ARM中指令的学习和分析（用法、格式以及英文全称）

ARM指令及功能描述

感谢 电子科技大学满光明的分享，在此基础又做了补充，方便查阅

指令格式：  指令{条件}{S} {目的Register}，{OP1}，{OP2}

"{ }"中的内容可选。即，可以不带条件只有目的寄存器，或 只有目的寄存器和操作数1，也可以同时包含所有选项。“S” 决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值，当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值

助记符

英文全称

示例、功能

跳 转 指 令

B

Branch

B  Label   ；程序无条件跳转到标号Label处执行

BL

Branch with Link

BL Label ；当程序无条件跳转到标号Label处执行时，同时将当前的PC值保存到R14中

BLX

Branch with Link and exchange

BLX  Label ；从ARM指令集跳转到指令中所指定的目标地址，并将处理器的工作状态由ARM状态切换到Thumb状态，该指令同时将PC的当前内容保存到寄存器R14中

BX

Branch and exchange

BX  Label ；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

数 据 处 理

MOV

Move

MOV R1，R0，LSL＃3 ；将寄存器R0的值左移3位后传送到R1

MVN

Move NOT

MVN R0，＃0 ；将立即数0取反传送到寄存器R0中，完成后R0=-1

CMP

Compare

CMP R1，R0      ；将寄存器R1的值与寄存器R0的值相减，并根据结果设置CPSR的标志位

CMN

Compare negative

CMN R1，R0     ；将寄存器R1的值与寄存器R0的值相加，并根据结果设置CPSR的标志位

TST

Test

TST R1，＃0xffe ；将寄存器R1的值与立即数0xffe按位与，并根据结果设置CPSR的标志位

TEQ

Test equivalence

TEQ     R1，R2       ；将寄存器R1的值与寄存器R2的值按位异或，并根据结果设置CPSR的标志位

ADD

Add

ADD R0，R2，R3，LSL#1      ； R0 = R2 + (R3 << 1)

ADC

Add with carry

ADCS   R2，R6，R10 ； R2 = R6＋R10＋!C，且更新CPSR的进位标志位

SUB

Subtract

SUB  R0，R1，#256      ； R0 = R1 – 256

SBC

Subtract with carry

SUBS R0，R1，R2 ； R0 = R1 - R2 - ！C，并根据结果设置CPSR的进位标志位

RSB

Reverse subtract

RSB R0，R1，R2 ； R0 = R2 – R1

RSC

Reverse subtract with carry

RSC R0，R1，R2      ； R0 = R2 – R1 - ！C

AND

And

AND R0，R0，＃3 ； 该指令保持R0的0、1位，其余位清零。

ORR

OR

ORR R0，R0，＃3 ； 将寄存器r0和立即数3（0011）进行位与； 其实相当于将R0的0、1位置1，其余位保持不变。

EOR

Exclusive OR

EOR R0，R0，＃3 ； 该指令反转R0的0、1位，其余位保持不变。

BIC

Bit clear

BIC R0，R0，＃0b1011 ； 该指令清除 R0 中的位 0、1、和 3，其余的位保持不变。

CLZ

Count left zero

计算操作数最高端0的个数

乘 加 指 令

MUL

Multiply

MUL R0，R1，R2     ；R0 = R1 × R2

MLA

Multiply and accumulate

MLAS R0，R1，R2，R3 ；R0 = R1 × R2 + R3，同时设置CPSR中的相关条件标志位

SMULL

Signed multiply long

SMULL  R0，R1，R2，R3       ；R0 = （R2 × R3）的低32位 R1 = （R2 × R3）的高32位

SMLAL

Signed mul l and accumulate l

SMLAL  R0，R1，R2，R3       ；R0 =（R2 × R3）的低32位＋R0; R1 =（R2 × R3）的高32位＋ R1

UMULL

Unsigned multiply long

UMULL  R0，R1，R2，R3     ；R0 = （R2 × R3）的低32位；R1 =（R2 × R3）的高32位

UMLAL

Unsigned mul&accumulate lon

UMLAL  R0，R1，R2，R3     ；R0 =（R2 × R3）的低位＋R0；R1 =（R2 × R3）的高32位＋R1

PSR 访问

MRS

Move PSR to register

MRS R0，CPSR ；传送CPSR的内容到R0

MSR

Move register to PSR

MSR CPSR_c ，R0 ；传送R0的内容到SPSR，但仅仅修改CPSR中的控制位域

加载/ 存储 指令

LDR

Load word

LDR R0，[R1，R2]！ ；将存储器地址为R1+R2的字数据读入R0，并将新地址R1＋R2写入R1。

LDRB

Load byte

LDRB R0，[R1，＃8] ；将存储器地址为R1＋8的字节数据读入R0，并将R0的高24位清零

LDRH

Load half word

LDRH  R0，[R1] ；将存储器地址为R1的半字数据读入寄存器R0，并将R0的高16位清零

LDM

Load multiple

LDMFD  R13!，{R0，R4-R12，PC} ；将堆栈内容恢复到寄存器（R0，R4到R12，LR）

STR

Store

STR R0，[R1]，＃8 ；将R0中的字数据写入R1为地址的存储器中，并将新地址R1＋8写入R1

STRB

Store byte

STRB R0，[R1，＃8]  ；将寄存器R0中的字节数据写入以R1＋8为地址的存储器中

STRH

Store half word

STRH R0，[R1，＃8] ；将寄存器R0中的半字数据写入以R1＋8为地址的存储器中

STM

Store multiple

STMFD R13!，{R0，R4-R12，LR}      ；将寄存器列表中的寄存器（R0，R4到R12，LR）存入堆栈

数据 交换

SWP

Swap word

SWP R0，R1，[R2] ；R2所指的字数据传送到R0，同时R1的数据传送到R2所指的单元

SWPB

Swap byte

SWPB R0，R1，[R2] ；R2所指的字节数据传送到R0，R0高24位清零，同时R1低8位送R2所指单元。

移 位 指 令

LSL

Logic shift left

MOV  R0, R1, LSL#2（ASL#2） ；将R1中的内容左移两位后传送到R0中,低位用0填充

ASL

Arithmetic shift left

LSR

Logic shift right

MOV R0, R1, LSR#2 ；将R1中的内容右移两位后传送到R0中，左端用零来填充

ASR

Arithmetic shift right

MOV R0, R1, ASR#2 ；将R1中的内容右移两位后传送到R0中，左端用第31位的值来填充

ROR

Rotate right

MOV R0, R1, ROR#2       ；将R1中的内容循环右移两位后传送到R0中

RRX

Rotate right extended

左端用进位标志位C来填充

协处 理器

CDP

Data operations

LDC

Load

STC

Store

MCR

Move to coproc from ARM reg

语法：MCR{<cond>} <p>，< opcode_1>，<Rd>,<CRn>,<CRm>{,<opcode_2>} MCR{条件} 协处理器编码，协处理器操作码1，源寄存器，目的寄存器1，目的寄存器2，协处理器操作码2。  说明 1、<cond>为指令执行的条件码。当<cond>忽略时指令为无条件执行。 2、< opcode_1>为协处理器将执行的操作的操作码。对于CP15协处理器来说，< opcode_1>永远为0b000 3、<Rd>作为源寄存器的ARM寄存器，其值将被传送到协处理器寄存器中。 4、<CRn>作为目标寄存器的协处理器寄存器，其编号可能是C0，C1，…，C15。 5、<CRm>和<opcode_2>两者组合决定对协处理器寄存器进行所需要的操作，如果没有指定，则将为<CRm>为C0，opcode_2为0

MRC

Move to ARM reg from coprocessor

PSR field

F (Flags field mask byte)

S (Stats field mask byte)

X (Extension field mask byte)

C (control field mask byte)

CPSR

31

30

29

28

27

26

25

24

23

22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

意义

N

Z

C

V

Q

DNZ (RAZ) 系统扩展用

I

F

T

M4

M3

M2

M1

M0

CPSR 各位 详细 意义

N

当前指令运算结果为负时，N = 1; 结果为非负时，N = 0

Z

运算结果为0，Z＝1；否则Z＝0

C

上溢出、进位C＝1；下溢出、借位C＝0

V

加减法V＝1表示符号位溢出

I

I＝1时，禁止IRQ中断

F

F＝1时，禁止FIQ中断

T

T＝0，ARM指令；T＝1，Thumb指令

M[4:0]

0b10000

User

0b10001

FIQ

0b10010

IRQ

0b10011

Supervisor

0b10111

Abort

0b11011

Undefined

0b11111

System

指令 格式

31

30

29

28

27

26

25

24

23

22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Cond

Opcode

S

Rn

Rd

Shift_operand

opcode

指令操作符编码

S

决定指令的操作是否影响CPSR的值

Rd

目标寄存器编码

Rn

包含第一个操作数的寄存器编码

Shift_oprand

表示第二个操作数

Cond

指令执行的条件编码，详细如下所示

条 件 域

EQ

Z＝1

Equal

NE

Z＝0

Not equal, or unordered

CS/HS

C＝1

Carry set / Unsigned higher or same

Great than or equal, or unordered

CC/LO

C＝0

Carry clear / Unsigned lower

Less than

MI

N＝1

Negative

Less than

PL

N＝0

Positive or zero

Greater than or equal , or unordered

VS

V＝1

Overflow

Unordered

VC

V＝0

No overflow

Not unordered

HI

C＝1且Z＝0

Unsigned higher

Greater than, or unordered

LS

C＝0或Z＝1

Unsigned lower or same

Less than or equal

GE

N＝1且V＝1 或N＝0且V＝0

Signed greater than or equal

Greater than or equal

LT

N＝1且V＝0 或N＝0且V＝1

Signed less than

Less than , or unordered

GT

Z＝0或N＝V

Signed greater than

Great than

LE

Z＝1或N！＝V

Signed less than or equal

Less than or equal , or unordered

AL

Always (normally omitted)

并行 指令 前缀

S

Signed arithmetic modulo 28 or 216 ,sets CPSR GE bit

Q

Signed saturating arithmetic

SH

Signed arithmetic, halving results

U

Unsigned arithmetic modulo 28 or 216 ,sets CPSR GE bit

UQ

Unsigned saturating arithmetic

UH

Unsigned arithmetic ,halving results

批量 传输 地址 模式

Block load / store

Stack pop / push

IA

Increment after

FD

Full descending

IB

Increment before

ED

Empty descending

DA

Decrement after

FA

Full ascending

DB

Decrement before

EA

Empty ascending

ARM 指令 寻址 方式

立即寻址

ADD     R0，R0，＃0x3f

R0←R0＋0x3f

寄存器寻址

ADD     R0，R1，R2

R0←R1＋R2

间接寻址

ADD R0，R1，[R2]

R0←R1＋[R2]

变址寻址

LDR R0，[R1，＃4]

R0←[R1＋4]

LDR R0，[R1，＃4]！

R0←[R1＋4]、R1←R1＋4

LDR R0，[R1] ，＃4

R0←[R1]、R1←R1＋4

LDR R0，[R1，R2]

R0←[R1＋R2]

多寄存器寻址

LDMIA R0，{R1，R2，R3，R4}

R1←[R0]；R2←[R0＋4]；R3←[R0＋8]；R4←[R0＋12]

伪指令及伪操作

符号 定义

GBLA / LCLA

定义一个全局 / 局部的数字变量，并初始化为0

GBLL / LCLL

定义一个全局 / 局部的逻辑变量，并初始化为F（假）

GBLS / LCLS

定义一个全局 / 局部的字符串变量，并初始化为空

SETA / SETL / SETS

给一个数学 / 逻辑 / 字符串变量赋值

RLIST

对一个通用寄存器列表定义名称，访问次序为根据寄存器的编号由低到高，与排列次序无关

数据 定义

DCB（＝）/ DCW（DCWU）

分配一片连续的字节 / 半字存储单元并用指定的数据初始化

后缀U表示不要求对齐

DCFS（DCFSU）/DCFD（DCFDU）

分配一片连续的（单 / 双精度的浮点数）字存储单元并用指定的数据初始化

DCQ（DCQU）/ DCD（DCDU）

用于分配一片以双字 / 字为单位的连续的存储单元并用指定的数据初始化

DCDO

分配字内存但愿，初始化为标号基于静态基址寄存器R9的偏移量

DCI

和DCD类似，不同处在于DCI内存中的数据被标识为指令

SPACE（％）

DataSpace  SPACE  100 ；分配连续100字节的存储单元并初始化为0

MAP（＾）

MAP 0x100，R0 ；定义结构化内存表首地址的值为0x100＋R0

FIELD（#）

A FIELD 16  ；定义A的长度为16字节

控制 伪 指令

IF、ELSE、ENDIF

IF     逻辑表达式         指令序列1 ELSE         指令序列2 ENDIF

IF、ELSE、ENDIF伪指令能根据条件的成立与否决定是否执行某个指令序列。 当IF后面的逻辑表达式为真，则执行指令序列1，否则执行指令序列2。其中， ELSE及指令序列2可以没有，此时，当IF后面的逻辑表达式为真，则执行 指令序列1，否则继续执行后面的指令。

WHILE、WEND

WHILE    逻辑表达式         指令序列 WEND

WHILE、WEND伪指令能根据条件的成立与否决定是否循环执行某个指令序列。当WHILE后面的逻辑表达式为真，则执行指令序列，该指令序列执行完毕后，再判断逻辑表达式的值，若为真则继续执行，一直到逻辑表达式的值为假。

MACRO、MEND MEXIT

MACRO $标号 宏名 $参数1，$参数2，……指令序列 MEND

$标号在宏指令被展开时，标号会被替换为用户定义的符号， 宏指令可以使用一个或多个参数，当宏指令被展开时，这些参数被相应的值替换。 MEXIT用于从宏定义中跳转出去

AREA

AREA     段名       属性1，属性2，……

用于定义一个代码段或数据段。其中，段名若以数字开头，则该段名需用“|”括起来，如|1_test|。

ALIGN

AREA Init，CODE，ALIEN＝3

指定后面的指令为8字节对齐

CODE

CODE16、CODE32

指定指令序列为16位的Thumb指令或32位的ARM指令

ENTRY

在一个完整的汇编程序中至少要有一个ENTRY（也可以有多个，当有多个ENTRY时，程序的真正入口点由链接器指定），但在一个源文件里最多只能有一个ENTRY（可以没有）。

EQU（*）

名称 EQU 表达式 {，类型}

为程序中的常量、标号等定义一个等效的字符名称

EXPORT

EXPORT           标号

用于在声明一个全局的标号，该标号可在其他的文件中引用。EXPORT可用GLOBAL代替。

IMPORT

IMPORT           标号

用于通知编译器要使用的标号在其他的源文件中定义，无论当前源文件是否引用该标号，该标号均会被加入到当前源文件的符号表中

EXTERN

EXTERN      标号

用于通知编译器要使用的标号在其他的源文件中定义，但要在当前源文件中引用，如果当前源文件实际并未引用该标号，该标号就不会被加入到当前源文件的符号表中

GET

GET           文件名

将一个源文件包含到当前的源文件中，并将被包含的源文件在当前位置进行汇编处理

INCBIN

INCBIN        文件名

INCBIN伪指令用于将一个目标文件或数据文件包含到当前的源文件中，被包含的文件不作任何变动的存放在当前文件中，编译器从其后开始继续处理

RN

名称           RN       表达式

RN伪指令用于给一个寄存器定义一个别名

ROUT

{名称}   ROUT

ROUT伪指令用于给一个局部变量定义作用范围。在程序中未使用该伪指令时，局部变量的作用范围为所在的AREA，而使用ROUT后，局部变量的作为范围为当前ROUT和下一个ROUT之间。