2.寄存器方式
寄存器的值可以被直接用于数据操作指令,如:
MOV r2,r0 ;r0的值送r2
ADD r4,r3,r2 ;r2加r3,结果送r4
CMP r7,r8 ;比较r7和r8的值
3.寄存器移位方式
寄存器的值在被送到ALU之前,可以事先经过桶形移位寄存器的处理。预处理和移位发生在同一周期内,所以有效的使用移位寄存器,可以增加代码的执行效率。
具体的移位(或者循环移位)方式有下面几种。
· ASR:算术右移。
· LSL:逻辑左移。
· LSR:逻辑右移。
· ROR:循环右移。
· RRX:扩展的循环右移。
以上5种移位方式,移位值均可以由立即数或寄存器指定。下面是一些在指令中使用了移位操作的例子。
ADD r2,r0,r1,LSR #5
MOV r1,r0,LSL #2
RSB r9,r5,r5,LSL #1
SUB r1,r2,r0,LSR #4
MOV r2,r4,ROR r0
4.1.4 寻址方式分类详解
数据处理指令的寻址方式根据
1.#
(1)编码格式
指令的编码格式如图4.2所示。
图4.2 数据处理指令——立即数寻址编码格式
立即数寻址为数据处理指令提供了一个可直接操作的立即数。立即数的生成方法见前面章节介绍。如果移位值为0,则移位进位值为程序状态寄存器CPSR的C标志位;否则,为32-bit立即数的bit[31]。
(2)操作伪代码
Shifter_operand = immed_8 Rotate_Right (rotate_imm*2)
if rotate_imm == 0 then
shifter_carry_out = C flag
else /* rotate_imm != 0*/
shifter_carry_out = shifter_operand[31]
(3)说明
① 并不是所有的32-bit立即数都是可以使用的合法立即数。只有那些通过将一个8-bit的立即数循环右移偶数位可以得到的立即数才可以在指令中使用。
② 有些立即数可以通过不止一种方法得到。由于立即数的构造方法中移位包含了循环操作,而循环移位操作会影响CPSR的条件标志位C。因此,同一个合法的立即数由于采用了不同的编码方式,将使这些指令的执行产生不同的结果,这是不能允许的。ARM汇编器按照下面的规则来生成立即数的编码。
· 当立即数数值在0和0xFF范围时,令immed_8=
· 其他情况下,汇编编译器选择使用immed_4数值最小的编码方式。
③ 为了更精确地控制立即数的生成,可以使用下面的语法格式控制立即数的生成。
#
其中,
(4)举例
SUBS r0,r0,#1 ;寄存器r0中的数值减1,结果保存到r0
MOV r0,#0xff00 ; 0xff00 → r0 ;将立即数0xff00放入r0保存
2.
(1)编码格式
指令的编码格式如图4.3所示。
图4.3 数据处理指令——寄存器寻址编码格式
指令的操作数即为寄存器中的数值。移位寄存器的进位为程序状态寄存器CPSR的C标志位。
指令的语法格式为:
(2)操作伪代码
Shifter_operand = Rm
Shifter_carry_out = C Flag
(3)说明
① 从指令的解码格式来看,寄存器寻址方式和使用立即数逻辑左移寻址解码格式是相同的,只是其移位数为0。
② 如果指令中的Rm或Rn指定为程序计数器r15,则操作数的值为当前指令地址加8。
(4)举例
MOV r1,r2 ; r2 → r1
SUB r0,r1,r2 ; r1 – r2 → r0
3., LSL #
(1)编码格式
指令的编码格式如图4.4所示。
图4.4 数据处理指令——立即数逻辑左移寻址编码格式
指令的操作数为寄存器Rm的数值逻辑左移shift_imm位。左移的范围在0到31之间。左移移出的位用0补齐。进位标志位是最后移出的位(如果移位数为0,则为C标志位)。
指令的语法格式为:
·
· LSL为逻辑左移操作标识;
·
(2)操作伪代码
if shift_imm == 0 then /*执行寄存器操作*/
shifter_operand = Rm
shifter_carry_out = C flag
else /*移位寄存器大于零*/
shifter_operand = Rm logical_shift_left shift_imm
shifter_carry_out = Rm[32 – shift_imm]
(3)说明
① 如果移位立即数
② 如果指令中的Rm或Rn指定为程序计数器r15,则操作数的值为当前指令地址加8。
(4)举例
SUB r0,r1,r2,LSL #10 ;r1的值减去r2的值左移10bit,结果放到r0寄存器
MOV r0,r2,LSL #3 ;r2的值左移3bit,结果放入r0,即r0 = r2×8
4., LSL
(1)编码格式
指令的编码格式如图4.5所示。
图4.5 数据处理指令——寄存器逻辑左移寻址编码格式
寄存器逻辑左移十分适合寄存器值乘2的倍数操作。
这个指令是将寄存器Rm的值逻辑左移一定的位数。位移的位数由Rs的最低8位bit[7∶0]决定。Rm移出的位用0补齐。进位值是移位寄存器最后移出的位,如果移位数大于0,则进位值为0。
(2)语法格式
其中:
·
· LSL为逻辑左移操作标识;
·
(3)操作伪代码
if Rs[7:0] = = 0 then
shifter_operand = Rm
shifter_carry_out = C flag
else if Rs[7:0] < 32 then
shifter_operand = Rm logical_shift_left Rs[7:0]
shifter_carry_out = Rm[32 – Rs[7:0]]
else if Rs[7:0] = = 32 then
shifter_operand = 0
shifter_carry_out = Rm[0]
else /*Rs的后8位大于零*/
shifter_operand = 0
shifter_carry_out = 0
(4)说明
如果程序计数器r15被用作Rd,Rm,Rn或Rs中的任意一个,则指令的执行结果不可预知。
(5)举例
MOV r0,r2,LSL r3 ;r2的值左移r3位,结果放入r0
ANDS r1,r1,r2,LSL r3 ;r2的值左移r3位,然后和r1相与,结果放入r1
5., LSR #
(1)编码格式
指令的编码格式如图4.6所示。
图4.6 数据处理指令——立即数逻辑右移寻址编码格式
指令的操作数为寄存器Rm的值右移
(2)语法格式
其中:
·
· LSR为逻辑右移操作标识;
·
(3)操作伪代码
if shift_imm == 0 then /*执行寄存器操作*/
shifter_operand = 0
shifter_carry_out = Rm[31]
else /*移位立即数大于零*/
shifter_operand = Rm logical_shift_Right shift_imm
shifter_carry_out = Rm[shift_imm - 1]
(4)说明
① shift_imm的取值范围为0~31,当shift_imm=0时,移位位数为32,所以移位位数范围为1~32位。
② 如果指令中的Rm或Rn指定为程序计数器r15,则操作数的值为当前指令地址加8。
6., LSR
(1)编码格式
指令的编码格式如图4.7所示。
图4.7 数据处理指令——寄存器逻辑右移寻址编码格式
此操作将寄存器Rm的数值逻辑右移一定的位数。移位的位数由Rs的最低8位bit[7∶0]决定。移出的位由0补齐。当Rs[7∶0]大于0而小于32时,进位标志C由最后移出的位决定,当Rs[7∶0]大于32时,进位标志位为0,当Rs[7∶0]等于0时,进位标志不变。
(2)语法格式
其中:
·
· LSR为逻辑右移操作标识;
·
(3)操作伪代码
if Rs[7:0] = = 0 then
shifter_operand = Rm
shifter_carry_out = C flag
else if Rs[7:0] < 32 then
shifter_operand = Rm logical_shift_Right Rs[7:0]
shifter_carry_out = Rm[Rs[7:0] - 1]
else if Rs[7:0] = = 32 then
shifter_operand = 0
shifter_carry_out = Rm[31]
else /*Rs的后8位大于零*/
shifter_operand = 0
shifter_carry_out = 0
(4)说明
如果程序计数器r15被用作Rd、Rm、Rn或Rs中的任意一个,则指令的执行结果不可预知。
7., ASR #
(1)编码格式
指令的编码格式如图4.8所示。
图4.8 数据处理指令——立即数算术右移寻址编码格式
指令的操作数为寄存器Rm的数值逻辑右移
(2)语法格式
其中:
·
· ASR为算术右移操作标识;
·
(3)操作伪代码
if shift_imm == 0 then /*执行寄存器操作*/
if Rm[31] = = 0 then
shifter_operand = 0
shifter_carry_out = Rm[31]
else /*Rm[31] = = 1*/
shifter_operand = 0xffffffff
shifter_carry_out = Rm[31]
else /*shift_imm > 0*/
shifter_operand = Rm Arithmetic_shift_Right
shifter_carry_out = Rm[shift_imm - 1]
(4)说明
① 如果指令中的Rm或Rn指定为程序计数器r15,则操作数的值为当前指令地址加8。
8., ASR
(1)编码格式
指令的编码格式如图4.9所示。
图4.9 数据处理指令——寄存器算术右移寻址编码格式
此操作将寄存器Rm的数值算术右移一定的位数。移位后空缺的位由Rm的符号位(Rm[31])填充。位移的位数由Rs的最低8位bit[7∶0]决定。当Rs[7∶0]大于零而小于32时,指令的操作数为寄存器Rm的数值算术右移Rs[7∶0]位,进位标志C为Rm最后被移出的位。
(2)语法格式
其中:
·
· ASR为算术右移操作标识;
·
(3)操作伪代码
if Rs[7:0] = = 0 then
shifter_operand = Rm
shifter_carry_out = C flag
else if Rs[7:0] < 32 then
shifter_operand = Rm Arithmeticl_shift_Right Rs[7:0]
shifter_carry_out = Rm[Rs[7:0] - 1]
else
if Rm[31] = =0 then
shifter_operand = 0
shifter_carry_out = Rm[31]
else
shifter_operand = 0xffffffff
shifter_carry_out = Rm[31]
(4)说明
如果程序计数器r15被用作Rd、Rm、Rn或Rs中的任意一个,则指令的执行结果不可预知。
9., ROR #
(1)编码格式
指令的编码格式如图4.10所示。
图4.10 数据处理指令——立即数循环右移寻址编码格式
指令的操作数由寄存器Rm的数值循环右移一定的位数得到。移位的位数由Rs的最低8位bits[7∶0]决定。当Rs[7∶0]=0时,指令的操作数为寄存器Rm的值,循环器的进位值为CPSR中的C条件标志位;否则,循环器的进位值为Rm最后被移出的位。
(2)语法格式
其中:
·
· ROR为循环右移操作标识;
·
(3)操作伪代码
if shift_imm == 0 then /*执行寄存器操作*/
执行RRX操作
else
shifter_operand = Rm Rotate_Right shift_imm
shifter_carry_out = Rm[shift_imm - 1]
(4)说明
如果指令中的Rm或Rn指定为程序计数器r15,则操作数的值为当前指令地址加8。
10., ROR
(1)编码格式
指令的编码格式如图4.11所示。
图4.11 数据处理指令——寄存器循环右移寻址编码格式
指令的操作数由寄存器Rm的数值循环右移一定的位数。移位的位数由Rs的最低8位bits[7∶0]决定。当Rs[7∶0]=0时,指令的操作数为寄存器Rm的值,循环器的进位值为CPSR中的C条件标志位;否则,循环器的进位值为Rm最后被移出的位。
(2)语法格式
其中:
·
· ROR为循环右移操作标识;
·
(3)操作伪代码
if Rs[7:0] = = 0 then
shifter_operand = Rm
shifter_carry_out = C flag
else if Rs[4:0] == 0 then
shifter_operand = Rm
shifter_carry_out = Rm[31]
else
shifter_operand = Rm Rotate_Right Rs[4:0]
shifter_carry_out = Rm[Rs[4:0] - 1]
(4)说明
如果程序计数器r15被用作Rd、Rm、Rn或Rs中的任意一个,则指令的执行结果不可预知。
11., RRX
(1)编码格式
指令的编码格式如图4.12所示。
图4.12 数据处理指令——扩展右移寻址编码格式
指令的操作数为寄存器Rm的数值右移一位,并用CPSR中的C条件标志位填补空出的位。CPSR中的C条件标志位则用移出的位代替。
(2)语法格式
其中:
·
· RRX为扩展的循环右移操作。
(3)操作伪代码
shifter_operand = (C flag logical_shift_left 31) OR (Rm logical_shift_Right 1)
shifter_carry_out = Rm[0]
(4)说明
① 此种寻址方式的编码形式和“ROR #0”一致。
② 如果程序计数器r15被用作Rd、Rm、Rn或Rs中的任意一个,则指令的执行结果不可预知。
③ 可以实现ADC指令的功能。