ARM LDR/STR, LDM/STM 指令

这里比较下容易混淆的四条指令，已经在这4条指令的混淆上花费了很多精力，现在做个小结，LDR，STR，LDM，STM这四条指令，

关于LDM和STM的说明，见另外一个说明文件，说明了这两个文件用于栈操作时的注意事项。

（1）LDR：L表示LOAD，LOAD的含义应该理解为：Load from memory into register。下面这条语句就说明的很清楚：

LDR   R1,     [R2] ; R1<——[R2]

就是把R2所指向的存储单元的内容的值（一个memory地址内的值），读取到R1中（一个register） 

（2）STR：S表示STORE，STORE的含义应该理解为：Store from a register into memory。下面这条语句表示的很清楚：

STR    R1,     [R2] ; R1——>[R2]

就是把寄存器R1中的内容“保存”到R2所指向的存储的单元中（一个memory地址）。

显然，这两条语句都有个特点，就是寄存器写在前面（左边）而内存地址写在后面（右边），数据传送的方向则是恰好相反的。 

下面对LDM和STM介绍，使用sp来介绍，因为实际使用中，和sp一起使用更多。 

（3）LDM：L的含义仍然是LOAD，即是Load from memory into register。

虽然貌似是LDR的升级，但是，千万要注意，这个指令运行的方向和LDR是不一样的，是从左到右运行的。

该指令是将内存中堆栈内的数据，批量的赋值给寄存器，即是出栈操作；

其中堆栈指针一般对应于SP，注意SP是寄存器R13，实际用到的却是R13中的内存地址，只是该指令没有写为[R13]，

同时，LDM指令中寄存器和内存地址的位置相对于前面两条指令改变了，下面的例子：

LDMFD     SP! ,   {R0, R1, R2} ; 实际上可以理解为：    LDMFD     [SP]!,    {R0, R1, R2}

意思为：把sp指向的3个连续地址段（应该是3*4=12字节（因为为r0,r1,r2都是32位））中的数据拷贝到r0,r1,r2这3个寄存器中去

（如果这个地方还不懂的话，可以参看我文章开头提到的链接，里面有详细的图解） 

（4）STM：S的含义仍然是STORE，与LDM是配对使用的，其指令格式上也相似，即区别于STR，是将堆栈指针写在左边，而把寄存器组写在右边。

   STMFD      SP!,   {R0} ; 同样的，该指令也可理解为：  STMFD      [SP]!,   {R0}

意思是：把R0保存到堆栈（sp指向的地址）中。 

显然，这两个堆栈操作指令也有个特点，就是寄存器组写在后面（右边）而堆栈指针写在前面（左边），

而且实际上使用的是堆栈指针中的内存地址，这一点与前面两条指令是有区别的。

（补充：sp后面的！，作用是指命令执行完后，对应的地址值赋给sp，对于例程的SDM，是说最后sp的值应该是sp+3*4=sp+12）

这四条指令中，前面两条和后面两条其实联系不多，反而是差别很大，因此，可以直接把这两组指令区分开来，认为它们之间没有联系，这样避免误解。

STM和LDM的主要用途是现场保护、数据复制、参数传递等，其模式有8种，如下：

注：前面4种用于数据块的传输，后面4种用于堆栈操作

（1）IA  每次传送后地址加4 -- Inc After

（2）IB  每次传送前地址加4 -- Inc Before

（3）DA  每次传送后地址减4 -- Dec After

（4）DB  每次传送前地址减4 -- Dec Before

（5）FD  满递减堆栈

（6）FA  满递增堆栈

（7）ED  空递减堆栈

（8）EA  空递增堆栈

下面的讲述对于空递减堆栈和空递增堆栈同样适用.

在堆栈操作时，经常错误以为使用STMFD满递减将寄存器压入堆栈后，在弹出数据的时候应该使用LDMFA。

但是FD和FA仅用于指示目前操作的堆栈是何种模式(堆栈共有四种模式)，FD指明目前的堆栈是满递减堆栈，

则数据入栈时的指令为STMFD，那么数据出栈时的指令对应的为LDMFD，而不是LDMFA。

我们可以这样认为STMFD等价于STMDB，LDMFD等价于STMIA

那么，数据传输的顺序和数据入栈的顺序又是如何呢

先来看STMFD SP!,{R1-R3}  执行的结果图（操作之后SP指向SP'）

                 SP------->
                           |R3|
                           |R2|
                 SP'------>|R1|

 

那么STMFD SP!,{R3，R2，R1}执行后的堆栈顺序是不是刚好和上面的堆栈顺序相反，实际情况时这两个指令执行后的堆栈数据顺序一样，

因为ARM编译器会自动将STMFD SP!,{R3，R2，R1}转换为STMFD SP!,{R0-R3}指令，也就是说，ARM编译器默认高寄存器优先存入堆栈。

即便你在指令STMFD SP!,{R3，R2，R1}中刻意“安排”了寄存器入栈顺序，而在编译时编译器又重新做了处理，打乱了你期望的数据入栈顺序。

同理STMDB R0!,{R1-R3}和STMDB R0!,{R3，R2，R1}指令执行后数据在堆栈中的顺序完全一致。

STMFD SP!,{R1-R3}指令对应的出栈指令是LDMFD SP!,{R1-R3}（R1,R2,R3的顺序任意）