ARM指令系統(tǒng)

ARM指令的分類

跳轉(zhuǎn)指令、數(shù)據(jù)處理指令、程序狀態(tài)寄存器（PSR）傳輸指令、Load/Store指令、協(xié)處理器指令和異常產(chǎn)中斷產(chǎn)生指令，6大類。

ARM指令編碼格式

ARM指令字長為固定的32位，一條典型的ARM指令編碼格式如下：

cond　　指令執(zhí)行的條件編碼；

opcode　　指令操作符編碼；

S　　決定指令的操作是否影響CPSR的值；

Rd　　目標(biāo)寄存器編碼；

Rn　　包含第1個操作數(shù)的寄存器編碼；

operand2　　表示第2個操作數(shù)；

ARM指令語法格式

一條典型的ARM指令語法格式如下

<opcode>{<cond>}{S}<Rd>,<Rn>{,<operand2>}

其中：

cond：指令執(zhí)行的條件，如EQ、NE等；

opcode：指令助記符，如ADD、LDR、STR等；

S：決定指令的操作是否影響CPSR寄存器的值；

Rd：目標(biāo)寄存器；

Rn：第一個操作數(shù)的寄存器；

operand2:第二個操作數(shù)；

<>內(nèi)的項是必選項，{}內(nèi)的項是可選項，{<cond>}為指令執(zhí)行條件，是可選的，如果不寫則使用默認(rèn)條件AL（無條件執(zhí)行）。

指令的條件碼<cond>的含義和助記符

ARM指令尋址方式

尋址方式：處理器根據(jù)指令中給出的地址信息來尋找物理地址的方式。

1. 數(shù)據(jù)處理指令的操作數(shù)的尋址方式

數(shù)據(jù)處理指令的格式：

<opcode>{<cond>}{S}<Rd>,<Rn>{,<operand2>}

立即數(shù)尋址

每個立即數(shù)由一個8位的常數(shù)循環(huán)右移偶數(shù)位得到。其中循環(huán)右移的位數(shù)由一個4位二進(jìn)制的兩倍表示。如果立即數(shù)記作<immediate>，8位常數(shù)記作immed_8，4位的循環(huán)右移值記作rotate_imm，則有<immediate> =immed_8 循環(huán)右移(2*rotate_imm),這樣并不是每一個32位的常數(shù)都是合法的立即數(shù)，只有能夠通過上面構(gòu)造方法得到的才是合法的立即數(shù)。(具體怎么算的暫不深究，知道有這么回事就行)按照上面的構(gòu)造方法，一個合法的立即數(shù)可能有多種編碼方式。由于這種立即數(shù)的構(gòu)造方法中包含了循環(huán)移位操作，而循環(huán)移位操作會影響CPSR的條件標(biāo)志位C。因此，同一個合法的立即數(shù)由于采用了不同的編碼方式，將使某些指令的執(zhí)行產(chǎn)生不同的結(jié)果，這顯然shiite不能允許的。ARM匯編編譯器按照下面的的規(guī)則來生成立即數(shù)的編碼。

當(dāng)立即數(shù)值在0和0xFF范圍時，令immed_8 =<immediate>，rotate_imm = 0；
其他情況下，匯編編譯器選擇使rotate_imm數(shù)值最小的編碼方式；

對立即數(shù)尋址簡單的理解方式：

操作數(shù)本身就在指令中給出，只要取出指令也就取到了操作數(shù)。

在以上兩條指令中，第二個操作數(shù)即為立即數(shù)，要求以“#”為前綴，對于以十六進(jìn)制表示的立即數(shù)，還要求在"#"后加上"0x"或"&"。

寄存器尋址

利用寄存器中的數(shù)值作為操作數(shù)，這種尋址方式是各類微處理其經(jīng)常采用的一種方式，也是一種執(zhí)行效率較高的尋址方式。

MOV R3,R2　　;將R2的數(shù)值放到R3中

ADD R0,R1,R2　　;將寄存器R1和R2的內(nèi)容相加，其結(jié)果存放在寄存器R0中

寄存器移位尋址

ARM指令集特有的尋址方式，當(dāng)?shù)?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(jìn)行移位操作。

MOV R0,R2,LSL #3　　;該指令將R2的值左移3位，結(jié)果放入R0。

可采用的一位操作如下：

LSL：邏輯左移（logicalshiftleft），寄存器中字的低端空出的位補0；

LSR：邏輯右移（logicalshiftright），寄存器中的高端空出的位補0；

ASR：算術(shù)右移（arithmeticshiftright），移位過程中保持符號位不變，即如果源操作數(shù)為正數(shù)，則字的高端空出的位補0，否則補1。

ROR：循環(huán)右移（rotateright），由字的低端移出的位填入字的高端空出的位。

RRX：帶擴(kuò)展的循環(huán)右移（rotaterightextendedbylplace），操作數(shù)右移一位，高端空出的位用原C標(biāo)志值填充。

2. 字及無符號字節(jié)的Load/Store指令的尋址方式

Load指令用于從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)放入寄存器中；Store指令用于將寄存器中的數(shù)據(jù)保存到內(nèi)存。Load/Store指令的尋址方式由兩部分組成，一部分為一個基址寄存器，另一部分為一個地址偏移量。基址寄存器可以為任一個通用寄存器；

地址偏移量可以有以下三種格式：

立即數(shù)　　立即數(shù)可以是一個無符號的數(shù)值，這個數(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；

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；

寄存器及一個移位常數(shù)　　這種格式由一個通用寄存器和一個立即數(shù)組成，寄存器中的數(shù)值可以根據(jù)指令中的移位標(biāo)志及移位常數(shù)作一定的移位操作生成一個地址偏移量。這個地址偏移量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；

尋址方式的地址計算方法也有三種：

偏移量方法　　基址寄存器中的值和地址偏移量作加減運算，生成操作數(shù)的地址；

事先更新方法　　基址寄存器中的值和地址偏移量作加減運算，生成操作數(shù)的地址；指令執(zhí)行后，這個生成的操作數(shù)地址被寫入基址寄存器；

事后更新方法　　指令將基址寄存器的值作為操作數(shù)的地址執(zhí)行內(nèi)存訪問。基址寄存器中的值和地址偏移量做加減運算，生成操作數(shù)的地址；指令執(zhí)行后，這個生成的操作數(shù)地址被寫入基址寄存器；

寄存器間接尋址

以寄存器中的值作為操作數(shù)的地址，而操作數(shù)本身存放在存儲器中。

在第一條指令中，以寄存器R2的值作為操作數(shù)的地址，在存儲器中取得一個操作數(shù)后與R1相加，結(jié)果存入寄存器R0中。

指令將以R1的值為地址的存儲器中的數(shù)據(jù)傳送到R0中。

基址變址尋址

將寄存器（該寄存器一般稱作基址寄存器）的內(nèi)容與指令中給出的地址偏移量相加，從而得到一個操作數(shù)的有效地址。

在第一條指令中，將寄存器R1的內(nèi)容加上4形成操作數(shù)的有效地址，從而取得操作數(shù)存入寄存器R0中；

在第二條指令中，將寄存器R1的內(nèi)容加上4形成操作數(shù)的有效地址，從而取得操作數(shù)存入寄存器R0中，然后，R1的內(nèi)容自增4個字節(jié)；

在第三條指令中，以寄存器R1的內(nèi)容作為操作數(shù)的有效地址，從而取得操作數(shù)存入寄存器R0中，然后，R1的內(nèi)容自增4個字節(jié)；

在第四條指令中，將寄存器R1的內(nèi)容加上寄存器R2的內(nèi)容形成操作數(shù)的有效地址，從而取得操作數(shù)存入寄存器R0中；

3. 雜類Load/Store指令的尋址方式

4. 批量Load/Store指令的尋址方式

5.協(xié)處理器Load/Store指令的尋址方式

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ARM指令系统的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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