第二ARMThumb微处理器结构及指令系统.ppt

《第二ARMThumb微处理器结构及指令系统.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二ARMThumb微处理器结构及指令系统.ppt（102页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第二章ARM/Thumb微处理器结构及指令系统,2.3 ARM/THUMB指令系统,1.ARM处理器寻址方式2.ARM指令集介绍3.Thumb指令集,1.ARM处理器寻址方式,寻址方式是根据指令中给出的地址码字段来实现寻找真实操作数地址的方式。ARM处理器具有9种基本寻址方式。(1).寄存器寻址；(2).立即寻址；(3).寄存器偏移寻址；(4).寄存器间接寻址；(5).基址寻址；(6).多寄存器寻址；(7).堆栈寻址；(8).块拷贝寻址；(9).相对寻址。,操作数的值在寄存器中，指令中的地址码字段指出的是寄存器编号，指令执行时直接取出寄存器值来操作。寄存器寻址指令举例如下：MOV R1,R2;

2、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,(1).寄存器寻址,MOV R1,R2,0 xAA,立即寻址指令中的操作码字段后面的地址码部分即是操作数本身，也就是说，数据就包含在指令当中，取出指令也就取出了可以立即使用的操作数(这样的数称为立即数)。立即寻址指令举例如下：SUBSR0,R0,#1;R0减1，结果放入R0，并且影响标志位MOVR0,#0 xFF000;将立即数0 xFF000装入R0寄存器,(2).立即寻址,MOV R0,#0 xFF00,0 xFF00,从代码中获得数据,寄存器移位寻址是ARM指令集特有的寻址方式。当第2个操作数是寄存器移

3、位方式时，第2个寄存器操作数在与第1个操作数结合之前，选择进行移位操作。寄存器移位寻址指令举例如下：MOVR0,R2,LSL#3;R2的值左移3位，结果放入R0，;即是R0=R28 ANDSR1,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).寄存器偏移寻址,MOV R0,R2,LSL#3,0 x08,0 x08,逻辑左移3位,寄存器间接寻址指令中的地址码给出的是一个通用寄存器的编号，所需的操作数保存在寄存器指定地址的存储单元中，即寄存器为操作数的地址指针。寄存器间接寻址指令举例如下：LDRR1,R2;将R2指向的存储单元的数据读出;保存在R1中

4、SWPR1,R1,R2;将寄存器R1的值和R2指定的存储;单元的内容交换,(4).寄存器间接寻址,LDR R0,R2,0 xAA,基址寻址就是将基址寄存器的内容与指令中给出的偏移量相加，形成操作数的有效地址。基址寻址指令举例如下：LDRR2,R3,#0 x0C;读取R3+0 x0C地址上的存储单元;的内容，放入R2 STRR1,R0,#-4!;先R0=R0-4，然后把R1的值寄存;到保存到R0指定的存储单元,(5).基址寻址,LDR R2,R3,#0 x0C,0 xAA,将R3+0 x0C作为地址装载数据,多寄存器寻址一次可传送几个寄存器值，允许一条指令传送16个寄存器的任何子集或所有寄存器。

5、多寄存器寻址指令举例如下：LDMIAR1!,R2-R7,R12;将R1指向的单元中的数据读出到;R2R7、R12中(R1自动加1)STMIAR0!,R2-R7,R12;将寄存器R2R7、R12的值保;存到R0指向的存储;单元中;(R0自动加1),使用多寄存器寻址指令时，寄存器子集的顺序是按由小到大的顺序排列，连续的寄存器可用“”连接；否则用“，”分隔书写。,(6).多寄存器寻址,LDMIA R1!,R2-R4,R6,0 x40000010,堆栈是一个按特定顺序进行存取的存储区，操作顺序为“后进先出”。堆栈寻址是隐含的，它使用一个专门的寄存器(堆栈指针)指向一块存储区域(堆栈)，指针所指向的存储

6、单元即是堆栈的栈顶。存储器堆栈可分为两种：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,(7).堆栈寻址,(7).堆栈寻址,0 x12345678,0 x12345678,堆栈指针指向最后压入的堆栈的有效数据项，称为满堆栈；堆栈指针指向下一个待压入数据的空位置，称为空堆栈。,(7).堆栈寻址,0 x12345678,所以可以组合出四种类型的堆栈方式：满递增：堆栈向上增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最高地址。指令如LDMFA、STMFA等；空递增：堆栈向上增长，堆栈指针指向堆栈上的第一个空位置。指令如LDMEA、STMEA等；满递减：堆栈向下增长，堆栈指针指

7、向内含有效数据项的最低地址。指令如LDMFD、STMFD等；空递减：堆栈向下增长，堆栈指针向堆栈下的第一个空位置。指令如LDMED、STMED等。,(7).堆栈寻址,多寄存器传送指令用于将一块数据从存储器的某一位置拷贝到另一位置。如：STMIAR0!,R1-R7;将R1R7的数据保存到存储器中。;存储指针在保存第一个值之后增加，;增长方向为向上增长。STMIBR0!,R1-R7;将R1R7的数据保存到存储器中。;存储指针在保存第一个值之前增加，;增长方向为向上增长。,(8).块拷贝寻址,多寄存器传送指令映射,相对寻址是基址寻址的一种变通。由程序计数器PC提供基准地址，指令中的地址码字段作为偏移

8、量，两者相加后得到的地址即为操作数的有效地址。相对寻址指令举例如下：BL SUBRl；调用到SUBRl子程序.SUBR1MOV PC,R14；返回,(7).相对寻址,2.ARM指令集介绍,(1).指令格式(2).条件码(3).ARM存储器访问指令(4).ARM数据处理指令(5).乘法指令(6).ARM分支指令(7).协处理器指令(8).杂项指令(9).伪指令,2.ARM指令集介绍,ARM7TDMI(-S)的指令集，包括ARM指令集Thumb指令集。首先介绍ARM指令的基本格式及灵活的操作数，然后介绍条件码，再把ARM指令集、Thumb指令集按类分别说明。,ARM指令的基本格式如下：,(1).指

9、令格式,S,其中号内的项是必须的，号内的项是可选的。各项的说明如下：,opcode：指令助记符；cond：执行条件；S：是否影响CPSR寄存器的值；Rd：目标寄存器；Rn：第1个操作数的寄存器；operand2：第2个操作数；,LDR R0，R1；读取R1地址上的存储器单元内容，执行条件ALBEQ D1；分支指令，执行条件EQ，即相等则跳转到D1ADDS R1，R1，#1；加法指令，R1+1R1，影响CPSR；寄存器(S)SUBNES R1，R1，#0 x10；条件执行减法运算(NE)，R1-;0 x10=R1，影响CPSR寄存器(S),指令格式举例如下：,(1).指令格式：,灵活的使用第2个

10、操作数“operand2”能够提高代码效率。它有如下的形式：#immed_8r常数表达式；Rm寄存器方式；Rm,shift寄存器移位方式；,第2个操作数,(1).指令格式：第2个操作数,#immed_8r常数表达式 该常数必须对应8位位图，即一个8位的常数通过循环右移偶数位得到。,循环右移10位,8位常数,(1).指令格式：第2个操作数,合法常量：0 x3FC、0、0 xF0000000、200、0 xF0000001。非法常量：0 xlFE、511、0 xFFFF、0 x1010、0 xF0000010。,#immed_8r常数表达式,常数表达式应用举例：MOV R0，#1；R01AND R

11、1，R2，#0 x0F；R2与0 x0F，结果保存在RlLDR R0，R1，#-4；读取R1地址上的存储器单元内容，且 R1 R1-4,(1).指令格式：第2个操作数,Rm寄存器方式 在寄存器方式下，操作数即为寄存器的数值。寄存器方式应用举例：SUB R1，R1，R2；R1-R2R1MOV PC，R0；PC=R0，程序跳转到指定地址LDR R0，R1，-R2；Rl所指存储器单元 内容存人R0，且R1=R1-R2,(1).指令格式：第2个操作数,Rm,shift寄存器移位方式 将寄存器的移位结果作为操作数，但Rm值保持不变，移位方法如下：,(1).指令格式：第2个操作数,寄存器偏移方式应用举例：

12、ADD R1，R1，R1，LSL#3；R1=R19SUB R1，R1，R2，LSR#2；R1=R1-R24,ARM指令的基本格式如下：,(2).条件码,S,使用条件码“cond”可以实现高效的逻辑操作，提高代码效率。所有的ARM指令都可以条件执行，而Thumb指令只有B（跳转）指令具有条件执行 功能。如果指令不标明条件代码，将默认为无条件（AL）执行。,指令条件码表,(3).ARM存储器访问指令,ARM处理器是典型的RISC处理器，对存储器的访问只能使用加载和存储指令实现。ARM处理器是冯诺依曼存储结构，程序空间、RAM空间及I/O映射空间统一编址，除对RAM操作以外，对外围IO、程序数据的访

13、问均要通过加载/存储指令进行。存储器访问指令分为单寄存器操作指令和多寄存器操作指令。,(3).ARM存储器访问指令：,单寄存器加载,(3).ARM存储器访问指令：单寄存器存储,LDR/STR指令用于对内存变量的访问、内存缓冲区数据的访问、查表、外围部件的控制操作等。若使用LDR指令加载数据到PC寄存器，则实现程序跳转功能，这样也就实现了程序散转。,说明：所有单寄存器加载/存储指令可分为“字和无符号字节加载存储指令”“半字和有符号字节加载存储指令。,LDR和STR字和无符号字节加载/存储指令 LDR指令用于从内存中读取单一字或字节数据存入寄存器中，STR指令用于将寄存器中的单一字或字节数据保存到

14、内存。指令格式如下：,(3).ARM存储器访问指令：单寄存器存储,LDRcondT Rd,;将指定地址上的字数据读入Rd STRcondT Rd,;将Rd中的字数据存入指定地址 LDRcondBT Rd,;将指定地址上的字节数据读入Rd STRcondBT Rd,;将Rd中的字节数据存入指定地址,注意：T为可选后缀。若指令有T，那么即使处理器是在特权模式下，存储系统也将访问看成是在用户模式下进行的。T在用户模式下无效，不能与前索引偏移一起使用T。,(3).ARM存储器访问指令：单寄存器存储,LDR和STR字和无符号字节加载/存储指令编码,指令执行的条件码,I为0时，偏移量为12位立即数，为1时

15、，偏移量为寄存器移位,P表示前/后变址,U表示加/减,B为1表示字节访问，为0表示字访问,W表示回写,为指令的寻址方式,Rd为源/目标寄存器,Rn为基址寄存器,L用于区别加载（L为1）或存储（L为0）,(3).ARM存储器访问指令：单寄存器存储,LDR和STR字和无符号字节加载/存储指令 LDR/STR指令寻址非常灵活，它由两部分组成，其中一部分为一个基址寄存器，可以为任一个通用寄存器；另一部分为一个地址偏移量。地址偏移量有以下3种格式：立即数：立即数可以是一个无符号的数值。这个数据可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存器中减去这个数值。寄存器：寄存器中的数值可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存

16、器中减去这个数值。寄存器及移位常数：寄存器移位后的值可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存器中减去这个数值。,指令举例如下：LDR R1，R0，#0 x12；将R0+0 x12地址处的数据读出，保存到Rl中(R0的值不变)LDR R1，R0，#-0 x12；将R0-0 x12地址处的数据读出，保存到R1中(R0的值不变),指令举例如下：LDR R1，R0，R2；将R0+R2地址处的数据读出，保存到R1中LDR R1，R0，-R2；将R0-R2地址处的数据读出，保存到R1中,指令举例如下：LDR R1，R0，R2，LSL#2；将R0+R24地址处的数据读出，保存到R1中(R0、R2的值不变)LDR

17、 R1，R0，-R2，LSL#2；将R0-R24地址处的数据读出，保存到R1中(R0、R2的值不变),(3).ARM存储器访问指令：单寄存器存储,从寻址方式的地址计算方法分，加载/存储指令有以下4种格式：零偏移：如：LDR Rd,Rn 前索引偏移：如：LDR Rd,Rn,#0 x04!LDR Rd，Rn，#-0 x04程序相对偏移：如：LDR Rd,labe1 后索引偏移：如：LDR Rd,Rn,#0 x04,LDR和STR字和无符号字节加载/存储指令,注意：大多数情况下，必须保证字数据操作的地址是32位对齐的。,LDR和STR半字和有符号字节加载/存储指令 这类LDR/STR指令可加载有符号

18、半字或字节，可加载/存储无符号半字。偏移量格式、寻址方式与加载/存储字和无符号字节指令相同。,注意：1.有符号位半字/字节加载是指用符号位加载扩展到32位，无符号 半字加载是指用零扩展到32位；2.地址对齐半字读写的指定地址必须为偶数，否则将产生不可 靠的结果。,(3).ARM存储器访问指令：单寄存器存储,LDRcondSB Rd,;将指定地址上的有符号字节读入Rd LDRcondSH Rd,;将指定地址上的有符号半字读入Rd LDRcondH Rd,;将指定地址上的半字数据读入Rd STRcondH Rd,;将Rd中的半字数据存入指定地址,(3).ARM存储器访问指令：单寄存器存储,LDR和

19、STR半字和有符号字节加载/存储指令编码,举例如下：LDRSB R1，R0，R3；将R0+R3地址上的字节数据读到R1，高24位；用符号位扩展LDRSH R1，R9；将R9地址上的半字数据读出到R1，高16位用符号；位扩展LDRH R6,R2，#2；将R2地址上的半字数据读出到R6，高16位用零扩；展，R2=R2+2STRH R1，Ro，#2!；将R1的数据保存到R0+2地址中，只存储低2；字节数据，R0=R0+2,说明：LDR/STR指令用于对内存变量的访问、内存缓冲区数据的访问、查表、外围部件的控制操作等等。若使用LDR指令加载数据到PC寄存器，则实现程序跳转功能，这样也就实现了程序散转。

20、,(3).ARM存储器访问指令：,LDM和STM指令可以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为加载多个寄存器；STM为存储多个寄存器。允许一条指令传送16个寄存器的任何子集或所有寄存器。指令格式如下：LDMcond Rn!,reglist STMcond Rn!,reglist,多寄存器存取,LDM和STM的主要用途是现场保护、数据复制、常数传递等,(3).ARM存储器访问指令：多寄存器存取,多寄存器加载/存储指令的8种模式如下表所示，右边四种为堆栈操作、左边四种为数据传送操作。,进行数据复制时，先设置好源数据指针和目标指针，然后使用块拷贝寻址指令LDMIA/STMIA、L

21、DMIB/STMIB、LDMDA/STMDA、LDMDB/STMDB进行读取和存储。进行堆栈操作操作时，要先设置堆栈指针（SP），然后使用堆栈寻址指令STMFD/LDMFD、STMED/LDMED、STMFA/LDMFA和STMEA/LDMEA实现堆栈操作。,指令格式中，寄存器Rn为基址寄存器，装有传送数据的初始地址，Rn不允许为R15。后缀“!”表示最后的地址写回到Rn中。寄存器列表reglist可包含多于一个寄存器或包含寄存器范围，使用“，”分开，如R1，R2，R6R9，寄存器按由小到大排列。后缀“”不允许在用户模式或系统模式下使用。若在LDM指令且寄存器列表中包含有PC时使用，那么除了正

22、常的多寄存器传送外，将SPSR也拷贝到CPSR中，这可用于异常处理返回。使用后缀“”进行数据传送且寄存器列表不包含PC时，加载存储的是用户模式的寄存器，而不是当前模式的寄存器。,当Rn在寄存器列表中且使用后缀“!”时,对于STM指令,若Rn为寄存器列表中的最低数字的寄存器,则会将Rn的初值保存;其它情况下Rn的加载值和存储值不可预知。地址对齐这些指令忽略地址位1:0。,举例如下：LDMIA R0!，R3-R9；加载R0指向地址上的多字数据，保存；到R3R9中，R0值更新STMIA R1!，R3-R9；将R3R9的数据存储到R1指向的地址；上，R1值更新 STMFD SP!，R0-R7，LR；现

23、场保存，将R0R7、LR人栈LDMFD SP!，R0-R7，PC；恢复现场，异常处理返回,(3).ARM存储器访问指令：,SWP指令用于将一个内存单元(该单元地址放在寄存器Rn中)的内容读取到一个寄存器Rd中，同时将另一个寄存器Rm的内容写入到该内存单元中。使用SWP可实现信号量操作。指令格式如下：SWPcondB Rd,Rm,Rn 其中，B为可选后缀，若有B，则交换字节，否则交换32位字；Rd用于保存从存储器中读入的数据；Rm的数据用于存储到存储器中，若Rm与Rn相同，则为寄存器与存储器内容进行交换；Rn为要进行数据交换的存储器地址，Rn不能与Rd和Rm相同。,SWP指令应用示例：SWPR1

24、,R1,R0;将R1的内容与R0指向的存储单元的内容进行交换 SWPBR1,R2,R0;将R0指向的存储单元内的容读取一字节数据到R1中;(高24位清零)，并将R2的内容写入到该内存单元中;(最低字节有效),寄存器和存储器交换指令,(4).ARM数据处理指令,数据处理指令大致可分为3类：数据传送指令；算术逻辑运算指令；比较指令。,数据处理指令只能对寄存器的内容进行操作，而不能对内存中的数据进行操作。所有ARM数据处理指令均可选择使用S后缀，并影响状态标志。,比较指令CMP、CMN、TST和TEQ不需要后缀S，它们会直接影响状态标志。,(4).ARM数据处理指令：,数据传送,MOV指令将8位图立

25、即数（参看“第2操作数：#immed_8r常数表达式”）或寄存器传送到目标寄存器（Rd），可用于移位运算等操作。指令格式如下：MOVcondS Rd,operand2,(4).ARM数据处理指令：数据传送,MOV指令举例如下：MOVSR3,R1,LSL#2；R3=R12，并影响标志位 MOVPC,LR；PC=LR，子程序返回,MVN指令将8位图立即数（参看“第2操作数：#immed_8r常数表达式”）或寄存器（operand2）按位取反后传送到目标寄存器（Rd），因为其具有取反功能，所以可以装载范围更广的立即数。指令格式如下：MVNcondS Rd,operand2,(4).ARM数据处理指令

26、：数据传送,MVN指令举例如下：MVNR1,#0 xFF；R1=0 xFFFFFF00 MVNR1,R2；将R2取反，结果存到R1,(4).ARM数据处理指令：算术运算,加法运算指令ADD指令将operand2的值与Rn的值相加，结果保存到Rd寄存器。指令格式如下：ADDcondS Rd,Rn,operand2,(4).ARM数据处理指令：算术运算,应用示例：ADDS R1,R1,#1;R1=R1+1，并影响标志位 ADDS R3，R1，R2，LSL#2;R3R1+R22,减法运算指令SUB指令用寄存器Rn减去operand2，结果保存到Rd中。指令格式如下：SUBcondS Rd,Rn,op

27、erand2,(4).ARM数据处理指令：算术运算,应用示例：SUBSR0,R0,#1;R0=R0-1 SUB R6，R7，#0 x10;R6R7-0 x10,逆向减法运算指令RSB指令将operand2的值减去Rn，结果保存到Rd中。指令格式如下：RSBcondS Rd,Rn,operand2,(4).ARM数据处理指令：算术运算,应用示例：RSB R3,R1,#0 xFF00;R3=0 xFF00-R1 RSBS R1,R2,R2,LSL#2;R1=(R22)-R2=R23,带进位加法指令ADC将operand2的值与Rn的值相加，再加上CPSR中的C条件标志位，结果保存到Rd寄存器。指令

28、格式如下：ADCcondS Rd,Rn,operand2,(4).ARM数据处理指令：算术运算,应用示例：ADDS R0,R0,R2;使用ADC实现64位加法 ADC R1,R1,R3;(R1、R0)(R1、R0)+(R3、R2),带进位减法指令SBC用寄存器Rn减去operand2，再减去CPSR中的C条件标志位的非(即若C标志清零，则结果减去1)，结果保存到Rd中。指令格式如下：SBCcondS Rd,Rn,operand2,(4).ARM数据处理指令：算术运算,应用示例：SUBS R0,R0,R2;使用SBC实现64位减法 SBC R1,R1,R3;(R1、R0)(R1、R0)-(R3、

29、R2),带进位逆向减法指令RSC指令用寄存器operand2减去Rn，再减去CPSR中的C条件标志位，结果保存到Rd中。指令格式如下：RSCcondS Rd,Rn,operand2,(4).ARM数据处理指令：算术运算,应用示例：RSBS R2,R0,#0 RSC R3,R1,#0;使用RSC指令实现求64位数值的负数,(4).ARM数据处理指令：,逻辑运算指令,逻辑与操作指令AND指令将operand2的值与寄存器Rn的值按位作逻辑“与”操作，结果保存到Rd中。指令格式如下：ANDcondS Rd,Rn,operand2,(4).ARM数据处理指令：逻辑运算指令,应用示例：ANDS R0,R

30、0,#0 x01;R0=R0R2=R1&R3,(4).ARM数据处理指令：逻辑运算指令,逻辑异或操作指令EOR指令将operand2的值与寄存器Rn的值按位作逻辑“异或”操作，结果保存到Rd中。指令格式如下：EORcondS Rd,Rn,operand2,(4).ARM数据处理指令：逻辑运算指令,应用示例：EORR1,R1,#0 x0F;将R1的低4位取反 EORSR0,R5,#0 x01;将R5和0 x01进行逻辑异或，;结果保存到R0，并影响标志位,位清除指令BIC指令将寄存器Rn的值与operand2的值的反码按位作逻辑“与”操作，结果保存到Rd中。指令格式如下：BICcondS Rd,

31、Rn,operand2,(4).ARM数据处理指令：逻辑运算指令,应用示例：BIC R1,R1,#0 x0F;将R1的低4位清零，其它位不变,(4).ARM数据处理指令：,比较指令,比较指令CMP指令将寄存器Rn的值减去operand2的值，根据操作的结果更新CPSR中的相应条件标志位，以便后面的指令根据相应的条件标志来判断是否执行。指令格式如下：CMPcondRn,operand2,(4).ARM数据处理指令：比较指令,应用示例：CMPR1,#10;R1与10比较，设置相关标志位,负数比较指令CMN指令使用寄存器Rn的值加上operand2的值，根据操作的结果更新CPSR中的相应条件标志位，

32、以便后面的指令根据相应的条件标志来判断是否执行。指令格式如下：CMPcondRn,operand2,(4).ARM数据处理指令：比较指令,应用示例：CMN R0，#1；R0+1，判断R0是否为1的补码。若是，则Z；位置1。,注意：CMN指令与ADDS指令的区别在于CMN指令不保存运算结果。位。,位测试指令TST指令将寄存器Rn的值与operand2的值按位作逻辑“与”操作，根据操作的结果更新CPSR中的相应条件标志位，以便后面的指令根据相应的条件标志来判断是否执行。指令格式如下：TSTcond Rn,operand2,(4).ARM数据处理指令：比较指令,应用示例：TSTR0,#0 x01;判

33、断R0的最低位是否为0 TSTR1,#0 x0F;判断R1的低4位是否为0,注意：TST指令与ANDS指令的区别在于TST指令不保存运算结果。TST指令通常与EQ、NE条件码配合使用，当所有测试位均为0时，EQ有效，而只要有一个测试位不为0，则NE有效。,相等测试指令TEQ指令将寄存器Rn的值与operand2的值按位作逻辑“异或”操作，根据操作的结果更新CPSR中的相应条件标志位，以便后面的指令根据相应的条件标志来判断是否执行。指令格式如下：TEQcond Rn,operand2,(4).ARM数据处理指令：比较指令,应用示例：TEQR0,R1;比较R0与R1是否相等(不影响V位和C位),注

34、意：TEQ指令与EORS指令的区别在于TEQ指令不保存运算结果。使用TEQ进行相等测试时，常与EQ、NE条件码配合使用。当两个数据相等时，EQ有效；否则NE有效。,(5).乘法指令,ARM7TDMI具有三种乘法指令，分别为：3232位乘法指令；32 32位乘加指令；32 32位结果为64位的乘/乘加指令。,(5).乘法指令,32位乘法指令MUL指令将Rm和Rs中的值相乘，结果的低32位保存到Rd中。指令格式如下：MULcondS Rd,Rm,Rs,(5).乘法指令,应用示例：MUL R1,R2,R3;R1=R2R3 MULS R0,R3,R7;R0=R3R7，同时影响CPSR中的N位和Z位,3

35、2位乘加指令MLA指令将Rm和Rs中的值相乘，再将乘积加上第3个操作数，结果的低32位保存到Rd中。指令格式如下：MLAcondS Rd,Rm,Rs,Rn,(5).乘法指令,应用示例：MLA R1,R2,R3,R0;R1=R2R3+R0,64位无符号乘法指令UMULL指令将Rm和Rs中的值作无符号数相乘，结果的低32位保存到RdLo中，而高32位保存到RdHi中。指令格式如下：UMULLcondS RdLo,RdHi,Rm,Rs,(5).乘法指令,应用示例：UMLAL R0,R1,R5,R8;(R1、R0)=R5R8+(R1、R0),64位无符号乘加指令UMLAL指令将Rm和Rs中的值作无符号

36、数相乘，64位乘积与RdHi、RdLo相加，结果的低32位保存到RdLo中，而高32位保存到RdHi中。指令格式如下：UMLALcondS RdLo,RdHi,Rm,Rs,(5).乘法指令,应用示例：UMULL R0,R1,R5,R8;(R1、R0)=R5R8,64位有符号乘法指令SMULL指令将Rm和Rs中的值作有符号数相乘，结果的低32位保存到RdLo中，而高32位保存到RdHi中。指令格式如下：SMULLcondS RdLo,RdHi,Rm,Rs,(5).乘法指令,应用示例：SMLALR2,R3,R7,R6;(R3、R2)=R7R6+(R3、R2),64位有符号乘加指令SMLAL指令将R

37、m和Rs中的值作有符号数相乘，64位乘积与RdHi、RdLo相加，结果的低32位保存到RdLo中，而高32位保存到RdHi中。指令格式如下：SMLALcondS RdLo,RdHi,Rm,Rs,(5).乘法指令,应用示例：SMULLR2,R3,R7,R6;(R3、R2)=R7R6,(6).ARM分支指令,在ARM中有两种方式可以实现程序的跳转，一种是使用分支指令直接跳转，另一种则是直接向PC寄存器赋值实现跳转。分支指令有以下三种：分支指令B；带链接的分支指令BL；带状态切换的分支指令BX。,(6).ARM分支指令,分支指令B指令，该指令跳转范围限制在当前指令的32M字节地址内(ARM指令为字对

38、齐，最低2位地址固定为0)。指令格式如下：Bcond Label,(6).ARM分支指令,应用示例：B WAITA;跳转到WAITA标号处 B0 x1234;跳转到绝对地址0 x1234处,带链接的分支指令BL指令适用于子程序调用，使用该指令后，下一条指令的地址被拷贝到R14(即LR)连接寄存器中，然后跳转到指定地址运行程序。跳转范围限制在当前指令的32M字节地址内。指令格式如下：BLcond Label,(6).ARM分支指令,应用示例：BL DELAY;调用子程序DELAY,注意：分支指令BL限制在当前指令的32 MB的范围内。BL指令用于子程序调用。,带状态切换的分支指令BX指令，该指令

39、可以根据跳转地址（Rm）的最低位来切换处理器状态。其跳转范围限制在当前指令的32M字节地址内(ARM指令为字对齐，最低2位地址固定为0)。指令格式如下：BXcond Rm,(6).ARM分支指令,应用示例：ADRL R0,ThumbFun+1；将Thumb程序的入口地址加1；存入R0 BX R0；跳转到R0指定的地址，并根据；R0的最低位来切换处理器状态,(7).协处理器指令,ARM处理器通过CDP指令通知ARM协处理器执行特定的操作。该操作由协处理器完成，即对命令的参数的解释与协处理器有关，指令的使用取决于协处理器。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。指令格式如下：,C

40、DPcond coproc,opcode1,CRd,CRn,CRm,opcode2,应用示例：CDP p7,0,c0,c2,c3,0;对协处理器7操作，操作码为0，;可选操作码为0 CDP p6,1,c3,c4,c5;对协处理器6操作，操作码为1,(7).协处理器指令：,数据操作指令,协处理器数据存取指令LDC/STC指令可以将某一连续内存单元的数据读取到协处理器的寄存器中，或者将协处理器的寄存器数据写入到某一连续的内存单元中，传送的字数由协处理器来控制。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。,LDCcondLcoproc,CRd,数据存储指令格式,STCcondLcopr

41、oc,CRd,数据读取指令格式,(7).协处理器指令：数据存取指令,协处理器数据存取指令LDC/STC指令可以将某一连续内存单元的数据读取到协处理器的寄存器中，或者将协处理器的寄存器数据写入到某一连续的内存单元中，传送的字数由协处理器来控制。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。,应用示例：LDC p5,c2,R2,#4 LDC p6，c2，R1 STC p5,c1,R0 STC p5，cl，R0，#-0 x04,数据操作指令编码,(7).协处理器指令：数据存取指令,如果需要在ARM处理器中的寄存器与协处理器中的寄存器之间进行数据传送，那么可以使用MCR/MRC指令。MCR

42、指令用于将ARM处理器的寄存器中的数据传送到协处理器的寄存器。MRC指令用于将协处理器的寄存器中的数据传送到ARM处理器的寄存器中。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。,MCRcond coproc,opcode1,Rd,CRn,CRm,opcode2,MRC指令格式（协处理器 ARM）,MCR指令格式（ARM协处理器）,MRCcond coproc,opcode1,Rd,CRn,CRm,opcode2,(7).协处理器指令：寄存器传送指令,如果需要在ARM处理器中的寄存器与协处理器中的寄存器之间进行数据传送，那么可以使用MCR/MRC指令。MCR指令用于将ARM处理器的

43、寄存器中的数据传送到协处理器的寄存器。MRC指令用于将协处理器的寄存器中的数据传送到ARM处理器的寄存器中。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。,寄存器传送指令编码,应用示例：MCR p6,2,R7,c1,c2 MCR p7，0，R1，c3，c2，1 MRC p5,2,R2,c3,c2 MRC p7，0，R0，c1，c2，1,(7).协处理器指令：寄存器传送指令,(8).杂项指令,ARM指令集中有三条指令作为杂项指令，实际上这三条指令非常重要。它们如下所示：,(8).杂项指令：软中断指令,SWI指令用于产生软中断，从而实现在从户模式变换到管理模式，并且将CPSR保存到管理

44、模式的SPSR中，然后程序跳转到SWI异常入口。在其它模式下也可使用SWI指令，处理器同样地切换到管理模式。,SWIcondimmed_24,SWI指令格式:,指令举例如下：SWI 0；软中断，中断立即数为0SWI 0 xl23456；软中断，中断立即数为0 xl23456,使用SWI指令时，通常使用以下两种方法进行传递参数，SWI异常中断处理程序就可以提供相关的服务。这两种方法均由用户软件协定。SWI异常中断处理程序要通过读取引起软中断的SWI指令，以取得24位立即数。指令中的24位立即数指定了用户请求的服务类型，参数通过通用寄存器传递。MOV R0,#34;设置子功能号为34 SWI 12

45、;调用12号软中断 指令中的24位立即数被忽略，用户请求的服务类型由寄存器R0的值决定，参数通过其它的通用寄存器传递。MOV R0,#12;调用12号软中断 MOV R1,#34;设置子功能号为34 SWI 0,(8).杂项指令：软中断指令,在SWI异常中断处理程序中，取出SWI指令中立即数的步骤为：首先确定引起软中断的SWI指令是ARM指令还是Thumb指令，这可通过对SPSR访问得到；然后取得该SWI指令的地址，这可通过访问LR寄存器得到；接着读出该SWI指令，分解出立即数。,SWI_Handler STMFD SP!,R0-R3,R12,LR;现场保护 MRS R0,SPSR;读取SPS

46、R STMFD SP!,R0;保存SPSR TST R0,#0 x20;测试T标志位 LDRNEH R0,LR,#-2;若是Thumb指令，读取指令码(16位)BICNE R0,R0,#0 xFF00;取得Thumb指令的8位立即数 LDREQ R0,LR,#-4;若是ARM指令，读取指令码(32位)BICEQ R0,R0,#0 xFF000000;取得ARM指令的24位立即数.LDMFD SP!,R0-R3,R12,PC;SWI异常中断返回,(8).杂项指令：软中断指令,(8).杂项指令：读状态寄存器指令,指令格式如下：MRScond Rd，psr,其中：Rd 目标寄存器。Rd不允许为R15

47、。psr CPSR或SPSR。,指令举例如下：MRS R1,CPSR；将CPSR状态寄存器读取,保存到R1中MRS R2,SPSR；将SPSR状态寄存器读取,保存到R2中,注意：在ARM处理器中，只有MRS指令可以将状态寄存器CPSR或SPSR读出到通用寄存器中。,在ARM处理器中，只有MRS指令可以对状态寄存器CPSR和SPSR进行读操作。通过读CPSR可以了解当前处理器的工作状态。读SPSR寄存器可以了解到进入异常前的处理器状态。,(8).杂项指令：读状态寄存器指令,MRS与MSR配合使用，实现CPSR或SPSR寄存器的读一修改一写操作，可用来进行处理器模式切换、允许禁止IRQ/FIQ中断

48、等设置。,另外，当进程切换或允许异常中断嵌套时，也需要使用MRS指令来读取SPSR状态值，并保存起来。,在ARM处理器中，只有MSR指令可以对状态寄存器CPSR和SPSR进行写操作。与MRS配合使用，可以实现对CPSR或SPSR寄存器的读-修改-写操作，可以切换处理器模式、或者允许/禁止IRQ/FIQ中断等。,MSRcond psr_fields,#immed_8r,MSR指令格式1,MSRcond psr_fields,Rm,MSR指令格式2,(8).杂项指令：写状态寄存器指令,指令举例如下：MSR CPSRc，#0 xD3；CPSR00 xD3，即切换；到管理模式MSR CPSRcxsf，

49、R3；CPSR=R3,说明：只有在特权模式下才能修改状态寄存器。程序中不能通过MSR指令直接修改CPSR中的T控制位来实现ARM状态Thumb状态的切换，必须使用BX指令完成处理器状态的切换(因为BX指令属分支指令，它会打断流水线状态，实现处理器状态切换)。MRS与MSR配合使用，实现CPSR或SPSR寄存器的读修改写操作，可用来进行处理器模式切换、允许禁止IRQ/FIQ中断等设置。,(9).伪指令,ARM伪指令不属于ARM指令集中的指令，是为了编程方便而定义的。伪指令可以像其它ARM指令一样使用，但在编译时这些指令将被等效的ARM指令代替。ARM伪指令有四条，ADR伪指令、ADRL伪指令、L

50、DR伪指令、NOP伪指令。,(9).伪指令：ADR小范围地址读取伪指令,ADR伪指令将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中。在汇编编译器编译源程序时，ADR伪指令被编译器替换成一条合适的指令。通常，编译器用一条ADD指令或SUB指令来实现该ADR伪指令的功能，若不能用一条指令实现，则产生错误，编译失败。,ADRcond register,expr,ADR伪指令格式,指令执行的条件码,加载的目标寄存器,地址表达式,地址表达式expr的取指范围：当地址值不是字对齐时，其取指范围为-255255；当地址值是字对齐时，其取指范围为-10201020；当地址值是16字节对齐