存器和内存之间半字（寄存器和内存之间半字

30、（16位）或有符位）或有符号字节（号字节（8位）数据传送。位）数据传送。句法：句法：LDR|STRcond Rd,其中：其中：H：表示传送半字。：表示传送半字。SB：表示加载有符号字节（只对：表示加载有符号字节（只对LDR有效）。有效）。SH：表示加载有符号半字（只对：表示加载有符号半字（只对LDR有效）。有效）。Rd：ARM结果寄存器。结果寄存器。有以下有以下3种可能的形式种可能的形式:（1）产生地址的表达式）产生地址的表达式expression。expression的结果为的结果为PC值加上相对偏移量。值加上相对偏移量。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（

31、续）（2）前索引偏移。可分为以下）前索引偏移。可分为以下3类：类：Rn ;零偏移。零偏移。Rn,!;偏移偏移字字节。节。“!”表示写回基址寄存器表示写回基址寄存器,否则就不写回。否则就不写回。Rn,+/-Rm!;偏移值为偏移值为Rn+/-Rm。（3）后索引偏移。可分为以下）后索引偏移。可分为以下2类：类：Rn,;偏移偏移expression字节。字节。Rn,+/-Rm;偏移值为偏移值为Rn+/-Rm。加载到加载到R15：不能将半字或字节加载到：不能将半字或字节加载到R15。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）例例3-2 下面的示例显示了下面的示例显示了LD

32、RH、STRH等指令等指令的使用方法。的使用方法。LDRH R1,R2,-R3!;把把R2-R3地地址处半字的内容加载到址处半字的内容加载到R1，更新，更新R2STRH R3,R4,#14;把把R3的半字的半字内容存储到内容存储到R4+14，不更新，不更新R4LDRSB R8,R2,#-223;把把R2的内的内容扩展为带符号的字节，装入容扩展为带符号的字节，装入R8，更新，更新R2LDRNESH R11，R0;有条件地把有条件地把R0的内容扩展为带符号的半字，装入的内容扩展为带符号的半字，装入R113.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）3）双字传送类指令）双

33、字传送类指令Load/Store功能：提供功能：提供ARM寄存器和内存之间双字（寄存器和内存之间双字（64位）数据传位）数据传送。操作符的特征是操作符以送。操作符的特征是操作符以“D”结尾。结尾。双字节传送有双字节传送有4种形式。种形式。（1）零偏移（）零偏移（zero offset）：）：LDR|STRcondD Rd,Rn（2）前变址偏移（）前变址偏移（pre-indexed offset）：）：LDR|+STRcondD Rd,Rn,!（3）程序相对偏移（）程序相对偏移（pregram-relative offset）：）：LDR|STRcondD Rd,Label（4）后变址偏移（）后

34、变址偏移（post-indexed offset）：）：LDR|STRcondD Rd,Rn,3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）3）双字传送类指令）双字传送类指令Load/Store其中：其中：Rd：加载或存储寄存器其中的一个，另一个是：加载或存储寄存器其中的一个，另一个是R(d+1)。Rd必须是偶数寄存器，且不是必须是偶数寄存器，且不是R14。Rn：除非指令为零偏移，或不带写回的前变址，否则：除非指令为零偏移，或不带写回的前变址，否则Rn不允许于不允许于Rd和和R(d+1)相同。相同。Offset：加在：加在Rn上的偏移量。上的偏移量。双字地址必须是双

35、字地址必须是8的倍数。若系统有协处理器，可允的倍数。若系统有协处理器，可允许对准检查。若允许对准检查，则非双字对准的许对准检查。若允许对准检查，则非双字对准的64位传位传送将引起对准异常。该指令适用于送将引起对准异常。该指令适用于ARM v5TE指令系统及指令系统及以上版本。以上版本。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）3）双字传送类指令）双字传送类指令Load/Store例例3-3 下面的示例显示了下面的示例显示了LDRD、STRD等指令的使用方等指令的使用方法。法。LDRD R6,R11 ;(R11)-R6,(R11)+4)-R7LDRMID R4,R

36、7,R2 ;有条件地有条件地(R7)-R4,(R7)+4)-R5,R7+R2-R7STRD R4,R9,#24 ;R4-R9+24,R5-R9+28STRD R0,R9-R2!;R0-R9-R2,R1-R9-R2+4,R9-R2+4-R9LDREQD R8,abc4 ;有条件地地址有条件地地址abc4-R8,地地址址abc4+4-R93.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）3）双字传送类指令）双字传送类指令Load/Store例例3-4：下面是一个关于使用：下面是一个关于使用LDRD和和STRD指令的错误指令的错误例子。例子。LDRD R1,R6 ;Rd不是偶

37、数不是偶数STRD R14,R9,#36 ;Rd不能是不能是R14STRD R2,R3,R6 ;Rn不允许是不允许是Rd或或R(d+1)3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）4）多寄存器（块数据）传送指令）多寄存器（块数据）传送指令Load/Store功能：读取或存储多个寄存器，可以传送功能：读取或存储多个寄存器，可以传送R0R15的如何的如何组合。对于初学者需特别注意在传送方向上与单寄存器传送组合。对于初学者需特别注意在传送方向上与单寄存器传送不一样，特征是在操作符以不一样，特征是在操作符以“M”结尾，特别理解这里的结尾，特别理解这里的“Rlist”、“S

38、tore”、“Load”含义。含义。句法：句法：LDM|STMcond Rn!,Rlist其中其中lMode：IA、IB、DA、DB、FD、ED、FA、EA之一，见之一，见表表3-2。lRn：基址寄存器，装有传送数据的初始地址，：基址寄存器，装有传送数据的初始地址，Rn不允许不允许是是R15。l!：可选后缀，表示最后的地址写回：可选后缀，表示最后的地址写回Rn。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）4）多寄存器（块数据）传送指令）多寄存器（块数据）传送指令Load/StorelRlist：加载或存储的寄存器列表，包含在括号中。它也可：加载或存储的寄存器列表，

39、包含在括号中。它也可包含的包含的ARM寄存器范围。若包含多于寄存器范围。若包含多于1个寄存器列表或包含个寄存器列表或包含寄存器范围，则必须用逗号分开。寄存器范围，则必须用逗号分开。可选后缀，不允许用户模式或系统模式下使用。它有可选后缀，不允许用户模式或系统模式下使用。它有2个目个目的：的：l 如果是如果是LDM且且Rlist中包含中包含R15（PC），那么除了正常的），那么除了正常的多寄存器传送外，将多寄存器传送外，将SPSR拷贝到拷贝到CPSR，用于异常返回。，用于异常返回。l 数据传入或传出的是用户模式的寄存器，而不是当前模式数据传入或传出的是用户模式的寄存器，而不是当前模式的寄存器。的寄

40、存器。注意：对于注意：对于LDM指令，如包含指令，如包含PC，位，位0=1时，时，CPU转转至至Thumb状态。寄存器列表中不应有状态。寄存器列表中不应有Rn。FD、ED、FA、EA用于堆栈操作；用于堆栈操作；IA、IB、DA、DB用于一般的数据传送用于一般的数据传送操作。操作。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）4）多寄存器（块数据）传送指令）多寄存器（块数据）传送指令Load/Store例例3-5 下面的示例显示了下面的示例显示了LDMIA、STMDB等指令等指令的使用方法的使用方法LDMIA R8,R0,R2,R9;(R8)-R0,(R8)+4)-R

41、2,(R8)+8)-R9STMDB R1!,R3-R6,R11,R12;(R3)-R1-4,(R4)-R1-8,(R5)-R1-12,(R6)-R1-16,(R11)-R1-20,(R12)-R1-24,(R1)-24-R1STMFD R13!,R0,R4-R7,LR;寄存器进栈寄存器进栈PUSHLDMFD R13!,R0,R4-R7,PC;同样的寄存器出栈同样的寄存器出栈POP，从子程序返回，从子程序返回3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）5）Cache预加载指令预加载指令功能：功能：Cache预读取（预读取（PLD，PreLoaD），使用），使用PLD

42、指示存储系统从后面几条新指令所指定的存储指示存储系统从后面几条新指令所指定的存储器地址读取，存储系统可使用这种方法加速以后的器地址读取，存储系统可使用这种方法加速以后的存储器访问。存储器访问。句法：句法：PLD Rn,offset其中：其中：offset同同LDR、STR字和无符号字节。字和无符号字节。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.3 Load/Store类指令（续）6）内存和寄存器交换类指令）内存和寄存器交换类指令功能：用一条指令实现在寄存器和存储器之间交换数据。功能：用一条指令实现在寄存器和存储器之间交换数据。句法：句法：SWPcondB Rd,Rm,Rn;(Rn)-Rd,Rm-(

43、Rn),nm,d;如如d=m,为交换，为交换，Rm（Rn）例例3-6 下面的示例显示了下面的示例显示了SWP指令的使用方法。指令的使用方法。SWP R0,R1,R2;(R2)-R0,R1-(R2)SWPB R2,R3,R4;字节字节(R4)-R2,字节字节R3-(R4)SWPEQ R0,R0,R1;有条件地有条件地R0(R1)3.2 ARM指令系统指令系统3.2.4 ARM数据处理类指令数据处理类指令1）灵活的第）灵活的第2操作数操作数 大多数大多数ARM通用数据处理指令都有一个灵活的第通用数据处理指令都有一个灵活的第2操作操作数（数（Flexible Second Operand）opera

44、nd2，operand2有有以下以下2种形式：种形式：l#immed_8r：常量表达式，：常量表达式，8位位图循环偶数位（位位图循环偶数位（0，2,4，6，30）。合法常量如）。合法常量如0 xFF、0 xFF000、0 xF00000F；非法常量如；非法常量如0 x101、0 xFF04、0 xFF003、0 xFFFFFFFF。lRm,shift：Rm是存储第是存储第2操作数的操作数的ARM寄存器；寄存器；shift表表示移位，有示移位，有ASR、LSR、LSL、ROR和和RRX。回本节目录回本节目录3.2 ARM指令系统指令系统3.2.4 ARM数据处理类指令（续）2）ADD、SUB、R

45、SB、ADC、SBC、RSC、AND、ORR、EOR和和BIC指令指令句法：句法：OpcodecondS Rd，Rn，operand2其中其中lOpcode：ADD、SUB、RSB、ADC、SBC、RSC、AND、ORR、EOR和和BIC之一；之一；lS：可选后缀，更新条件码标志；：可选后缀，更新条件码标志；lRd：ARM结果寄存器；结果寄存器；loperand2：灵活的第：灵活的第2操作数。操作数。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.4 ARM数据处理类指令（续）2）ADD、SUB、RSB、ADC、SBC、RSC、AND、ORR、EOR和和BIC指令指令lADD：将：将Rn和和operan

46、d2的值相加；的值相加；lSUB：将：将Rn的值减去的值减去operand2的值；的值；lRSB：将：将operand2的值减去的值减去Rn的值；的值；lADC：带进位加；：带进位加；lSBC：带进位减；：带进位减；lRSC：带进位的：带进位的RSB;lAND：逻辑：逻辑“与与”；lORR：逻辑：逻辑“或或”；lEOR：逻辑：逻辑“异或异或”；lBIC：位清零。操作数：位清零。操作数2为为32位的掩码，如果在掩码中设位的掩码，如果在掩码中设置了某一位，则清除操作数置了某一位，则清除操作数1中的相应位，未设置掩码位保中的相应位，未设置掩码位保持不变。操作结果存在目的寄存器中。持不变。操作结果存在

47、目的寄存器中。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.4 ARM数据处理类指令（续）2）ADD、SUB、RSB、ADC、SBC、RSC、AND、ORR、EOR和和BIC指令指令ADC、SBC和和RSC用于多个字的算术运算。用于多个字的算术运算。条件码标志：若指定条件码标志：若指定S，则将改变，则将改变N、Z、C和和V。R15的使用：若的使用：若R15作为作为Rn使用，则使用的值是指令的地址使用，则使用的值是指令的地址加加8，移位不允许使用，移位不允许使用R15。3.2 ARM指令系统指令系统3.2.4 ARM数据处理类指令（续）2）ADD、SUB、RSB、ADC、SBC、RSC、AND、ORR、

48、EOR和和BIC指令指令例例3-7 下面的示例显示了一些数据处理指令的使用方法。下面的示例显示了一些数据处理指令的使用方法。ADD R2,R1,R3 ;R2-R1R3SUBS R8,R6,240 ;R8-R6-240，设置标志，设置标志RSB R4,R4,1280 ;R4R5MVNNE R11,0 xF000000BMOVS R0,R0,ASR R3MOV PC,R14 ;从子程序返回从子程序返回MOVS PC,R14 ;从异常返回，恢复从异常返回，恢复CPSR例例3-10 下面是一个关于使用下面是一个关于使用MVN指令的错例。指令的错例。MVN R15,R4,ASR R0;R15不允许与被不

49、允许与被控制移位的寄存器一起出现控制移位的寄存器一起出现3.2 ARM指令系统指令系统3.2.4 ARM数据处理类指令（续）4）CMP、CMN、TST和和TEQ-比较、比较反值、测试和测比较、比较反值、测试和测试相等指令试相等指令句法：句法：Opcodecond Rn,operand2其中，其中，Opcode为为CMP、CMN、TST和和TEQ之一。之一。功能：改变功能：改变N、Z、C和和V。R15的使用：若的使用：若R15用作用作Rn，则使用的值是指令的地址加，则使用的值是指令的地址加8；若有移位，就不能使用；若有移位，就不能使用R15。例例3-11 下面的示例显示了下面的示例显示了CMP和

50、和TST指令的使用方法。指令的使用方法。CMP R2,R8CMN R1,6400CMPGT R13,R7,LSL 2TST R1,0 删除空格删除空格x3F8TEQEQ R10,R83.2 ARM指令系统指令系统3.2.4 ARM数据处理类指令（续）5）CLZ前导前导0计数计数句法：句法：CLZcond Rd,Rm其中其中Rd：ARM结果寄存器，结果寄存器，Rd不允许是不允许是R15；Rm：操作数寄存器对。：操作数寄存器对。对对Rm中值的前导中值的前导0（Leading Zeros）的个数进行计数，结）的个数进行计数，结果放在果放在Rd中。若全为中。若全为0，结果为，结果为32；若位；若位31