ARM Cortex-M4 指令列表
ARM Cortex-M4 指令列表
ARM Cortex-M4 支持的指令在下表 1~8 中列出。
表 1 16 位数据操作指令
指令 功能
ADC 带进位加法
ADD 加法
AND 按位与。这里的按位与和 C 的”&”功能相同
ASR 算术右移
BIC 按位清 0（把一个数跟另一个无符号数的反码按位与）
CMN 负向比较（把一个数跟另一个数据的二进制补码相比较）
CMP 比较（比较两个数并且更新标志）
CPY 把一个寄存器的值拷贝到另一个寄存器中
EOR 近位异或
LSL 逻辑左移（如无其它说明，所有移位操作都可以一次移动多格）
LSR 逻辑右移
MOV 寄存器加载数据，既能用于寄存器间的传输，也能用于加载立即数
MUL 乘法
MVN 加载一个数的 NOT 值（取到逻辑反的值）
NEG 取二进制补码
ORR 按位或
ROR 圆圈右移
SBC 带借位的减法
SUB 减法
TST 测试（执行按位与操作，并且根据结果更新 Z）
REV 在一个 32 位寄存器中反转字节序
REVH 把一个 32 位寄存器分成两个 16 位数，在每个 16 位数中反转字节序
REVSH 把一个 32 位寄存器的低 16 位半字进行字节反转，然后带符号扩展到 32 位
SXTB 带符号扩展一个字节到 32 位
SXTH 带符号扩展一个半字到 32 位
UXTB 无符号扩展一个字节到 32 位
UXTH 无符号扩展一个半字到 32 位
表 2 16 位转移指令
指令 功能
B 无条件转移
B 条件转移
BL 转移并链接。用于呼叫一个子程序，返回地址被存储在 LR 中
BLX 使用立即数的 BLX 不要在 ARM Cortex-M4 中使用
CBZ 比较，如果结果为 0 就转移（只能跳到后面的指令）
CBNZ 比较，如果结果非 0 就转移（只能跳到后面的指令）
IT If‐Then
表 3 16 位存储器数据传送指令
指令 功能
LDR 从存储器中加载字到一个寄存器中
LDRH 从存储器中加载半字到一个寄存器中
LDRB 从存储器中加载字节到一个寄存器中
LDRSH 从存储器中加载半字，再经过带符号扩展后存储一个寄存器中
LDRSB 从存储器中加载字节，再经过带符号扩展后存储一个寄存器中
STR 把一个寄存器按字存储到存储器中
STRH 把一个寄存器存器的低半字存储到存储器中
STRB 把一个寄存器的低字节存储到存储器中
LDMIA 加载多个字，并且在加载后自增基址寄存器
STMIA 加载多个字，并且在加载后自增基址寄存器
PUSH 压入多个寄存器到栈中
POP 从栈中弹出多个值到寄存器中
16 位数据传送指令没有任何新内容，因为它们是 Thumb 指令，在 v4T 时就已经固定下来了。
指令 功能
SVC 系统服务调用
BKPT 断点指令。如果调试被使能，则进入调试状态（停机）。或者如果调试监视器异常被使能，则调用一个调试异常，否则调用一个 fault 异常
NOP 无操作
CPSIE 使能 PRIMASK(CPSIE i)/FAULTMASK(CPSIE f)——清 0 相应的位
CPSID 除能 PRIMASK(CPSID i)/FAULTMASK(CPSID f)——置位相应的位
表 4 其它 16 位指令
指令 功能
ADC 带进位加法
ADD 加法
ADDW 宽加法（可以加 12 位立即数）
AND 按位与
ASR 算术右移
BIC 位清零（把一个数按位取反后，与另一个数逻辑与）
BFC 位段清零
BFI 位段插入
CMN 负向比较（把一个数和另一个数的二进制补码比较，并更新标志位）
CMP 比较两个数并更新标志位
CLZ 计算前导零的数目
表 5 32 位数据操作指令
EOR 按位异或
LSL 逻辑左移
LSR 逻辑右移
MLA 乘加
MLS 乘减
MOVW 把 16 位立即数放到寄存器的底 16 位，高 16 位清 0
MOV 加载 16 位立即数到寄存器（其实汇编器会产生 MOVW）
MOVT 把 16 位立即数放到寄存器的高 16 位，低 16 位不影响
MVN 移动一个数的补码
MUL 乘法
ORR 按位或
ORN 把源操作数按位取反后，再执行按位或
RBIT 位反转（把一个 32 位整数先用 2 进制表达，再旋转 180 度）
REV 对一个 32 位整数做按字节反转
REVH/ 对一个 32 位整数的高低半字都执行字节反转
REV16 对一个 32 位整数的低半字执行字节反转，再带符号扩展成 32 位数
REVSH 圆圈右移
ROR 带进位的逻辑右移一格（最高位用 C 填充，且不影响 C 的值）
RRX 从一个 32 位整数中提取任意的位段，并且带符号扩展成 32 位整数
SFBX 带符号除法
SDIV 带符号长乘加（两个带符号的 32 位整数相乘得到 64 位的带符号积，再把积
SMLAL 加到另一个带符号 64 位整数中）
SMULL 带符号长乘法（两个带符号的 32 位整数相乘得到 64 位的带符号积）
SSAT 带符号的饱和运算
SBC 带借位的减法
SUB 减法
SUBW 宽减法，可以减 12 位立即数
SXTB 字节带符号扩展到 32 位数
TEQ 测试是否相等（对两个数执行异或，更新标志但不存储结果）
TST 测试（对两个数执行按位与，更新 Z 标志但不存储结果）
UBFX 无符号位段提取
UDIV 无符号除法
UMLAL 无符号长乘加（两个无符号的 32 位整数相乘得到 64 位的无符号积，再把积加到另一个无符号 64 位整数中）
UMULL 无符号长乘法（两个无符号的 32 位整数相乘得到 64 位的无符号积）
USAT 无符号饱和操作（但是源操作数是带符号的）
UXTB 字节被无符号扩展到 32 位（高 24 位清 0）
UXTH 半字被无符号扩展到 32 位（高 16 位清 0）
表 6 32 位存储器数据传送指令
LDRH 加载半字到寄存器
LDRSH 加载半字到寄存器，再带符号扩展到 32 位
LDM 从一片连续的地址空间中加载多个字到若干寄存器
LDRD 从连续的地址空间加载双字（ 64 位整数）到 2 个寄存器
STR 存储寄存器中的字
STRB 存储寄存器中的低字节
STRH 存储寄存器中的低半字
STM 存储若干寄存器中的字到一片连续的地址空间中
STRD 存储 2 个寄存器组成的双字到连续的地址空间中
PUSH 把若干寄存器的值压入堆栈中
POP 从堆栈中弹出若干的寄存器的值
表 7 32 位转移指令
指令 功能
B 无条件转移
BL 转移并连接（ 调用子程序）
TBB 以字节为单位的查表转移。从一个字节数组中选一个 8 位前向跳转地址并转移
TBH 以半字为单位的查表转移。从一个半字数组中选一个 16 位前向跳转的地址并转移
表 8 其它 32 位指令
指令 功能
LDREX 加载字到寄存器，并且在内核中标明一段地址进入了互斥访问状态
LDREXH 加载半字到寄存器，并且在内核中标明一段地址进入了互斥访问状态
LDREXB 加载字节到寄存器，并且在内核中标明一段地址进入了互斥访问状态
STREX 检查将要写入的地址是否已进入了互斥访问状态，如果是则存储寄存器的字
STREXH 检查将要写入的地址是否已进入了互斥访问状态，如果是则存储寄存器的半字
STREXB 检查将要写入的地址是否已进入了互斥访问状态，如果是则存储寄存器的字节
CLREX 在本地的处理上清除互斥访问状态的标记（先前由 LDREX/LDREXH/LDREXB 做的标记）
MRS 加载特殊功能寄存器的值到通用寄存器
MSR 存储通用寄存器的值到特殊功能寄存器
NOP 无操作
SEV 发送事件
WFE 休眠并且在发生事件时被唤醒
WFI 休眠并且在发生中断时被唤醒
ISB 指令同步隔离（与流水线和 MPU 等有关）
DSB 数据同步隔离（与流水线、 MPU 和 cache 等有关）
DMB 数据存储隔离（与流水线、 MPU 和 cache 等有关）
ARM Cortex-M4 支持的指令在下表 1~8 中列出。
表 1 16 位数据操作指令
指令 功能
ADC 带进位加法
ADD 加法
AND 按位与。这里的按位与和 C 的”&”功能相同
ASR 算术右移
BIC 按位清 0（把一个数跟另一个无符号数的反码按位与）
CMN 负向比较（把一个数跟另一个数据的二进制补码相比较）
CMP 比较（比较两个数并且更新标志）
CPY 把一个寄存器的值拷贝到另一个寄存器中
EOR 近位异或
LSL 逻辑左移（如无其它说明，所有移位操作都可以一次移动多格）
LSR 逻辑右移
MOV 寄存器加载数据，既能用于寄存器间的传输，也能用于加载立即数
MUL 乘法
MVN 加载一个数的 NOT 值（取到逻辑反的值）
NEG 取二进制补码
ORR 按位或
ROR 圆圈右移
SBC 带借位的减法
SUB 减法
TST 测试（执行按位与操作，并且根据结果更新 Z）
REV 在一个 32 位寄存器中反转字节序
REVH 把一个 32 位寄存器分成两个 16 位数，在每个 16 位数中反转字节序
REVSH 把一个 32 位寄存器的低 16 位半字进行字节反转，然后带符号扩展到 32 位
SXTB 带符号扩展一个字节到 32 位
SXTH 带符号扩展一个半字到 32 位
UXTB 无符号扩展一个字节到 32 位
UXTH 无符号扩展一个半字到 32 位
表 2 16 位转移指令
指令 功能
B 无条件转移
B
BL 转移并链接。用于呼叫一个子程序，返回地址被存储在 LR 中
BLX 使用立即数的 BLX 不要在 ARM Cortex-M4 中使用
CBZ 比较，如果结果为 0 就转移（只能跳到后面的指令）
CBNZ 比较，如果结果非 0 就转移（只能跳到后面的指令）
IT If‐Then
表 3 16 位存储器数据传送指令
指令 功能
LDR 从存储器中加载字到一个寄存器中
LDRH 从存储器中加载半字到一个寄存器中
LDRB 从存储器中加载字节到一个寄存器中
LDRSH 从存储器中加载半字，再经过带符号扩展后存储一个寄存器中
LDRSB 从存储器中加载字节，再经过带符号扩展后存储一个寄存器中
STR 把一个寄存器按字存储到存储器中
STRH 把一个寄存器存器的低半字存储到存储器中
STRB 把一个寄存器的低字节存储到存储器中
LDMIA 加载多个字，并且在加载后自增基址寄存器
STMIA 加载多个字，并且在加载后自增基址寄存器
PUSH 压入多个寄存器到栈中
POP 从栈中弹出多个值到寄存器中
16 位数据传送指令没有任何新内容，因为它们是 Thumb 指令，在 v4T 时就已经固定下来了。
指令 功能
SVC 系统服务调用
BKPT 断点指令。如果调试被使能，则进入调试状态（停机）。或者如果调试监视器异常被使能，则调用一个调试异常，否则调用一个 fault 异常
NOP 无操作
CPSIE 使能 PRIMASK(CPSIE i)/FAULTMASK(CPSIE f)——清 0 相应的位
CPSID 除能 PRIMASK(CPSID i)/FAULTMASK(CPSID f)——置位相应的位
表 4 其它 16 位指令
指令 功能
ADC 带进位加法
ADD 加法
ADDW 宽加法（可以加 12 位立即数）
AND 按位与
ASR 算术右移
BIC 位清零（把一个数按位取反后，与另一个数逻辑与）
BFC 位段清零
BFI 位段插入
CMN 负向比较（把一个数和另一个数的二进制补码比较，并更新标志位）
CMP 比较两个数并更新标志位
CLZ 计算前导零的数目
表 5 32 位数据操作指令
EOR 按位异或
LSL 逻辑左移
LSR 逻辑右移
MLA 乘加
MLS 乘减
MOVW 把 16 位立即数放到寄存器的底 16 位，高 16 位清 0
MOV 加载 16 位立即数到寄存器（其实汇编器会产生 MOVW）
MOVT 把 16 位立即数放到寄存器的高 16 位，低 16 位不影响
MVN 移动一个数的补码
MUL 乘法
ORR 按位或
ORN 把源操作数按位取反后，再执行按位或
RBIT 位反转（把一个 32 位整数先用 2 进制表达，再旋转 180 度）
REV 对一个 32 位整数做按字节反转
REVH/ 对一个 32 位整数的高低半字都执行字节反转
REV16 对一个 32 位整数的低半字执行字节反转，再带符号扩展成 32 位数
REVSH 圆圈右移
ROR 带进位的逻辑右移一格（最高位用 C 填充，且不影响 C 的值）
RRX 从一个 32 位整数中提取任意的位段，并且带符号扩展成 32 位整数
SFBX 带符号除法
SDIV 带符号长乘加（两个带符号的 32 位整数相乘得到 64 位的带符号积，再把积
SMLAL 加到另一个带符号 64 位整数中）
SMULL 带符号长乘法（两个带符号的 32 位整数相乘得到 64 位的带符号积）
SSAT 带符号的饱和运算
SBC 带借位的减法
SUB 减法
SUBW 宽减法，可以减 12 位立即数
SXTB 字节带符号扩展到 32 位数
TEQ 测试是否相等（对两个数执行异或，更新标志但不存储结果）
TST 测试（对两个数执行按位与，更新 Z 标志但不存储结果）
UBFX 无符号位段提取
UDIV 无符号除法
UMLAL 无符号长乘加（两个无符号的 32 位整数相乘得到 64 位的无符号积，再把积加到另一个无符号 64 位整数中）
UMULL 无符号长乘法（两个无符号的 32 位整数相乘得到 64 位的无符号积）
USAT 无符号饱和操作（但是源操作数是带符号的）
UXTB 字节被无符号扩展到 32 位（高 24 位清 0）
UXTH 半字被无符号扩展到 32 位（高 16 位清 0）
表 6 32 位存储器数据传送指令
LDRH 加载半字到寄存器
LDRSH 加载半字到寄存器，再带符号扩展到 32 位
LDM 从一片连续的地址空间中加载多个字到若干寄存器
LDRD 从连续的地址空间加载双字（ 64 位整数）到 2 个寄存器
STR 存储寄存器中的字
STRB 存储寄存器中的低字节
STRH 存储寄存器中的低半字
STM 存储若干寄存器中的字到一片连续的地址空间中
STRD 存储 2 个寄存器组成的双字到连续的地址空间中
PUSH 把若干寄存器的值压入堆栈中
POP 从堆栈中弹出若干的寄存器的值
表 7 32 位转移指令
指令 功能
B 无条件转移
BL 转移并连接（ 调用子程序）
TBB 以字节为单位的查表转移。从一个字节数组中选一个 8 位前向跳转地址并转移
TBH 以半字为单位的查表转移。从一个半字数组中选一个 16 位前向跳转的地址并转移
表 8 其它 32 位指令
指令 功能
LDREX 加载字到寄存器，并且在内核中标明一段地址进入了互斥访问状态
LDREXH 加载半字到寄存器，并且在内核中标明一段地址进入了互斥访问状态
LDREXB 加载字节到寄存器，并且在内核中标明一段地址进入了互斥访问状态
STREX 检查将要写入的地址是否已进入了互斥访问状态，如果是则存储寄存器的字
STREXH 检查将要写入的地址是否已进入了互斥访问状态，如果是则存储寄存器的半字
STREXB 检查将要写入的地址是否已进入了互斥访问状态，如果是则存储寄存器的字节
CLREX 在本地的处理上清除互斥访问状态的标记（先前由 LDREX/LDREXH/LDREXB 做的标记）
MRS 加载特殊功能寄存器的值到通用寄存器
MSR 存储通用寄存器的值到特殊功能寄存器
NOP 无操作
SEV 发送事件
WFE 休眠并且在发生事件时被唤醒
WFI 休眠并且在发生中断时被唤醒
ISB 指令同步隔离（与流水线和 MPU 等有关）
DSB 数据同步隔离（与流水线、 MPU 和 cache 等有关）
DMB 数据存储隔离（与流水线、 MPU 和 cache 等有关）