arm汇编指令详细整理及实例详解
目录
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- 一、简介
- 二、ARM 汇编指令说明
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- 2.1 32位数据操作指令
- 2.2 32位存储器数据传送指令
- 2.3 32位转移指令
- 2.4 其它32位指令
- 三、实例讲解
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- 3.1 MRS
- 3.2 MSR
- 3.3 PRIMASK
- 3.4 FAULTMASK
- 3.5 BX指令
- 3.6 零寄存器 wzr、xzr
- 3.7 立即寻址指令
- 3.8 寄存器间接寻址指令
- 3.9 寄存器移位寻址指令
- 3.10 基址寻址指令
- 3.11 多寄存器寻址指令
- 3.12 无条件转移B，BAL
- 3.13 条件转移
- 3.14 WFE 和 WFI 对比
一、简介
本文主要整理了arm常用的汇编指令，同时通过实例进一步讲述语句的用法。
二、ARM 汇编指令说明
2.1 32位数据操作指令
| 名字 | 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 |
| 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——译注） |
| 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——译注） |
| REV | 对一个32 位整数做按字节反转 |
| REVH/REV16 | 对一个32 位整数的高低半字都执行字节反转 |
| REVSH | 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 |
| ROR | 圆圈右移 |
| RRX | 带进位的逻辑右移一格（最高位用C 填充，且不影响C的值——译注） |
| SFBX | 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 |
| SDIV | 带符号除法 |
| SMLAL | 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——译注） |
| UXTB | 字节被无符号扩展到32 位（高24位清0——译注） |
| UXTH | 半字被无符号扩展到32 位（高16位清0——译注） |
2.2 32位存储器数据传送指令
| 名字 | 功能 |
|---|---|
| LDR | 加载字到寄存器 |
| LDRB | 加载字节到寄存器 |
| 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 |
2.3 32位转移指令
| 名字 | 功能 |
|---|---|
| B | 无条件转移 |
| BL | 转移并连接（呼叫子程序） |
| 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 |
2.4 其它32位指令
| 名字 | 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——译注） |
| DSB | 数据同步隔离（与流水线、MPU 和cache等有关——译注） |
| DMB | 数据存储隔离（与流水线、MPU 和cache等有关——译注） |
| DMB | 数据存储器隔离。DMB 指令保证： 仅当所有在它前面的存储器访问操作都执行完毕后，才提交(commit)在它后面的存储器访问操作。 |
| DSB | 数据同步隔离。比 DMB 严格： 仅当所有在它前面的存储器访问操作都执行完毕后，才执行在它后面的指令（亦即任何指令都要等待存储器访 问操作——译者注） |
| ISB | 指令同步隔离。最严格：它会清洗流水线，以保证所有它前面的指令都执行完毕之后，才执行它后面的指令。 |
三、实例讲解
3.1 MRS
将CPSR或SPSR的内容移动到一个通用寄存器
MRS R0，CPSR //传送CPSR的内容到R0
MRS R0，SPSR //传送 SPSR的内容到R0
3.2 MSR
将立即数或通用寄存器的内容加载到CPSR或SPSR的指定字段中
MSR CPSR，R0 //传送R0的内容到CPSR
MSR SPSR，R0 //传送R0的内容到SPSR
MSR CPSR_c，R0 //传送R0的内容到SPSR，但仅仅修改CPSR中的控制位域
3.3 PRIMASK
用于disable NMI和硬 fault之外的所有异常，它有效地把当前优先级改为 0（可编程 优先级中的最高优先级）。
CPS指令会更改CPSR中的一个或多个模式以及A、I和F位，但不更改其他CPSR位。CPSID就是中断禁止，CPSIE中断允许，
A：表示启用或禁止不精确的中止；I：表示启用或禁止IRQ中断；F：表示启用或禁止FIQ中断
3.4 FAULTMASK
CPSIE f; / CPSID f;
MSR FAULTMASK,R0
FAULTMASK更绝，它把当前优先级改为-1。这么一来，连硬fault都被掩蔽了。使用方案与
PRIMASK的相似。但要注意的是，FAULTMASK会在异常退出时自动清零。
3.5 BX指令
BX{条件} 目标地址
BX 指令跳转到指令中所指定的目标地址，目标地址处的指令既可以是ARM 指令，也可以是Thumb指令。
3.6 零寄存器 wzr、xzr
因为我们在使用 str 的是没法使用立即数 0 给寄存器赋值，所以 wzr xzr就是干这个事情的。是一个比较特殊又常常见到的寄存器。
3.7 立即寻址指令
SUBS R0,R0,#1 //R0 减 1 ，结果放入 R0 ，并且影响标志位
MOV R0,#0xFF000 //将立即数 0xFF000 装入 R0 寄存器 寄存器寻址指令举例如下：
MOV R1,R2 //将 R2 的值存入 R1
SUB R0,R1,R2 //将 R1 的值减去 R2 的值，结果保存到 R0
3.8 寄存器间接寻址指令
LDR R1,[R2] //将 R2 指向的存储单元的数据读出保存在 R1 中
SWP R1,R1,[R2] //将寄存器 R1 的值和 R2 指定的存储单元的内容交换，将R2的数值作为一个地址，将此地址处的数值与R1中的内容交换
3.9 寄存器移位寻址指令
MOV R0,R2,LSL #3 //R2 的值左移 3 位，结果放入R0 ，即是R0=R2×8
ANDS R1,R1,R2,LSL R3 //R2 的值左移 R3 位，然后和R1相“与”操作，结果放入R1
3.10 基址寻址指令
LDR R2,[R3,#0x0C] //读取 R3+0x0C 地址上的存储单元的内容，放入 R2
STR R1,[R0,#-4]! //先 R0=R0-4 ，然后把 R1 的值寄存到 R0 指定的存储单元
3.11 多寄存器寻址指令
LDMIA R1!,{R2-R7,R12} //将 R1 指向的单元中的数据读出到R2 ～R7、R12 中 (R1自动加1)
STMIA R0!,{R2-R7,R12} //将寄存器 R2 ～ R7 、 R12 的值保存到 R0 指向的存储单元中(R0自动加1)
3.12 无条件转移B，BAL
举例： B LABEL ; LABEL为某个位置
CMP x3,x4
B.CS {pc}+0x10 ; 0xc000800094
BCC是指CPSR寄存器条件标志位为0时的跳转。结合CMP R3, R1，意思是比较R3 R1寄存器，当相等时跳转到环测试。因为CMP指令减去两个值并在CPSR中设置条件标志位。
3.13 条件转移
BEQ 相等
BNE 不等
BPL 非负
BMI 负
BCC 无进位
BCS 有进位
BLO 小于（无符号数）
BHS 大于等于（无符号数）
BHI 大于（无符号数）
BLS 小于等于（无符号数）
BVC 无溢出（有符号数）
BVS 有溢出（有符号数）
BGT 大于（有符号数）
BGE 大于等于（有符号数）
BLT 小于（有符号数）
BLE 小于等于（有符号数）
blr Xm：跳转到由Xm目标寄存器指定的地址处，同时将下一条指令存放到X30寄存器中。例如：blr x20.
br Xm：跳转到由Xm目标寄存器指定的地址处。不是子程序返回
ret {Xm}：跳转到由Xm目标寄存器指定的地址处。是子程序返回。Xm可以不写，默认是X30.
3.14 WFE 和 WFI 对比
wfi 和 wfe 指令都是让ARM核进入standby睡眠模式。wfi是直到有wfi唤醒事件发生才会唤醒CPU，wfe是直到wfe唤醒事件发生，这两类事件大部分相同。唯一不同之处在于wfe可以被其他CPU上的sev指令唤醒，sec指令用于修改event寄存器的指令。
WFE
Wait For Event，是否实现此指令是可选的。如果此指令未实现，它将作为NOP指令来执行。如果指令作为NOP在目标处理器上执行，汇编程序将生成诊断消息。
SEV
Set Event，其是否实现是可选的。如果未实现，它将作为NOP执行。如果指令作为NOP在目标上执行，汇编程序将生成诊断消息。
SEV在ARMv6T2中作为NOP指令执行。
IMPORT |Image$RW_IRAM1$Base| //从别处导入data段的链接地址
IMPORT |Image$RW_IRAM1$Length| //从别处导入data段的长度
IMPORT |Load$RW_IRAM1$Base| //从别处导入data段的加载地址
IMPORT |Image$RW_IRAM1$ZI$Base| //从别处导入ZI段的链接地址
IMPORT |Image$RW_IRAM1$ZI$Length| //从别处导入ZI段的长度
Load$$region_name$$Base //Load address of the region.
Load$$region_name$$Length //Region length in bytes.
Load$$region_name$$Limit //Address of the byte beyond the end of the execution region.
//复制数据段
LDR R0, = |Load$RW_IRAM1$Base| //将data段的加载地址存入R0寄存器
LDR R1, = |Image$RW_IRAM1$Base| //将data段的链接地址存入R1寄存器
LDR R2, = |Image$RW_IRAM1$Length| //将data段的长度存入R2寄存器
CopyData
SUB R2, R2, #4 //每次复制4个字节的data段数据
LDR R3, [R0, R2] //把加载地址处的值取出到R3寄存器
STR R3, [R1, R2] //把取出的值从R3寄存器存入到链接地址
CMP R2, #0 //将计数和0相比较
BNE CopyData //如果不相等，跳转到CopyData标签处，相等则往下执行
//清除BSS段
LDR R0, = |Image$RW_IRAM1$ZI$Base| //将bss段的链接地址存入R1寄存器
LDR R1, = |Image$RW_IRAM1$ZI$Length| //将bss段的长度存入R2寄存器
CleanBss
SUB R1, R1, #4 //每次清除4个字节的bss段数据
MOV R3, #0 //将0存入r3寄存器
STR R3, [R0, R1] //把R3寄存器存入到链接地址
CMP R1, #0 //将计数和0相比较
BNE CleanBss //如果不相等，跳转到CleanBss标签处，相等则往下执行
IMPORT mymain //通知编译器要使用的标号在其他文件
BL mymain //跳转去执行main函数
B . //原地跳转，即处于循环状态
ENDP
ALIGN //填充字节使地址对齐
END //整个汇编文件结束