第四章ARM指令集.ppt

第四章 ARM指令集 ARM指令集概述 ARM寻址方式 ARM指令详细介绍 一些基本的ARM指令功能段 （一）ARM指令集概述 1.1 ARM指令分类 ARM指令集总体分为6类指令 数据处理指令：完成寄存器中数据的算术和逻辑运算操作。 程序状态寄存器处理指令：mrs和msr。 跳转指令：b和bl。 Load/Store指令：唯一用于寄存器和存储器之间进行数据传送的指令。 异常中断产生指令：swi和bkpt。 协处理器指令。 1.2 ARM指令的特点： 所有指令都是32bit。 大多数指令都在单周期内完成。 所有指令都可以条件执行。 load/store体系结构。 指令集可以通过协处理器扩展 1.3 ARM指令的格式 一条典型的ARM指令编码格式为： 1.4 条件执行 每条ARM指令包含4位条件码域 cond ,它占用指令编码的最高四位[31：28]。 条件编码共 24 ＝16 种，其中，15种用于指令的条件码。每种条件码用2个英文缩写字符表示。（见P.101 表3-1） ARM处理器根据指令的执行条件是否满足，决定当前指令是否执行。 只有在cpsr中的条件标志位满足指定的条件时，指令才会被执行。不符合条件的代码依然占用一个时钟周期（相当于一个NOP指令）。 书写时，条件码的位置在指令助记符的后面（因此也称为条件后缀。），例如： MOVEQ R0, R1; 指令条件后缀如下表所示：（见P.101 表3-1） 默认情况下，数据处理指令不影响条件码标志位，但可以选择通过添加“S”来影响标志位。 CMP不需要增加 “S”就可改变相应的标志位。 loop … SUBS r1,r1,#1 BNE loop （二）ARM寻址方式 寻址方式： 根据指令编码中给出的地址码字段来寻找真实操作数的方式。 2.1 立即寻址 数据处理指令格式中，第二个操作数有12位 因此有效立即数immediate可以表示成： immediate=immed_8 循环右移（2×rot） 4 bit 移位值 (0-15)乘于2，得到一个范围在0-30，步长为 2的移位值。 记住一条准则： “最后8位一定要移动偶数位”。 只有能够通过此构造方法得到的才是合法的立即数。 合法立即数： 0xFF；0x104；0xFF0；0xFF00 非法立即数： 0x101；0x102；0xFF1 一个合法的立即数可能有多种编码方法，将使某些指令的执行产生不同的结果。 0x3F0 2.2 寄存器寻址 寄存器移位寻址 ——当第二操作数为寄存器型时，在执行寄存器寻址操作时，可以选择是否对第二操作数进行移位，即第二操作数形如： MOV Rd, Rn, Rm，{shift} 其中： Rm 称为第二操作数寄存器 shift 用来指定移位类型和移位位数。移位 位数可以用5位立即数#shift 或寄存 器(Rs)方式。 在指令执行时将寄存器移位后的内容作为第二操作数参与运算。例如指令： ADD R3，R2，R1，LSR #2 ；R3←R2+(R1右移2位) ADD R3，R2，R1，LSR R0 ；R3←R2+(R1右移R0位) 第二操作数移位方式 LSL：逻辑左移，空出的最低有效位用0填充。 LSR：逻辑右移，空出的最高有效位用0填充。 2.3 寄存器间接寻址 2.4 基址加偏址寻址（变址寻址） 有三种加偏址的方式： 前变址模式(不修改基址寄存器)： ——先基址+偏址，生成操作数地址，做指令指定的操作。 偏移地址 ——可以是一个立即数，也可以是另一个寄存器，并且在加到基址寄存器前还可以经过移位操作，如下所示： LDR r0，[r1，r2] ；r0—mem32[r1+r2] LDR r0，[r1，r2，LSL #2] ；r0—mem32[r1+r2*4] 常用的是立即数偏移的形式。 2.5 堆栈寻址 堆栈寻址 ——堆栈寻址是隐含的，它使用一个专门的寄存器(堆栈指针SP)指向一块存储区域(堆栈)。 堆栈可分为两种增长方式： ◆ 向上生长：向高地址方向生长，称为递增堆栈。 ◆ 向下生长：向低地址方向生长，称为递减堆栈。 根据堆栈指针指向的数据位置的不同，可分为： 满堆栈 ——堆栈指针指向最后压入堆栈的有效数据项，称为满堆栈； 空堆栈 ——堆栈指针指向下一个待压入数据的空位置，称为空堆栈。 这样就有4种类型的堆栈表示递增和递减的满和空堆栈的各种组合。 四种类型的堆栈工作方式 满递增堆栈FA： —