第2-2章 ARM处理器的指令格式

ARM处理器的指令集

• 跳转指令
• 数据处理指令
• 程序状态寄存器(PSR)传输指令
• 加载/存储指令
• 协处理器指令
• 异常产生指令

ARM处理器的指令格式

一般指令格式：

{}{S} , {, }

格式	含义
Opcode	指令助记符
Cond	指令执行的条件码
S	决定指令的操作是否影响CPSR的值，选择时影响CPSR值
Rd	目标寄存器
Rn	包含第1个操作数的寄存器
Operand2	表示第2个操作数

ARM指令寻址方式

• 数据处理指令的操作数寻址方式

  • 立即数方式

  每个立即数由一个8位的常数右移偶数位得到，其中循环右移的位数由一个4位二进制的两倍表示

  • 寄存器方式

  操作数即为寄存器的数值

  • 寄存器移位方式

    • LSL(Logical Shift Left, 逻辑左移)：低位用零来填充
    • LSR(Logical Shift Right, 逻辑右移)：左端用零来填充
    • ASR(Arithmetic Shift Right, 算术右移)：左端用第31位的值来填充
    • ROR(Rotate Right, 循环右移)：左端用右端移出的位来填充

• 字及无符号字节的Load/Store指令的寻址方式

  Load指令用于从内存中读取数据放入寄存器中，Store指令用于将寄存器中的数据保存到内存中

  ldr|str{}{B}{T} , 

  • 偏移量方法。基址寄存器中的数值和地址偏移量作加或减运算，生成操作数的地址
    
    • ldr r0, [r1, #4] ;(r1 + 4)单元中的内容读取到r0寄存器中
    • ldr r0, [r1, -r2] ;(r1 - r2)单元中的内容读取到r0寄存器中
    • ldr r0, [r1, r2, LSL #2] ;(r1 + 4 * r2)单元中的内容读取到r0寄存器中
  • 事先更新方法。基址寄存器中的数值和地址偏移量作加或减运算，生成操作数的地址。指令执行后，生成的操作数地址被写入到基址寄存器
    
    • ldr r0, [r1, #4]! ;(r1 + 4)单元中的内容读取到r0寄存器中，同时r1 += 4
    • ldr r0, [r1, -r2]! ;(r1 - r2)单元中的内容读取到r0寄存器中，同时r1 -= r2
    • ldr r0, [r1, r2, LSL #2]! ;(r1 + 4 * r2)单元的内容读取到r0寄存器中，同时r1 += 4 * r2
  • 事后更新方法。指令将基址寄存器的数值作为操作数的地址执行内存访问。基址寄存器的值和地址偏移量作加减运算，生成操作数的地址。指令执行后，这个生成的操作数地址被写入基址寄存器
    
    • ldr r0, [r1], #4 ;r1单元中的内容读取到r0寄存器中，同时r1 += 4
    • ldr r0, [r1], -r2 ;r1单元中的内容读取到r0寄存器中，同时r1 -= r2
    • ldr r0, [r1], r2, LSL #2 ;r1单元中的内容读取到r0寄存器中，同时r1 += 4 * r2

• 杂类Load/Store指令的寻址方式

  ldr|str{}H|SH|SB|D , 

• 批量Load/Store指令的寻址方式

  批量Load/Store指令用于实现在一组寄存器和一块连续的内存单元之间传输数据

  ldm|stm{}  {!}, {^}

  其中可以有4种寻址方式

  • IA(Increment After, 事后递增方式)
  • IB(Increment Before, 事先递增方式)
  • DA(Decrement After, 事后递减方式)
  • DB(Decrement Before, 事先递减方式)

  当堆栈指针指向最后压入堆栈的数据时，称为满堆栈(Full Stack)

  当堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置时，称为空堆栈(Empty Stack)

  • FA(Full Ascending, 满递增堆栈)：堆栈指针指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生成
  • FD(Full Decending, 满递减堆栈)：堆栈指针指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生成
  • EA(Empty Ascending, 空递增堆栈)：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，由低地址向高地址生成
  • ED(Empty Decending, 空递减堆栈)：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，由高地址向低地址生成

• 协处理器Load/Store指令的寻址方式

通常寻址方式	数据栈寻址方式
ldmda	ldmfa
ldmia	ldmfd
ldmdb	ldmea
ldmib	ldmed
stmda	stmed
stmia	stmea
stmdb	stmfd
stmib	stmfa