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ARM指令集--相关指令的功能

發布時間：2023/12/20 编程问答 22 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 ARM指令集--相关指令的功能小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

文章目錄

ARM指令集的分類
- 數據處理指令（22種）
- - 1. **MOV數據傳送指令**
  - 2. **數據取反傳送指令（Move Negative）**
  - 3. **ADD 加法指令（Addition）**
  - 4. **ADC 帶進位加法指令(Addition with Carry)**
  - 5. **SUB 減法指令(Subtraction)**
  - 6. **RSB 減法指令（Reverse Subtraction）**
  - 7. **SBC 帶借位減法指令（Subtraction with Carry）**
  - 8. **RSC 帶借位的反向減法指令（Reverse Subtraction with Carry）**
  - 9. **MUL 32位乘法指令（Multiplication）**
  - 10. **MLA 32位乘加指令（Multiplication with Accumulate）**
  - 11. **SMULL 64位有符號數乘法指令(Signed Multiply Long)**
  - 12. **SMLAL 64位有符號數乘加指令（Signed Multiply-accumulate Long）**
  - 13. **UMULL 64位無符號數乘法指令(Unsigned Multiply Long)**
  - 14. **UMLAL 64位無符號數乘加指令（Unsigned Multiply-accumulate Long）**
  - 15. **AND 邏輯與指令（Logical AND）**
  - 16. **ORR 邏輯或指令（Logical OR）**
  - 17. **EOR 邏輯異或指令（Logical Exclusive OR）**
  - 18. **BIC 位清除指令（Bit Clear）**
  - 19. **CMP 比較指令（Compare）**
  - 20. **CMN 反值比較指令（Compare Negative）**
  - 21. **TST 位測試指令（Test bits）**
  - 22. **TEQ 相等測試指令（Test Equivalence）**
- 跳轉指令（4種）
- - 1. **B 跳轉指令（Branch）**
  - 2. **BL 帶返回的跳轉指令（Branch with Link）**
  - 3. **BLX 帶返回和狀態切換的跳轉指令（Branch,Link and Exchange）**
  - 4. **BX 帶狀態切換的跳轉指令(Branch and Exchange)**

ARM指令集的分類

ARM指令集共有6種類型（53種主要助記符）：

數據處理指令（22種主要助記符）
跳轉指令（4種主要助記符）
Load/Store指令（16種主要助記符）
程序狀態寄存器指令（2種主要助記符）
協處理器指令（5種主要助記符）
軟件中斷指令（2種主要助記符）

數據處理指令（22種）

1. MOV數據傳送指令

格式：MOV{<cond>}{S} <Rd>,<op1>;
功能：Rd＝op1
op1可以是寄存器、被移位的寄存器或立即數。
例如：
MOV R0,＃5 ;R0=5
MOV R0,R1 ;R0=R1
MOV R0,R1,LSL＃5 ;R0=R1左移5位

2. 數據取反傳送指令（Move Negative）

格式：MVN{<cond>}{S} <Rd>,<op1>;
功能：將op1表示的值傳送到目的寄存器Rd中，但該值在傳送前被按位取反，這是邏輯非操作而不是算術操作，這個取反的值加1才是其取負的值，即Rd=!op1；
op1可以是寄存器、被移位的寄存器或立即數。
例如：
MVN R0,＃0 ;R0=-1

3. ADD 加法指令（Addition）

格式：ADD{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn+op2
op2可以是寄存器，被移位的寄存器或立即數。加法可以在有符號和無符號數上進行。
例如：
ADD R0,R1,＃5 ;R0=R1+5
ADD R0,R1,R2 ;R0=R1+R2
ADD R0,R1,R2,LSL＃5 ;R0=R1+R2左移5位

4. ADC 帶進位加法指令(Addition with Carry)

格式：ADC{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn+op2+carry
op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即數；carry為進位標志值。該指令用于實現超過32位的數的加法。
例如：
第一個64位操作數存放在寄存器R2，R3中；
第二個64位操作數存放在寄存器R4，R5中；
64位結果存放在R0，R1中。
64位的加法可由以下語句實現：
ADDS R0,R2,R4 ;低32位相加，S表示結果影響條件標志位的值
ADC R1,R3,R5 ;高32位相加

5. SUB 減法指令(Subtraction)

格式：SUB{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn-op2
op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即數。
例如：
SUB R0,R1,＃5 ;R0=R1-5
SUB R0,R1,R2 ;R0=R1-R2
SUB R0,R1,R2,LSL＃5 ;R0=R1-R2左移5位

6. RSB 減法指令（Reverse Subtraction）

格式：RSB{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：同SUB指令，但倒換了兩操作數的前后位置，即Rd＝op2-Rn。
例如：
RSB R0,R1,＃5 ;R0=5-R1
RSB R0,R1,R2 ;R0=R2-R1
RSB R0,R1,R2,LSL＃5 ;R0=R2左移5位-R1

7. SBC 帶借位減法指令（Subtraction with Carry）

格式：SBC{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn-op2-!carry
op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即數。
SUB和SBC生成進位標志的方式不同于常規，如果需要借位則清除進位標志，所以指令要對進位標志進行一個非操作。
例如：
第一個64位操作數存放在寄存器R2，R3中；
第二個64位操作數存放在寄存器R4，R5中；
64位結果存放在R0，R1中。
64位的減法（第一個操作數減去第二個操作數）可由以下語句實現：
SUBS R0,R2,R4; 低32位相減，S表示結果影響條件標志位的值
SBC R1,R3,R5; 高32位相減

8. RSC 帶借位的反向減法指令（Reverse Subtraction with Carry）

格式：RSC{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：同SBC指令，但倒換了兩操作數的前后位置，即Rd＝op2-Rn-!carry。
例如：
前提條件與SBC例子相同，操作數1-操作數2的實現語句需改為：
SUBS R0,R2,R4; 低32位相減，S表示結果影響寄存器CPSR的值
RSC R1,R5,R3; 高32位相減

9. MUL 32位乘法指令（Multiplication）

格式：MUL{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn×op2
該指令根據S標志，決定操作是否影響CPSR的值；其中op2必須為寄存器。Rn和op2的值為32位的有符號數或無符號數。
例如：
MULS R0,R1,R2 ;R0＝R1×R2，結果影響寄存器CPSR的值

10. MLA 32位乘加指令（Multiplication with Accumulate）

格式：MLA{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2><op3>;
功能：Rd＝Rn×op2+op3
op2和op3必須為寄存器。Rn、op2和op3的值為32位的有符號數或無符號數。
例如：
MLA R0,R1,R2,R3 ;R0＝R1×R2+R3

11. SMULL 64位有符號數乘法指令(Signed Multiply Long)

格式：
SMULL{<cond>}{S} <Rdl>,<Rdh>,<Rn>,<op2>;
功能：Rdh Rdl＝Rn×op2
Rdh、Rdl和op2均為寄存器。Rn和op2的值為32位的有符號數。
例如：
SMULL R0,R1,R2,R3
;R0＝R2×R3的低32位
;R1＝R2×R3的高32位

12. SMLAL 64位有符號數乘加指令（Signed Multiply-accumulate Long）

格式：
SMLAL{<cond>}{S} <Rdl>,<Rdh>,<Rn>,<op2>;
功能：Rdh Rdl＝Rn×op2+Rdh Rdl
Rdh、Rdl和op2均為寄存器。Rn和op2的值為32位的有符號數，Rdh Rdl的值為64位的加數。
例如：
SMLAL R0,R1,R2,R3
;R0＝R2×R3的低32位+R0
;R1＝R2×R3的高32位+R1

13. UMULL 64位無符號數乘法指令(Unsigned Multiply Long)

格式：
UMULL{<cond>}{S} <Rdl>,<Rdh>,<Rn>,<op2>;
功能：同SMULL指令，但指令中Rn和op2的值為32位的無符號數。
例如：
UMULL R0,R1,R2,R3
;R0＝R2×R3的低32位
;R1＝R2×R3的高32位
其中R2，R3的值為無符號數

14. UMLAL 64位無符號數乘加指令（Unsigned Multiply-accumulate Long）

格式：
UMLAL {<cond>}{S} <Rdl>,<Rdh>,<Rn>,<op2>;
功能：同SMLAL指令，但指令中Rn，op2的值為32位的無符號數，Rdh Rdl的值為64位無符號數。
例如：
UMLAL R0,R1,R2,R3
;R0＝R2×R3的低32位+R0
;R1＝R2×R3的高32位+R1
其中R2，R3的值為32位無符號數
R1，R0的值為64位無符號數

15. AND 邏輯與指令（Logical AND）

格式：AND{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn AND op2
op2可以是寄存器，被移位的寄存器或立即數。一般用于清除Rn的特定幾位。
例如：
AND R0,R0,＃5
;保持R0的第0位和第2位，其余位清0

16. ORR 邏輯或指令（Logical OR）

格式：ORR{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn OR op2
op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即數。一般用于設置Rn的特定幾位。
例如：
ORR R0,R0,＃5
;R0的第0位和第2位設置為1，其余位不變

17. EOR 邏輯異或指令（Logical Exclusive OR）

格式：EOR{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn EOR op2
op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即數。一般用于將Rn的特定幾位取反。
例如：
EOR R0,R0,＃5
;R0的第0位和第2位取反，其余位不變

18. BIC 位清除指令（Bit Clear）

格式：BIC{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn AND (!op2)
用于清除寄存器Rn中的某些位，并把結果存放到目的寄存器Rd中.
操作數op2是一個32位掩碼（mask），如果在掩碼中設置了某一位，則清除Rn中的這一位；未設置的掩碼位指示Rn中此位保持不變。其中，op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即數。
例如：
BIC R0,R0,＃5
;R0中第0位和第2位清0，其余位不變

19. CMP 比較指令（Compare）

格式：CMP{<cond>} <Rn>,<op1>;
功能：Rn-op1
該指令進行一次減法運算，但不存儲結果，根據結果更新CPSR中條件標志位的值。
該指令不需要顯式地指定S后綴來更改狀態標志。其中，操作數op1為寄存器或立即數。
例如：
CMP R0,＃5
;計算R0-5，根據結果設置條件標志位
ADDGT R0,R0,＃5
;如果R0>5，則執行ADDGT指令

20. CMN 反值比較指令（Compare Negative）

格式：CMN{<cond>} <Rn>,<op1>;
功能：同CMP指令，但寄存器Rn的值是和op1取負的值進行比較。
例如：
CMN R0,＃5 ;把R0與-5進行比較

21. TST 位測試指令（Test bits）

格式：TST{<cond>} <Rn>,<op1>;
功能： Rn AND op1
根據結果更新CPSR中條件標志位的值，但不存儲結果。
用于檢查寄存器Rn是否設置了op1中相應的位。
例如：
TST R0，＃5
；測試R0中第0位和第2位是否為1，如果不為1，則與的結果為0，設置CPSR的z位為1，繼續下一條指令的執行。

22. TEQ 相等測試指令（Test Equivalence）

格式：TEQ{<cond>} <Rn>,<op1>;
功能： Rn EOR op1
將寄存器Rn的值和操作數op1所表示的值按位作邏輯異或操作，根據結果更新CPSR中條件標志位的值，但不存儲結果。
用于檢查寄存器Rn的值是否和op1所表示的值相等。
例如：
TEQ R0,＃5 ;判斷R0的值是否和5相等

跳轉指令（4種）

1. B 跳轉指令（Branch）

格式：B{<cond>} <addr>;
功能： PC= PC+ addr左移兩位
addr的值是相對當前PC（即寄存器R15）的值的一個偏移量，而不是一個絕對地址，它是24位有符號數。實際地址的值由匯編器來計算.
addr的值有符號擴展為32位后，左移兩位，然后與PC值相加，即得到跳轉的目的地址。
跳轉的范圍為-32MB~+32MB。
例如：
B exit; 程序跳轉到標號exit處
…
exit…

2. BL 帶返回的跳轉指令（Branch with Link）

格式：BL{<cond>} <addr>;
功能：同B指令，但BL指令執行跳轉操作的同時，還將PC（寄存器R15）的值保存到LR寄存器（寄存器R14）中。
該指令用于實現子程序調用，程序的返回可通過把LR寄存器的值復制到PC寄存器中來實現。
例如：
BL func; 調用子程序func
…
func
…
MOV R15,R14; 子程序返回

4. BX 帶狀態切換的跳轉指令(Branch and Exchange)

格式： BX{<cond>} ＜Rn＞
功能：處理器跳轉到目標地址處，從那里繼續執行；＜cond＞為指令執行的條件碼。當＜cond＞忽略時指令為無條件執行。
＜Rm＞該寄存器中為跳轉的目標地址。當寄存器的bit[0]為0時，目標地址處的指令為ARM指令；
當寄存器的bit[0]為1時，目標地址處的指令為Thumb指令。
例如：
ADR R0,exit ;標號exit處的地址裝入R0中
BX R0 ;跳轉到exit處

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ARM指令集--相关指令的功能的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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