第4課 ARM指令

1、4C H A P T E RARM7指令集指令集目錄q1.ARM處理器尋址方式q2.指令集介紹 ARM指令集 Thumb指令集指令集ARM指令長度概述nARM指令長度n指令集可以是以下任一種n32 bits 長 (ARM狀態(tài))n16 bits 長 (Thumb 狀態(tài))nARM7TDMI 支持3種數(shù)據(jù)類型n字節(jié) (8-bit)n半字 (16-bit)n字 (32-bit)n字必須被排成4個字節(jié)邊界對齊,半字必須被排列成2個字節(jié)邊界對齊n向后兼容：新版本增加指令，并保持指令向后兼容；nLoad-store 結(jié)構(gòu)*uload/store 從存儲器中讀某個值,操作完后再將其放回存儲器中u只對存放在寄存

2、器的數(shù)據(jù)進行處理u對于存儲器中的數(shù)據(jù)，只能使用load/store指令進行存取ARM指令長度概述第4課 目錄q1.ARM處理器尋址方式q2. ARM指令集第4課 ARM7TDMI(-S)指令系統(tǒng)n簡介 ARM處理器是基于精簡指令集計算機(RISC)原理設(shè)計的，指令集和相關(guān)譯碼機制較為簡單。ARM7TDMI(-S)具有32位ARM指令集和16位Thumb指令集，ARM指令集效率高，但是代碼密度低;而Thumb指令集具有較高的代碼密度，卻仍然保持ARM的大多數(shù)性能上的優(yōu)勢，它是ARM指令集的子集。所有的ARM指令都是可以有條件執(zhí)行的，而Thumb指令僅有一條指令具備條件執(zhí)行功能。ARM程序和Thu

3、mb程序可相互調(diào)用，相互之間的狀態(tài)切換開銷幾乎為零。 第4課 ARM7TDMI(-S)指令系統(tǒng)nARM指令集與Thumb指令集的關(guān)系Thumb指令集具有靈活、小巧的特點ARM指令集支持ARM核所有的特性，具有高效、快速的特點4.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類 尋址方式是根據(jù)指令中給出的地址碼字段來實現(xiàn)尋找真實操作數(shù)地址的方式。ARM處理器具有9種基本尋址方式。1.寄存器尋址；2.立即尋址；3.寄存器移位尋址；4.寄存器間接尋址；5.基址尋址；6.多寄存器尋址；7.堆棧尋址；8.塊拷貝尋址；9.相對尋址。 操作數(shù)的值在寄存器中，指令中的地址碼字段指出的是寄存器編號，指令執(zhí)行時直接取出寄存

4、器值來操作。寄存器尋址指令舉例如下： MOV R1,R2 ;將R2的值存入R1 SUB R0,R1,R2 ;將R1的值減去R2的值，結(jié)果保存到R0 0 xAA0 x55R2R14.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類寄存器尋址MOV R1,R20 xAA 立即尋址指令中的操作碼字段后面的地址碼部分即是操作數(shù)本身，也就是說，數(shù)據(jù)就包含在指令當中，取出指令也就取出了可以立即使用的操作數(shù)(這樣的數(shù)稱為立即數(shù))。立即尋址指令舉例如下： SUBSR0,R0,#1 ;R0減1，結(jié)果放入R0，并且影響標志位MOVR0,#0 xFF000 ;將立即數(shù)0 xFF000裝入R0寄存器 0 x55R0MOV R0

5、,#0 xFF00程序存儲4.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類立即尋址MOV R0,#0 xFF000 xFF00從代碼中獲得數(shù)據(jù) 寄存器移位尋址是ARM指令集特有的尋址方式。當?shù)?個操作數(shù)是寄存器移位方式時，第2個寄存器操作數(shù)在與第1個操作數(shù)結(jié)合之前，選擇進行移位操作。寄存器移位尋址指令舉例如下：MOVR0,R2,LSL #3 ;R2的值左移3位，結(jié)果放入R0， ;即是R0=R28 ANDSR1,R1,R2,LSL R3 ;R2的值左移R3位，然后和R1相 ;“與”操作，結(jié)果放入R10 x55R0R20 x014.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類寄存器移位尋址MOV R0,R2,

6、LSL #30 x080 x08邏輯左移3位 寄存器間接尋址指令中的地址碼給出的是一個通用寄存器的編號，所需的操作數(shù)保存在寄存器指定地址的存儲單元中，即寄存器為操作數(shù)的地址指針。寄存器間接尋址指令舉例如下： LDRR1,R2;將R2指向的存儲單元的數(shù)據(jù)讀出;保存在R1中 SWPR1,R1,R2;將寄存器R1的值和R2指定的存儲;單元的內(nèi)容交換 0 x55R0R2 0 x400000000 xAA0 x400000004.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類寄存器間接尋址LDR R0,R20 xAA 基址尋址就是將基址寄存器的內(nèi)容與指令中給出的偏移量（4K）相加/減，形成操作數(shù)的有效地址?；?/p>

7、尋址用于訪問基址附近的存儲單元，常用于查表、數(shù)組操作、功能部件寄存器訪問等。寄存器間接尋址是偏移量為0的基址加偏移尋址。基址尋址指令舉例如下(前索引尋址)： LDRR2,R3,#0 x0C ;讀取R3+0 x0C地址上的存儲單元 ;的內(nèi)容，放入R2 STRR1,R0,#-4! ;先R0=R0-4，然后把R0的值寄存 ;到保存到R1指定的存儲單元 4.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類基址尋址0 x55R2R3 0 x400000000 xAA0 x4000000CLDR R2,R3,#0 x0C0 xAA將R3+0 x0C作為地址裝載數(shù)據(jù) 基址尋址指令舉例如下： LDRR0,R1 ,#4

8、;R0=R1，R1R14 ;后索引基址尋址 ;ARM這種自動索引機制不消耗額外的時間LDR R0，R1,R2 ;R0=R1+R24.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類基址尋址 多寄存器尋址一次可傳送幾個寄存器值，允許一條指令傳送16個寄存器的任何子集或所有寄存器。多寄存器尋址指令舉例如下： LDMIAR1!,R2-R7,R12 ;將R1指向的單元中的數(shù)據(jù)讀出到 ;R2R7、R12中(R1自動加4) STMIAR0!,R2-R7,R12 ;將寄存器R2R7、R12的值保 ;存到R0指向的存儲; 單元中 ;(R0自動加4)0 x40000000R1R20 x?0 x010 x400000000

9、 x?R3R40 x?R60 x?0 x020 x030 x040 x400000040 x400000080 x4000000C存儲器4.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類多寄存器尋址LDR R1!,R2-R4,R6 0 x010 x020 x030 x040 x40000010 堆棧是一個按特定順序進行存取的存儲區(qū)，操作順序為“后進先出” 。堆棧尋址是隱含的，它使用一個專門的寄存器(堆棧指針)指向一塊存儲區(qū)域(堆棧)，指針所指向的存儲單元即是堆棧的棧頂。存儲器堆?？煞譃閮煞N： 向上生長：向高地址方向生長，稱為遞增堆棧向下生長：向低地址方向生長，稱為遞減堆棧4.1 ARM處理器尋址方式n

10、尋址方式分類堆棧尋址4.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類堆棧尋址棧底棧頂棧區(qū)SP堆棧存儲區(qū)棧頂棧底棧區(qū)SP向下增長向上增長0 x123456780 x12345678堆棧壓棧堆棧壓棧棧頂SP棧頂SP棧底空堆棧棧底滿堆棧 堆棧指針指向最后壓入的堆棧的有效數(shù)據(jù)項，稱為滿堆棧；堆棧指針指向下一個待壓入數(shù)據(jù)的空位置，稱為空堆棧。 4.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類堆棧尋址0 x123456780 x12345678棧頂SP0 x12345678棧頂SP壓棧壓棧所以可以組合出四種類型的堆棧方式：滿遞增：堆棧向上增長，堆棧指針指向內(nèi)含有效數(shù)據(jù)項的最高地址。指令如LDMFA、STMFA等； 空

11、遞增：堆棧向上增長，堆棧指針指向堆棧上的第一個空位置。指令如LDMEA、STMEA等； 滿遞減：堆棧向下增長，堆棧指針指向內(nèi)含有效數(shù)據(jù)項的最低地址。指令如LDMFD、STMFD等；空遞減：堆棧向下增長，堆棧指針向堆棧下的第一個空位置。指令如LDMED、STMED等。 4.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類堆棧尋址 多寄存器傳送指令用于將一塊數(shù)據(jù)從存儲器的某一位置拷貝到另一位置。 如：STMIAR0!,R1-R7;將R1R7的數(shù)據(jù)保存到存儲器中。;存儲指針R0在保存第一個值之后增加，;增長方向為向上增長。STMIBR0!,R1-R7;將R1R7的數(shù)據(jù)保存到存儲器中。;存儲指針R0在保存第一個

12、值之前增加，;增長方向為向上增長。 4.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類塊拷貝尋址 相對尋址是基址尋址的一種變通。由程序計數(shù)器PC提供基準地址，指令中的地址碼字段作為偏移量，兩者相加后得到的地址即為操作數(shù)的有效地址。相對尋址指令舉例如下：BLSUBR1;調(diào)用到SUBR1子程序BEQLOOP;條件跳轉(zhuǎn)到LOOP標號處.LOOPMOVR6,#1.SUBR1. 4.1 ARM處理器尋址方式n尋址方式分類相對尋址第4課 目錄q1.ARM處理器尋址方式q2. ARM指令集n簡單的ARM程序;文件名：TEST1.S ;功能：實現(xiàn)兩個寄存器相加 ;說明：使用ARMulate軟件仿真調(diào)試 AREAExa

13、mple1,CODE,READONLY ;聲明代碼段Example1 ENTRY ;標識程序入口 CODE32 ;聲明32位ARM指令START MOVR0,#0 ;設(shè)置參數(shù) MOVR1,#10LOOPBLADD_SUB ;調(diào)用子程序ADD_SUB BLOOP ;跳轉(zhuǎn)到LOOPADD_SUB ADDSR0,R0,R1 ;R0 = R0 + R1 MOVPC,LR ;子程序返回 END ;文件結(jié)束 使用“；”進行注釋標號頂格寫實際代碼段聲明文件結(jié)束n簡單的ARM程序;文件名：TEST1.S ;功能：實現(xiàn)兩個寄存器相加 ;說明：使用ARMulate軟件仿真調(diào)試 AREAExample1,CODE,

14、READONLY ;聲明代碼段Example1 ENTRY ;標識程序入口 CODE32 ;聲明32位ARM指令START MOVR0,#0 ;設(shè)置參數(shù) MOVR1,#10LOOPBLADD_SUB ;調(diào)用子程序ADD_SUB BLOOP ;跳轉(zhuǎn)到LOOPADD_SUB ADDSR0,R0,R1 ;R0 = R0 + R1 MOVPC,LR ;子程序返回 END ;文件結(jié)束 ARM指令小節(jié)目錄1.指令格式2.條件碼3.存儲器訪問指令4.數(shù)據(jù)處理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.雜項指令8.偽指令ARM指令小節(jié)目錄1.指令格式2.條件碼3.存儲器訪問指令4.數(shù)據(jù)處理指令5.乘法指令6.ARM

15、分支指令7.雜項指令8.偽指令 ARM是三地址指令格式，指令的基本格式如下：4.2 指令集介紹nARM指令集基本指令格式 S , 其中號內(nèi)的項是必須的，號內(nèi)的項是可選的。各項的說明如下：opcode：指令助記符；cond：執(zhí)行條件；S：是否影響CPSR寄存器的值；Rd：目標寄存器； Rn：第1個操作數(shù)的寄存器；operand2：第2個操作數(shù)；指令語法目標寄存器（Rd) 源寄存器1(Rn)源寄存器2(Rm)ADD r3,r1,r2r3r1r2例:4.2 指令集介紹nARM指令集第2個操作數(shù)#immed_8r常數(shù)表達式 該常數(shù)必須對應8位位圖，即一個8位的常數(shù)通過循環(huán)右移偶數(shù)位得到。例如：ANDR

16、1,R2,#0 x0F4.2 指令集介紹nARM指令集第2個操作數(shù)Rm寄存器方式 在寄存器方式下，操作數(shù)即為寄存器的數(shù)值。例如：SUBR1,R1,R2n 桶形移位器ALU桶形移位器Rd結(jié)果N預處理未預處理RmRn4.2 指令集介紹4.2 指令集介紹nARM指令集第2個操作數(shù)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：CARM指令目錄1.指令格式2.條件碼3.存儲器訪問指令4.數(shù)據(jù)處理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.雜項指令8.偽指令 ARM指令的基本格式如下：4.2 指令集介紹nARM指令集條件碼 S , 使用條件碼“cond”可以實現(xiàn)高效的邏輯操

17、作(節(jié)省跳轉(zhuǎn)和條件語句)，提高代碼效率。 所有的ARM指令都可以條件執(zhí)行，而Thumb指令只有B（跳轉(zhuǎn)）指令具有條件執(zhí)行 功能。如果指令不標明條件代碼，將默認為無條件（AL）執(zhí)行。操作碼條件助記符標志含義0000EQZ=1相等0001NEZ=0不相等0010CS/HSC=1無符號數(shù)大于或等于0011CC/LOC=0無符號數(shù)小于0100MIN=1負數(shù)0101PLN=0正數(shù)或零0110VSV=1溢出0111VCV=0沒有溢出1000HIC=1,Z=0無符號數(shù)大于1001LSC=0,Z=1無符號數(shù)小于或等于1010GEN=V有符號數(shù)大于或等于 1011LTN!=V有符號數(shù)小于 1100GTZ=0,N

18、=V有符號數(shù)大于 1101LEZ=1,N!=V有符號數(shù)小于或等于 1110AL任何無條件執(zhí)行 (指令默認條件) 1111NV任何從不執(zhí)行(不要使用) 指令條件碼表4.2 指令集介紹nARM指令集條件碼C代碼：If(a b)a+;Elseb+;對應的匯編代碼：CMPR0,R1 ;R0（a）與R1（b）比較ADDHI R0,R0,#1 ;若R0R1，則R0=R0+1ADDLS R1,R1,#1 ;若R01，則R1=R1+1示例：ARM指令目錄1.指令格式2.條件碼3.存儲器訪問指令4.數(shù)據(jù)處理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.雜項指令8.偽指令4.2 指令集介紹nARM指令集存儲器訪問指令 A

19、RM處理器是典型的RISC處理器，對存儲器的訪問只能使用加載和存儲指令實現(xiàn)。ARM7處理器是馮諾依曼存儲結(jié)構(gòu)，RAM存儲空間及I/O映射空間統(tǒng)一編址，除對RAM操作以外，對外圍IO、程序數(shù)據(jù)的訪問均要通過加載/存儲指令進行。 存儲器訪問指令分為單寄存器操作指令和多寄存器操作指令。助記符說明操作條件碼位置LDR Rd,addressing 加載字數(shù)據(jù)Rdaddressing，addressing索引LDRcondLDRB Rd,addressing 加載無符號字節(jié)數(shù)據(jù)Rdaddressing，addressing索引LDRcondBLDRT Rd,addressing以用戶模式加載字數(shù)據(jù)Rdad

20、dressing，addressing索引LDRcondTLDRBT Rd, addressing 以用戶模式加載無符號字節(jié)數(shù)據(jù)Rdaddressing，addressing索引LDRcondBTLDRH Rd, addressing 加載無符號半字數(shù)據(jù)Rdaddressing，addressing索引LDRcondHLDRSB Rd, addressing 加載有符號字節(jié)數(shù)據(jù)Rdaddressing，addressing索引LDRcondSBLDRSH Rd, addressing加載有符號半字數(shù)據(jù) Rdaddressing，addressing索引 LDRcondSH ARM存儲器訪問指令

21、單寄存器加載助記符說明操作條件碼位置STR Rd, addressing 存儲字數(shù)據(jù)addressingRd，addressing索引STRcondSTRB Rd,addressing 存儲字節(jié)數(shù)據(jù)addressingRd，addressing索引STRcondBSTRT Rd,addressing 以用戶模式存儲字數(shù)據(jù)addressingRd， addressing索引STRcondTSTRBT Rd,addressing 以用戶模式存儲字節(jié)數(shù)據(jù)addressingRd，addressing索引STRcondBTSTRH Rd,addressing 存儲半字數(shù)據(jù)addressing Rd，a

22、ddressing索引STRcondHARM存儲器訪問指令單寄存器存儲 LDR/STR指令用于對內(nèi)存變量的訪問、內(nèi)存緩沖區(qū)數(shù)據(jù)的訪問、查表、外圍部件的控制操作等。若使用LDR指令加載數(shù)據(jù)到PC寄存器，則實現(xiàn)程序跳轉(zhuǎn)功能，這樣也就實現(xiàn)了程序散轉(zhuǎn)。 所有單寄存器加載/存儲指令可分為“字和無符號字節(jié)加載存儲指令”和“半字和有符號字節(jié)加載存儲指令。LDR和STR字和無符號字節(jié)加載/存儲指令 LDR指令用于從內(nèi)存中讀取單一字或字節(jié)數(shù)據(jù)存入寄存器中，STR指令用于將寄存器中的單一字或字節(jié)數(shù)據(jù)保存到內(nèi)存。指令格式如下：ARM存儲器訪問指令單寄存器存儲 LDRcondTRd, ;將指定地址上的字數(shù)據(jù)讀入Rd

23、STRcondTRd, ;將Rd中的字數(shù)據(jù)存入指定地址 LDRcondBTRd, ;將指定地址上的字節(jié)數(shù)據(jù)讀入Rd STRcondBTRd, ;將Rd中的字節(jié)數(shù)據(jù)存入指定地址 其中，T為可選后綴。若指令有T，那么即使處理器是在特權(quán)模式下，存儲系統(tǒng)也將訪問看成是在用戶模式下進行的。T在用戶模式下無效，不能與前索引偏移一起使用T。 ARM存儲器訪問指令單寄存器存儲LDR和STR字和無符號字節(jié)加載/存儲指令 LDR/STR指令尋址非常靈活，它由兩部分組成，其中一部分為一個基址寄存器，可以為任一個通用寄存器；另一部分為一個地址偏移量。地址偏移量有以下3種格式： 立即數(shù)。立即數(shù)可以是一個無符號的數(shù)值。這

24、個數(shù)據(jù)可以加到基址寄存器，也可以從基址寄存器中減去這個數(shù)值。 如：LDR R1,R0,#0 x12 ；R1-R0+0 x12寄存器。寄存器中的數(shù)值可以加到基址寄存器，也可以從基址寄存器中減去這個數(shù)值。 如：LDR R1,R0,R2 ; R1-R0+R2 LDR R1,R0,-R2 ; R1-R0-R2寄存器及移位常數(shù)。寄存器移位后的值可以加到基址寄存器，也可以從基址寄存器中減去這個數(shù)值。 如：LDR R1,R0,R2,LSL #2 ;R1R3-R8/4,存儲R0的最低有效字節(jié)2.加載/存儲半字和有符號字節(jié)指令LDRSB R1,R0,R3;將R0+R3地址上的字節(jié)數(shù)據(jù)存入R1，;高24位用符號擴

25、展LDRH R6,R2,#2;將R2指向地址的半字數(shù)據(jù)存入R6，高16位用0擴展;讀出后，R2=R2+2STRH R1,R0,#2!;將R1的半字數(shù)據(jù)保存到R0+2地址，;只修改低2字節(jié)數(shù)據(jù)，然后R0=R0+2ARM存儲器訪問指令單寄存器存儲助記符說明操作條件碼位置LDMmode Rn!,reglist 多寄存器加載reglistRn.，Rn回寫等LDMcondmodeSTMmode Rn!,reglist 多寄存器存儲Rn.reglist,Rn回寫等STMcondmodeARM存儲器訪問指令多寄存器存取 多寄存器加載/存儲指令可以實現(xiàn)在一組寄存器和一塊連續(xù)的內(nèi)存單元之間傳輸數(shù)據(jù)。LDM為加載

26、多個寄存器；STM為存儲多個寄存器。允許一條指令傳送16個寄存器的任何子集或所有寄存器。它們主要用于現(xiàn)場保護、數(shù)據(jù)復制、常數(shù)傳遞等。ARM存儲器訪問指令多寄存器存取 多寄存器加載/存儲指令格式如下： LDMcond Rn!,reglist STMcond Rn!,reglistcond：指令執(zhí)行的條件；模式：控制地址的增長方式，一共有8種模式；!：表示在操作結(jié)束后，將最后的地址寫回Rn中；reglist ：表示寄存器列表，可以包含多個寄存器，它們使用“,”隔開，如R1,R2,R6-R9，寄存器由小到大排列；：可選后綴。允許在用戶模式或系統(tǒng)模式下使用。它有以下兩個功能：1）若op是LDM且寄存器

27、列表包含R15時，那么除了正常的多寄存器傳送外，還將SPSR也復制到CPSR中。這用于異常處理返回，僅在異常模式下使用。2）數(shù)據(jù)傳入或傳出的是用戶模式下的寄存器，而不是當前模式的寄存器。ARM存儲器訪問指令多寄存器存取 多寄存器加載/存儲指令的8種模式如下表所示，右邊四種為堆棧操作、左邊四種為數(shù)據(jù)傳送操作。模式說明模式說明IA每次傳送后地址加4FD滿遞減堆棧IB每次傳送前地址加4ED空遞減堆棧DA每次傳送后地址減4FA滿遞增堆棧DB每次傳送前地址減4EA空遞增堆棧數(shù)據(jù)塊傳送操作堆棧操作 進行數(shù)據(jù)復制時，先設(shè)置好源數(shù)據(jù)指針和目標指針，然后使用塊拷貝尋址指令LDMIA/STMIA、LDMIB/ST

28、MIB、LDMDA/STMDA、LDMDB/STMDB進行讀取和存儲 。 進行堆棧操作操作時，要先設(shè)置堆棧指針（SP），然后使用堆棧尋址指令STMFD/LDMFD 、STMED/LDMED、STMFA/LDMFA和STMEA/LDMEA實現(xiàn)堆棧操作。ARM存儲器訪問指令多寄存器存取數(shù)據(jù)塊傳送指令操作過程如右圖所示，其中R1為指令執(zhí)行前的基址寄存器，R1則為指令執(zhí)行后的基址寄存器。R5R6R7R1 R1 指令STMIA R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R6R7R1 R1 指令STMDA R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4

29、010H400CHR5R6R7R1 R1 指令STMIB R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R6R7R1 R1 指令STMDB R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CH助記符說明操作條件碼位置SWP Rd,Rm,Rn 寄存器和存儲器字數(shù)據(jù)交換RdRn，RnRm (RnRd或Rm)SWPcondSWPB Rd,Rm,Rn 寄存器和存儲器字節(jié)數(shù)據(jù)交換RdRn，RnRm (RnRd或Rm)SWPcondBARM存儲器訪問指令寄存器和存儲器交換指令 SWP指令用于將一個內(nèi)存單元(該單元地址放在寄存器Rn中)的內(nèi)容讀取

30、到一個寄存器Rd中，同時將另一個寄存器Rm的內(nèi)容寫入到該內(nèi)存單元中。使用SWP可實現(xiàn)信號量操作。 指令格式如下：SWPcondB Rd,Rm,Rn 其中，B為可選后綴，若有B，則交換字節(jié)，否則交換32位字；Rd用于保存從存儲器中讀入的數(shù)據(jù)；Rm的數(shù)據(jù)用于存儲到存儲器中，若Rm與Rd相同，則為寄存器與存儲器內(nèi)容進行互換；Rn為要進行數(shù)據(jù)交換的存儲器地址，Rn不能與Rd和Rm相同。 ARM存儲器訪問指令寄存器和存儲器交換指令SWP和SWPB寄存器和存儲器交換指令編碼指令執(zhí)行的條件碼B用于區(qū)別無符號字節(jié)（B為1）或字（B為0）Rm源寄存器Rd目標寄存器Rn為基址寄存器SWP指令應用示例：SWPR1,

31、R1,R0;將R1的內(nèi)容與R0指向的存儲單元的內(nèi)容進行互換 SWPBR1,R2,R0;將R0指向的存儲單元低字節(jié)數(shù)據(jù)讀取到R1中;(高24位清零)，并將R2的內(nèi)容寫入到該內(nèi)存單元中;(最低字節(jié)有效) ARM指令目錄1.指令格式2.條件碼3.存儲器訪問指令4.數(shù)據(jù)處理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.雜項指令8.偽指令4.2 指令集介紹nARM指令集ARM數(shù)據(jù)處理指令 數(shù)據(jù)處理指令大致可分為3類： 數(shù)據(jù)傳送指令；算術(shù)邏輯運算指令；比較指令。 數(shù)據(jù)處理指令只能對寄存器的內(nèi)容進行操作，而不能對內(nèi)存中的數(shù)據(jù)進行操作。所有ARM數(shù)據(jù)處理指令均可選擇使用S后綴，以使指令影響狀態(tài)標志。 ARM數(shù)據(jù)處理指

32、令指令編碼指令執(zhí)行的條件碼I用于區(qū)別立即數(shù)（I為1）和寄存器移位（I為0）opcode數(shù)據(jù)處理指令操作碼第二操作數(shù)Rd目標寄存器Rn第一操作數(shù)寄存器S設(shè)置條件碼，與指令中的S位對應帶進位加法ADC0101帶進位減法指令SBC0110帶進位逆向減法指令RSC0111位測試指令TST1000相等測試指令TEQ1001比較指令CMP1010負數(shù)比較指令CMN1011邏輯或操作指令ORR1100數(shù)據(jù)傳送MOV1101位清除指令BIC1110數(shù)據(jù)非傳送MVN1111加法運算指令ADD0100逆向減法指令RSB0011減法運算指令SUB0010邏輯異或操作指令EOR0001邏輯與操作指令AND0000說明

33、指令助記符操作碼opcode操作碼功能表助記符說明操作條件碼位置MOV Rd,operand2數(shù)據(jù)傳送Rdoperand2 MOVcondSMVN Rd,operand2數(shù)據(jù)非傳送Rd(operand2)MVNcondSARM數(shù)據(jù)處理指令數(shù)據(jù)傳送注：當后綴S時，這些指令根據(jù)結(jié)果更新標志N和Z，在計算Operand2時更新標志C，不影響標志V。助記符說明操作條件碼位置MOV Rd,operand2MOV Rd,operand2數(shù)據(jù)傳送Rdoperand2 MOVcondSMVN Rd,operand2數(shù)據(jù)非傳送Rd(operand2)MVNcondSARM數(shù)據(jù)處理指令數(shù)據(jù)傳送 MOV指令將8位圖

34、立即數(shù)（參看“第2操作數(shù)：#immed_8r常數(shù)表達式 ”）或寄存器傳送到目標寄存器（Rd），可用于移位運算等操作。指令格式如下： MOVcondS Rd,operand2 MOV指令舉例如下： MOVR11,#0 xF000000B;R1= 0 xF000000B MOVR0,R1;R0=R1 MOVSR3,R1,LSL #2;R3=R12，并影響標志位 MOVPC,LR;PC=LR，子程序返回 助記符說明操作條件碼位置MOV Rd,operand2數(shù)據(jù)傳送Rdoperand2 MOVcondSMVN Rd,operand2MVN Rd,operand2數(shù)據(jù)非傳送Rd(operand2)MV

35、NcondSARM數(shù)據(jù)處理指令數(shù)據(jù)傳送 MVN指令將8位圖立即數(shù)（參看“第2操作數(shù)：#immed_8r常數(shù)表達式 ”）或寄存器（operand2）按位取反后傳送到目標寄存器（Rd），因為其具有取反功能，所以可以裝載范圍更廣的立即數(shù)。指令格式如下： MVNcondS Rd,operand2 MVN指令舉例如下： MVNR1,#0 xFF;R1=0 xFFFFFF00 MVNR1,R2;將R2按位取反，結(jié)果存到R1助記符說明操作條件碼位置ADD Rd, Rn, operand2加法運算指令RdRn+operand2ADDcondSSUB Rd, Rn, operand2減法運算指令RdRn-ope

36、rand2SUBcondSRSB Rd, Rn, operand2逆向減法指令Rdoperand2-RnRSBcondSADC Rd, Rn, operand2帶進位加法RdRn+operand2+CarryADCcondSSBC Rd, Rn, operand2帶進位減法指令RdRn-operand2-(NOT)CarrySBCcondSRSC Rd, Rn, operand2帶進位逆向減法指令Rdoperand2-Rn-(NOT)CarryRSCcondSARM數(shù)據(jù)處理指令算術(shù)運算注：這些指令影響N，Z，C和V標志位。助記符說明操作條件碼位置ADD Rd, RnADD Rd, Rn, op

37、erand2, operand2加法運算指令RdRn+operand2ADDcondSSUB Rd, Rn, operand2減法運算指令RdRn-operand2SUBcondSRSB Rd, Rn, operand2逆向減法指令Rdoperand2-RnRSBcondSADC Rd, Rn, operand2帶進位加法RdRn+operand2+CarryADCcondSSBC Rd, Rn, operand2帶進位減法指令RdRn-operand2-(NOT)CarrySBCcondSRSC Rd, Rn, operand2帶進位逆向減法指令Rdoperand2-Rn-(NOT)Carr

38、yRSCcondSARM數(shù)據(jù)處理指令算術(shù)運算 加法運算指令ADD指令將operand2的值與Rn的值相加，結(jié)果保存到Rd寄存器。指令格式如下： ADDcondS Rd,Rn,operand2 應用示例： ADDS R1,R1,#1020;R1=R1+1020，并影響標志位 ADD R1,R1,R2,LSL #2;R1=R1+R22 助記符說明操作條件碼位置ADD Rd, Rn, operand2加法運算指令RdRn+operand2ADDcondSSUB Rd, RnSUB Rd, Rn, operand2, operand2減法運算指令RdRn-operand2SUBcondSRSB Rd,

39、 Rn, operand2逆向減法指令Rdoperand2-RnRSBcondSADC Rd, Rn, operand2帶進位加法RdRn+operand2+CarryADCcondSSBC Rd, Rn, operand2帶進位減法指令RdRn-operand2-(NOT)CarrySBCcondSRSC Rd, Rn, operand2帶進位逆向減法指令Rdoperand2-Rn-(NOT)CarryRSCcondSARM數(shù)據(jù)處理指令算術(shù)運算 減法運算指令SUB指令用寄存器Rn減去operand2，結(jié)果保存到Rd中。指令格式如下： SUBcondS Rd,Rn,operand2 應用示例：

40、 SUBSR0,R0,#240;R0=R0-240 ，并影響標志位 SUBSR2,R1,R2;R2=R1-R2 ，并影響標志位 助記符說明操作條件碼位置ADD Rd, Rn, operand2加法運算指令RdRn+operand2ADDcondSSUB Rd, Rn, operand2減法運算指令RdRn-operand2SUBcondSRSB Rd, RnRSB Rd, Rn, operand2, operand2逆向減法指令Rdoperand2-RnRSBcondSADC Rd, Rn, operand2帶進位加法RdRn+operand2+CarryADCcondSSBC Rd, Rn,

41、 operand2帶進位減法指令RdRn-operand2-(NOT)CarrySBCcondSRSC Rd, Rn, operand2帶進位逆向減法指令Rdoperand2-Rn-(NOT)CarryRSCcondSARM數(shù)據(jù)處理指令算術(shù)運算 逆向減法運算指令RSB指令將operand2的值減去Rn，結(jié)果保存到Rd中。指令格式如下： RSBcondS Rd,Rn,operand2 應用示例： RSB R3,R1,#0 xFF00 ;R3=0 xFF00-R1 RSBS R1,R2,R2,LSL #2 ;R1=(R210, 則執(zhí)行本指令 助記符說明操作條件碼位置CMP Rn, operand2

42、比較指令標志N、Z、C、VRn-operand2CMPcondCMN RnCMN Rn, operand2, operand2負數(shù)比較指令標 志 N 、 Z 、 C 、VRn+operand2CMNcondTST Rn, operand2位測試指令標志N、Z、C、VRn & operand2TSTcondTEQ Rn, operand2相等測試指令標志N、Z、C、VRn operand2TEQcondARM數(shù)據(jù)處理指令比較指令 負數(shù)比較指令CMN指令使用寄存器Rn的值加上operand2的值，根據(jù)操作的結(jié)果更新CPSR中的相應條件標志位，以便后面的指令根據(jù)相應的條件標志來判斷是否執(zhí)行。指令格式

43、如下： CMNcondRn, operand2 應用示例： CMNR0,#1 ; R0+1，判斷R0是否為1的補碼;如果是，則設(shè)置Z標志位助記符說明操作條件碼位置CMP Rn, operand2比較指令標志N、Z、C、VRn-operand2CMPcondCMN RnCMN Rn, operand2, operand2負數(shù)比較指令標 志 N 、 Z 、 C 、VRn+operand2CMNcondTST Rn, operand2位測試指令標志N、Z、C、VRn & operand2TSTcondTEQ Rn, operand2相等測試指令標志N、Z、C、VRn operand2TEQcondA

44、RM數(shù)據(jù)處理指令比較指令 負數(shù)比較指令CMN指令使用寄存器Rn的值加上operand2的值，根據(jù)操作的結(jié)果更新CPSR中的相應條件標志位，以便后面的指令根據(jù)相應的條件標志來判斷是否執(zhí)行。指令格式如下： CMNcondRn, operand2注意：CMN指令與ADDS指令的區(qū)別在于CMN指令不保存運算結(jié)果。CMN指令可用于負數(shù)比較，比如CMN R0,#1指令則表示R0與-1比較，若R0為-1(即1的補碼)，則Z置位；否則Z復位。 助記符說明操作條件碼位置CMP Rn, operand2比較指令標志N、Z、C、VRn-operand2CMPcondCMN Rn, operand2負數(shù)比較指令標 志

45、 N 、 Z 、 C 、VRn+operand2CMNcondTST RnTST Rn, operand2, operand2位測試指令標志N、Z、C、VRn & operand2TSTcondTEQ Rn, operand2相等測試指令標志N、Z、C、VRn operand2TEQcondARM數(shù)據(jù)處理指令比較指令 位測試指令TST指令將寄存器Rn的值與operand2的值按位作邏輯“與”操作，根據(jù)操作的結(jié)果更新CPSR中的相應條件標志位，以便后面的指令根據(jù)相應的條件標志來判斷是否執(zhí)行。指令格式如下： TSTcond Rn, operand2 應用示例： TSTR0,#0 x01; 判斷R0

46、的最低位是否為0 TSTR1,#0 x0F; 判斷R1的低4位是否為0 助記符說明操作條件碼位置CMP Rn, operand2比較指令標志N、Z、C、VRn-operand2CMPcondCMN Rn, operand2負數(shù)比較指令標 志 N 、 Z 、 C 、VRn+operand2CMNcondTST RnTST Rn, operand2, operand2位測試指令標志N、Z、C、VRn & operand2TSTcondTEQ Rn, operand2相等測試指令標志N、Z、C、VRn operand2TEQcondARM數(shù)據(jù)處理指令比較指令 位測試指令TST指令將寄存器Rn的值與o

47、perand2的值按位作邏輯“與”操作，根據(jù)操作的結(jié)果更新CPSR中的相應條件標志位，以便后面的指令根據(jù)相應的條件標志來判斷是否執(zhí)行。指令格式如下： TSTcond Rn, operand2注意：TST指令與ANDS指令的區(qū)別在于TST指令不保存運算結(jié)果。TST指令通常與EQ、NE條件碼配合使用，當所有測試位均為0時，EQ有效（Z=1），而只要有一個測試位不為0，則NE有效（Z=0） 。 助記符說明操作條件碼位置CMP Rn, operand2比較指令標志N、Z、C、VRn-operand2CMPcondCMN Rn, operand2負數(shù)比較指令標 志 N 、 Z 、 C 、VRn+oper

48、and2CMNcondTST Rn, operand2位測試指令標志N、Z、C、VRn & operand2TSTcondTEQ RnTEQ Rn, operand2, operand2相等測試指令標志N、Z、C、VRn operand2TEQcondARM數(shù)據(jù)處理指令比較指令 相等測試指令TEQ指令將寄存器Rn的值與operand2的值按位作邏輯“異或”操作，根據(jù)操作的結(jié)果更新CPSR中的相應條件標志位，以便后面的指令根據(jù)相應的條件標志來判斷是否執(zhí)行。指令格式如下： TEQcond Rn, operand2 應用示例： TEQR0,R1; 比較R0與R1是否相等 (不影響V位和C位)助記符說

49、明操作條件碼位置CMP Rn, operand2比較指令標志N、Z、C、VRn-operand2CMPcondCMN Rn, operand2負數(shù)比較指令標 志 N 、 Z 、 C 、VRn+operand2CMNcondTST Rn, operand2位測試指令標志N、Z、C、VRn & operand2TSTcondTEQ RnTEQ Rn, operand2, operand2相等測試指令標志N、Z、C、VRn operand2TEQcondARM數(shù)據(jù)處理指令比較指令 相等測試指令TEQ指令將寄存器Rn的值與operand2的值按位作邏輯“異或”操作，根據(jù)操作的結(jié)果更新CPSR中的相應條

50、件標志位，以便后面的指令根據(jù)相應的條件標志來判斷是否執(zhí)行。指令格式如下： TEQcond Rn, operand2注意：TEQ指令與EORS指令的區(qū)別在于TEQ指令不保存運算結(jié)果。使用TEQ進行相等測試時，常與EQ、NE條件碼配合使用。當兩個數(shù)據(jù)相等時，EQ有效；否則NE有效。 ARM指令目錄1.指令格式2.條件碼3.存儲器訪問指令4.數(shù)據(jù)處理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.雜項指令8.偽指令4.2 指令集介紹nARM指令集乘法指令 ARM7TDMI具有三種乘法指令，分別為：3232位乘法指令；32 32位乘加指令；32 32位結(jié)果為64位的乘/乘加指令。ARM指令乘法指令乘法指令編碼指

51、令執(zhí)行的條件碼Opcode乘法指令操作碼S設(shè)置條件碼，與指令中的S位對應Rm為被乘數(shù)寄存器Rn/RdLo為MLA指令相加的寄存器或64位乘法指令的目標寄存器（低32位）Rd/RdHi為目標寄存器或64位乘法指令的目標寄存器（高32位）Rs為乘數(shù)寄存器64位有符號乘加指令SMLAL11164位有符號乘法指令SMULL11064位無符號乘加指令UMLAL10164位無符號乘法指令UMULL10032位乘加指令MLA00132位乘法指令MUL000說明指令助記符操作碼opcode操作碼功能表助記符說明操作條件碼位置MUL Rd,Rm,Rs32位乘法指令RdRm*Rs (RdRm)MULcondSML

52、A Rd,Rm,Rs,Rn32位乘加指令RdRm*Rs+Rn (RdRm)MLAcondSUMULL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位無符號乘法指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs UMULLcondSUMLAL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位無符號乘加指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs+(RdLo,RdHi)UMLALcondSSMULL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位有符號乘法指令(RdLo,RdHi) Rm*RsSMULLcondSSMLAL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位有符號乘加指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs+(RdLo,RdHi)SMLALcon

53、dSARM指令乘法指令助記符說明操作條件碼位置MUL Rd,Rm,RsMUL Rd,Rm,Rs32位乘法指令RdRm*Rs (RdRm)MULcondSMLA Rd,Rm,Rs,Rn32位乘加指令RdRm*Rs+Rn (RdRm)MLAcondSUMULL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位無符號乘法指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs UMULLcondSUMLAL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位無符號乘加指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs+(RdLo,RdHi)UMLALcondSSMULL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位有符號乘法指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs

54、SMULLcondSSMLAL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位有符號乘加指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs+(RdLo,RdHi)SMLALcondSARM指令乘法指令 32位乘法指令MUL指令將Rm和Rs中的值相乘，結(jié)果的低32位保存到Rd中。 Rd,Rm,Rs不能為R15。只影響CPSR中的N位和Z位，不影響V，C不確定。指令格式如下：MULcondS Rd,Rm,Rs 應用示例： MUL R1,R2,R3 ;R1=R2R3 MULS R0,R3,R7 ;R0=R3R7，影響CPSR中的N位和Z位 助記符說明操作條件碼位置MUL Rd,Rm,Rs32位乘法指令RdRm*Rs (R

55、dRm)MULcondSMLA Rd,Rm,Rs,RnMLA Rd,Rm,Rs,Rn32位乘加指令RdRm*Rs+Rn (RdRm)MLAcondSUMULL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位無符號乘法指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs UMULLcondSUMLAL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位無符號乘加指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs+(RdLo,RdHi)UMLALcondSSMULL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位有符號乘法指令(RdLo,RdHi) Rm*RsSMULLcondSSMLAL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位有符號乘加指令(RdLo,Rd

56、Hi) Rm*Rs+(RdLo,RdHi)SMLALcondSARM指令乘法指令 32位乘加指令MLA指令將Rm和Rs中的值相乘，再將乘積加上第3個操作數(shù)，結(jié)果的低32位保存到Rd中。 Rd,Rm,Rs，Rn不能為R15。只影響CPSR中的N位和Z位，不影響V，C不確定。指令格式如下： MLAcondS Rd,Rm,Rs,Rn 應用示例： MLA R1,R2,R3,R0; R1=R2R3+R0助記符說明操作條件碼位置MUL Rd,Rm,Rs32位乘法指令RdRm*Rs (RdRm)MULcondSMLA Rd,Rm,Rs,Rn32位乘加指令RdRm*Rs+Rn (RdRm)MLAcondSUM

57、ULL RdLo,RdHi,Rm,RsUMULL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位無符號乘法指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs UMULLcondSUMLAL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位無符號乘加指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs+(RdLo,RdHi)UMLALcondSSMULL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位有符號乘法指令(RdLo,RdHi) Rm*RsSMULLcondSSMLAL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位有符號乘加指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs+(RdLo,RdHi)SMLALcondSARM指令乘法指令 64位無符號乘法指令UMUL

58、L指令將Rm和Rs中的值作無符號數(shù)相乘，結(jié)果的低32位保存到RdLo中，而高32位保存到RdHi中。 RdLo/Hi，Rm，Rs不能為R15。 RdLo/Hi，Rm必須是不同的寄存器。只影響CPSR中的N位和Z位，標志C和V不確定。指令格式如下： UMULLcondS RdLo,RdHi,Rm,Rs 應用示例： UMULL R0,R1,R5,R8; (R1、R0)=R5R8 助記符說明操作條件碼位置MUL Rd,Rm,Rs32位乘法指令RdRm*Rs (RdRm)MULcondSMLA Rd,Rm,Rs,Rn32位乘加指令RdRm*Rs+Rn (RdRm)MLAcondSUMULL RdLo,

59、RdHi,Rm,Rs64位無符號乘法指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs UMULLcondSUMLAL RdLo,RdHi,Rm,RsUMLAL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位無符號乘加指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs+(RdLo,RdHi)UMLALcondSSMULL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位有符號乘法指令(RdLo,RdHi) Rm*RsSMULLcondSSMLAL RdLo,RdHi,Rm,Rs64位有符號乘加指令(RdLo,RdHi) Rm*Rs+(RdLo,RdHi)SMLALcondSARM指令乘法指令 64位無符號乘加指令UMLAL指令將Rm和Rs

60、中的值作無符號數(shù)相乘，64位乘積與RdHi、RdLo相加，結(jié)果的低32位保存到RdLo中，而高32位保存到RdHi中。 RdLo/Hi，Rm，Rs不能為R15。 RdLo/Hi，Rm必須是不同的寄存器。只影響CPSR中的N位和Z位，標志C和V不確定。指令格式如下： UMLALcondS RdLo,RdHi,Rm,Rs 應用示例： UMLAL R0,R1,R5,R8;(R1、R0)=R5R8+(R1、R0) 助記符說明操作條件碼位置MUL Rd,Rm,Rs32位乘法指令RdRm*Rs (RdRm)MULcondSMLA Rd,Rm,Rs,Rn32位乘加指令RdRm*Rs+Rn (RdRm)MLA