ARM微处理器的指令集-指令系统.ppt

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1、ARM 微处理器的指令集,1.ARM处理器寻址方式2.ARM指令集Resources:http:/assembler/,ARM 微处理器的指令集,ARM微处理器的工作状态有两种：ARM状态，此时处理器执行32位的、字对齐的ARM指令；Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令。在程序的执行过程中，微处理器可以随时在两种工作状态之间切换，并且，处理器工作状态的转变并不影响处理器的工作模式和相应寄存器中的内容。,ARM 微处理器的指令集,ARM指令集支持ARM核所有的特性，具有高效、快速的特点。Thumb指令集具有灵活、小巧的特点。,ARM状态下的寄存器组织(2),37个32

2、位寄存器，其中31个为通用寄存器，6个为状态寄存器。,用户模式、系统模式,快速中断模式,管理模式,数据访问终止模式,外部中断模式,未定义指令中止模式,未分组寄存器R0R7,在所有的运行模式下，未分组寄存器都指向同一个物理寄存器，他们未被系统用作特殊用途。在中断或异常处理进行运行模式转换时，由于不同的处理器运行模式均使用相同的物理寄存器，可能会造成寄存器中数据的破坏，这一点在进行程序设计时应引起注意。,分组寄存器R8R12,R8R12：每个寄存器对应两个不同的物理寄存器当使用fiq模式时，访问寄存器R8_fiqR12_fiq；当使用除fiq模式以外的其他模式时，访问寄存器R8_usrR12_us

3、r。,分组寄存器R13R14,R13、R14：每个寄存器对应6个不同的物理寄存器,其中的一个是用户模式与系统模式共用，另外5个物理寄存器对应于其他5种不同的运行模式,堆栈指针R13,R13在ARM指令中常用作堆栈指针，但这只是一种习惯用法，用户也可使用其他的寄存器作为堆栈指针。在Thumb指令集中，某些指令强制性的要求使用R13作为堆栈指针。由于处理器的每种运行模式均有自己独立的物理寄存器R13，在初始化部分，都要初始化每种模式下的R13，这样，当程序的运行进入异常模式时，可以将需要保护的寄存器放入R13所指向的堆栈，而当程序从异常模式返回时，则从对应的堆栈中恢复,子程序连接寄存器R14,子程

4、序连接寄存器或连接寄存器LR。当执行BL子程序调用指令时，可以从R14中得到R15（程序计数器PC）的备份。在每一种运行模式下，都可用R14保存子程序的返回地址，当用BL或BLX指令调用子程序时，将PC的当前值拷贝给R14，执行完子程序后，又将R14的值拷贝回PC，即可完成子程序的调用返回。BLSUB1SUB1:STMFDSP!,LR/*将R14存入堆栈*/LDMFDSP！,PC/*完成子程序返回*/,程序计数器PC(R15),ARM状态下，位1:0为0，位31:2用于保存PC；,Thumb状态下，位0为0，位31:1用于保存PC；,R15虽然也可用作通用寄存器，但一般不这么使用，因为对R15

5、的使用有一些特殊的限制，当违反了这些限制时，程序的执行结果是未知的。,由于ARM体系结构采用了多级流水线技术，对于ARM指令集而言，PC总是指向当前指令的下两条指令的地址，即PC的值为当前指令的地址值加8个字节。,程序状态寄存器(CPSR/SPSR),寄存器R16用作CPSR(当前程序状态寄存器)，CPSR可在任何运行模式下被访问，它包括条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志位，以及其他一些相关的控制和状态位。,每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器，称为SPSR（备份的程序状态寄存器），异常发生时，SPSR用于保存CPSR的值，从异常退出时则可由SPSR来恢复CPSR。,由于用户

6、模式和系统模式不属于异常模式，他们没有SPSR，当在这两种模式下访问SPSR，结果是未知的。,1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类,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.寄存器移位寻址；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;将R2的值存入R1 SUB R0,R1,R2;将R1的值减去R2的值，结果保存

7、到R0,1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类寄存器寻址,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,1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类立即寻址,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位方式时，第2个寄

8、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R1,1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类寄存器移位寻址,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。例如：LDRR1,R2;将R2指向的存储单元的数据;读出保存在R1中 SWPR1

9、,R1,R2;将寄存器R1的值和R2;指定的存储单元的内容交换,1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类寄存器间接寻址,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（4K）相加/减，形成操作数的有效地址。基址寻址用于访问基址附近的存储单元，常用于查表、数组操作、功能部件寄存器访问等。寄存器间接寻址是偏移量为0的基址加偏移寻址。基址寻址指令举例如下(前索引寻址)：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,1 ARM处理器寻

10、址方式,寻址方式分类基址寻址,LDR R2,R3,#0 x0C,0 xAA,将R3+0 x0C作为地址装载数据,基址寻址指令举例如下：LDRR0,R1,#4;R0=R1，R1R14;后索引基址寻址 LDR R0，R1,R2;R0=R1+R2,1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类基址寻址,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。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4)STMIAR0!,R2-R7,R12;将寄存器R2R7、R12的值保存到R0指向的存储;单元中

11、(R0自动加4),1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类多寄存器寻址,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,1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类堆栈寻址,1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类堆栈寻址,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

12、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。,1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类堆栈寻址,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。,1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类堆栈寻址,多寄存器传送指令用于将一块

13、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R0在保存第一个值之后增加，增长方向为向上增长。,1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类块拷贝寻址,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 SUBR1;调用到SUBR1子程序 BEQLOOP;条件跳转到LOOP标号处.LOOP MOVR6,#1.SUBR1.,1 ARM处理器寻址方式,寻址方式分类相对寻址,1 ARM指令集 简单的ARM程序,;文件名：TEST1.S

14、;功能：实现两个寄存器相加;说明：使用ARMulate软件仿真调试 AREAExample1,CODE,READONLY;声明代码段Example1 ENTRY;标识程序入口 CODE32;声明32位ARM指令START MOVR0,#0;设置参数 MOVR1,#10LOOPBLADD_SUB;调用子程序ADD_SUB BLOOP;跳转到LOOPADD_SUB ADDSR0,R0,R1;R0=R0+R1 MOVPC,LR;子程序返回 END;文件结束,使用“；”进行注释,标号顶格写,实际代码段,声明文件结束,简单的ARM程序,;文件名：TEST1.S;功能：实现两个寄存器相加;说明：使用ARM

15、ulate软件仿真调试 AREAExample1,CODE,READONLY;声明代码段Example1 ENTRY;标识程序入口 CODE32;声明32位ARM指令START MOVR0,#0;设置参数 MOVR1,#10LOOPBLADD_SUB;调用子程序ADD_SUB BLOOP;跳转到LOOPADD_SUB ADDSR0,R0,R1;R0=R0+R1 MOVPC,LR;子程序返回 END;文件结束,ARM指令小节目录,1.指令格式2.条件码3.存储器访问指令4.数据处理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.杂项指令8.伪指令,ARM是三地址指令格式，指令的基本格式如下：,1 ARM指

16、令集介绍,ARM指令集基本指令格式,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；,例:,ARM指令的基本格式如下：,1 ARM指令集介绍,ARM指令集第2个操作数,S,灵活的使用第2个操作数“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；,1 ARM指令集介绍,ARM指令集第2个操作数,#immed_8r常数表达式,例如：ANDR1,R2,

17、#0 x0F说明：ADD条件S,dest=op_1+op_2 ADD将把两个操作数加起来，把结果放置到目的寄存器中。操作数 1 是一个寄存器，操作数 2 可以是一个寄存器，被移位的寄存器，或一个立即值:,1 ARM指令集介绍,ARM指令集第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。例如：SUBR1,R1,R2说明：SUB条件S,dest=op_1-op_2,1 ARM指令集介绍,ARM指令集第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（移位操作不消耗额外的时间），但Rm值保持不变，移位方法如下：ADD R0,R2,R3,LSL#1;R0=

18、R2+(R3 1),1 ARM指令集介绍,ARM指令集第2个操作数,Arithmetic Shift Right,Logic Shift Right,Logic Shift Left,Rotate Right,1 ARM指令集介绍,ARM指令集第2个操作数,Rm,shift寄存器移位方式例如：ADDR1,R1,R1,LSL#3;R1=R1+R1R3,ARM指令的基本格式如下：,1 ARM指令集介绍,ARM指令集条件码,S,使用条件码“cond”可以实现高效的逻辑操作(节省跳转和条件语句)，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

19、不标明条件代码，将默认为无条件（AL）执行。,指令条件码表,1 ARM指令集介绍,ARM指令集条件码,C代码：If(a b)a+;Elseb+;,对应的汇编代码：CMPR0,R1;R0（a）与R1（b）比较ADDHI R0,R0,#1;若R0R1，则R0=R0+1ADDLS R1,R1,#1;若R01，则R1=R1+1,示例：,CMP R1,R2;SET C ON R1-R2CMN R1,R2;SET C ON R1+R2TST R1,R2;SET C ON R1 AND R2TEQ R1,R2;SET C ON R1 XOR R2,1 ARM指令集介绍,ARM指令集存储器访问指令,ARM处理

20、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。RAM存储空间及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。,ARM存储器访问指令单寄存器加载,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。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”和“半字和有符号字节加载存储指令。,LDR和STR字和无符号

21、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内存。指令格式如下：,ARM存储器访问指令单寄存器存储,LDRcondTRd,;将指定地址上的字数据读入Rd STRcondTRd,;将Rd中的字数据存入指定地址 LDRcondBTRd,;将指定地址上的字节数据读入Rd STRcondBTRd,;将Rd中的字节数据存入指定地址,其中，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。,ARM存储器访问指令单寄存器存储,LDR和

22、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，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）,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

23、从基址寄存器中减去这个数值。如：LDR R1,R0,#0 x12；R1-R0+0 x12寄存器。寄存器中的数值可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存器中减去这个数值。如：LDR R1,R0,R2;R1-R0+R2 LDR R1,R0,-R2;R1-R0-R2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。如：LDR R1,R0,R2,LSL#2;R1-R0+R2*4,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。,ARM存储器访问指

24、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,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.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；,ARM存储器访问指令单寄存器存储,LDR和STR半字和有符号字节加载/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，偏移量为寄存器移位,P表示前/后变址,U表示

25、加/减,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）,S为1表示有符号访问，为0表示无符号访问,H为1表示半字访问，为0表示字节访问,LDR和STR指令应用示例：1.加载/存储字和无符号字节指令LDRR2,R5;将R5指向地址的字数据存入R2STRR1,R0,#0 x04;将R1的数据存储到R0+0 x04地址LDRBR3,R2,#-1;将R2指向地址的字节数据存入R3，R2R21STRBR0,R3,-R8 ASR 2;R0-R3-R8/4,存储R0的最低有效字节2.加载/存储半字和有符号字节指令LDRSB R1,R0,R3;将

26、R0+R3地址上的字节数据存入R1，;高24位用符号扩展LDRH R6,R2,#2;将R2指向地址的半字数据存入R6，高16位用0扩展;读出后，R2=R2+2STRH R1,R0,#2!;将R1的半字数据保存到R0+2地址，;只修改低2字节数据，然后R0=R0+2,ARM存储器访问指令单寄存器存储,（3）LDR和STR-双字：加载/存储两个相邻的寄存器，64位双字。其句法有4种：Op cond D Rd，Rn 零偏移Op cond D Rd，Rn，offset!前索引偏移Op cond D Rd，label 程序相对偏移Op cond D T Rd，Rn，offset 后索引偏移,ARM存储器

27、访问指令单寄存器存储,其中：Rd加载/存储寄存器中的一个，另一个是R（d+1）。Rd必须是偶数寄存器，且不是R14。Rn除非指令为零偏移，或不带写回的前索引，否则，Rn不允许与Rd和R（d+1）相同。labellabel必须是在当前指令的上下252字节范围内。例如：LDRD R6，R11；R6R11，R7R11+4STRD R4，R9，#24；R4R9+24，R5R9+28,ARM存储器访问指令单寄存器存储,ARM存储器访问指令多寄存器存取,多寄存器加载/存储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

28、任何子集或所有寄存器。它们主要用于现场保护、数据复制、常数传递等。,ARM存储器访问指令多寄存器存取,多寄存器加载/存储指令格式如下：LDMcond Rn!,reglist STMcond Rn!,reglistcond：指令执行的条件；模式：控制地址的增长方式，一共有8种模式；!：表示在操作结束后，将最后的地址写回Rn中；reglist：表示寄存器列表，可以包含多个寄存器，它们使用“,”隔开，如R1,R2,R6-R9，寄存器由小到大排列；：可选后缀。允许在用户模式或系统模式下使用。它有以下两个功能：1）若op是LDM且寄存器列表包含R15时，那么除了正常的多寄存器传送外，还将SPSR也复制到

29、CPSR中。这用于异常处理返回，仅在异常模式下使用。2）如寄存器列表包含R15时，数据传入或传出的是用户模式下的寄存器，而不是当前模式的寄存器。,ARM存储器访问指令多寄存器存取,LDM和STM多寄存器加载/存储指令编码,指令执行的条件码,S对应于指令中的”符号,P表示前/后变址,U表示加/减,W表示回写,寄存器列表,Rn为基址寄存器,L用于区别加载（L为1）或存储（L为0）,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、LD

30、MIB/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。,ARM存储器访问指令多寄存器存取,数据块传送指令操作过程如右图所示，其中R1为指令执行前的基址寄存器，R1则为指令执行后的基址寄存器。,ARM存储器访问指令多寄存器存取,;使用数据块传送指令进行堆栈操作STMDAR0!,R5-R6.LDMIBR0!,R5-R6,;使用堆栈指令进行堆栈操作STMEDR13!,R5-R6.LDMEDR13!,R

31、5-R6,两段代码的执行结果是一样的，但是使用堆栈指令的压栈和出栈操作编程很简单（只要前后一致即可），而使用数据块指令进行压栈和出栈操作则需要考虑空与满、加与减对应的问题。,ARM存储器访问指令寄存器和存储器交换指令,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Rd相同，则为寄存器与存储器内容进行互

32、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。,ARM存储器访问指令寄存器和存储器交换指令,SWP和SWPB寄存器和存储器交换指令编码,指令执行的条件码,B用于区别无符号字节（B为1）或字（B为0）,Rm源寄存器,Rd目标寄存器,Rn为基址寄存器,SWP指令应用示例：SWPR1,R1,R0;将R1的内容与R0指向的存储单元的内容互换 SWPBR1,R2,R0;将R0指向的存储单元低字节数据读取到R1中;(高24位清零)，并将R2的内容写到该内存单元中(最低字节有效),1 ARM指令集介绍,ARM指令集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

33、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，以使指令影响状态标志。,ARM数据处理指令指令编码,指令执行的条件码,I用于区别立即数（I为1）和寄存器移位（I为0）,opcode数据处理指令操作码,第二操作数,Rd目标寄存器,Rn第一操作数寄存器,S设置条件码，与指令中的S位对应,ARM数据处理指令数据传送,注：当后缀S时，这些指令根据结果更新标志N和Z，在计算Operand2时更新标志C，不影响标志V。,ARM数据处理指令数据传送,MOV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

34、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 MOV指令举例如下：MOVR11,#0 xF000000B;R1=0 xF000000B MOVR0,R1;R0=R1 MOVSR3,R1,LSL#2;R3=R12，并影响标志位 MOVPC,LR;PC=LR，子程序返回,ARM数据处理指令数据传送,MVN指令将8位立即数或寄存器（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 MVN指令举例如下：MVNR1,#0 xFF;R1=

35、0 xFFFFFF00 MVNR1,R2;将R2按位取反，结果存到R1,ARM数据处理指令算术运算,注：这些指令影响N，Z，C和V标志位。,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 应用示例：ADDS R1,R1,#1020;R1=R1+1020，并影响标志位 ADD R1,R1,R2,LSL#2;R1=R1+R22,ARM数据处理指令算术运算,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

36、erand2 应用示例：SUBSR0,R0,#240;R0=R0-240，并影响标志位 SUBSR2,R1,R2;R2=R1-R2，并影响标志位,ARM数据处理指令算术运算,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 应用示例：RSB R3,R1,#0 xFF00;R3=0 xFF00-R1 RSBS R1,R2,R2,LSL#2;R1=(R22)-R2影响标志位,ARM数据处理指令算术运算,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

37、。指令格式如下：ADCcondS Rd,Rn,operand2 例:（用ADC实现64位加法，结果存于R1（高32位）、R0中）：ADDS R0,R0,R2;R0等于低32位相加，并影响标志位 ADC R1,R1,R3;R1等于高32位相加，并加上低位进位,ARM数据处理指令算术运算,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，结果保存到Rd中。指令格式如下：SBCcondS Rd,Rn,operand2 例（使用SBC实现64位减法，结果存于R1、R0中）：SUBS R0,R0,R2;低32位相减，并影响标志位 SBC R1,R1,R3;高32位

38、相减，并减去低位借位,ARM数据处理指令算术运算,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 应用示例（使用RSC指令实现求64位数值的负数）：RSBS R2,R0,#0;R2=-R0 RSC R3,R1,#0;R3=-R1-!Carry,ARM数据处理指令逻辑运算指令,注：当后缀S时，这些指令根据结果更新标志N和Z，在计算Operand2时更新标志C，不影响标志V。,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

39、作逻辑“与”操作，结果保存到Rd中。指令格式如下：ANDcondS Rd,Rn,operand2 AND 将在两个操作数上进行逻辑与，把结果放置到目的寄存器中；对屏蔽你要在上面工作的位很有用。操作数 1 是一个寄存器，操作数 2 可以是一个寄存器，被移位的寄存器，或一个立即值:例：ANDS R0,R0,#0 x01;R0=R0&0 x01，取出最低位数据,ARM数据处理指令逻辑运算指令,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：EORcondS Rd,Rn,operand2 例：EORR1

40、,R1,#0 x0F;将R1的低4位取反 EOR R2,R1,R0;R2=R1R0 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,ARM数据处理指令逻辑运算指令,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,Rn,operand2 例：BIC R1,R1,#0 x0F;将R1的低4位清零，其它位不变 BIC R1,R2,R3;将R3的反码和R2相逻辑“与”，;结果保存到R1中,ARM数据处理指令比较指令,注：这些指令影响N，Z，C和V标志位。,AR

41、M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(N/Z/C/V)。指令格式如下：CMPcondRn,operand2 例:CMPR1,#10;R1与10比较，设置相关标志位 CMPGTR1,R2;R1与R2比较，设置相关标志位；若R110,则执行本指令,ARM数据处理指令比较指令,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。指令格式如下：CMNcondRn,operand2 例：CMNR0,#1;R0+1，判断R0是否为1的补码;如果是，则设置Z

42、标志位,ARM数据处理指令比较指令,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。指令格式：CMNcondRn,operand2,注意：CMN指令与ADDS指令的区别在于CMN指令不保存运算结果。CMN指令可用于负数比较，比如CMN R0,#1指令则表示R0与-1比较，若R0为-1(即1的补码)，则Z置位；否则Z复位。,ARM数据处理指令比较指令,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。指令格式如下：TSTcond Rn,operand2 例：

43、TSTR0,#0 x01;判断R0的最低位是否为0 TSTR1,#0 x0F;判断R1的低4位是否为0,ARM数据处理指令比较指令,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。指令格式如下：TSTcond Rn,operand2,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（Z=1），而只要有一个测试位不为0，则NE有效（Z=0）。,ARM数据处理指令比较指令,相等测试指令TEQ指令将寄存器Rn的值与operand2的值

44、按位作逻辑“异或”操作，影响CPSR中的相应条件标志位。指令格式如下：TEQcond Rn,operand2 例：TEQR0,R1;比较R0与R1是否相等(不影响V位和C位),ARM数据处理指令比较指令,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,operand2,1 ARM指令集介绍,ARM指令集乘法指令,ARM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。,AR

45、M指令乘法指令,乘法指令编码,指令执行的条件码,Opcode乘法指令操作码,S设置条件码，与指令中的S位对应,Rm为被乘数寄存器,Rn/RdLo为MLA指令相加的寄存器或64位乘法指令的目标寄存器（低32位）,Rd/RdHi为目标寄存器或64位乘法指令的目标寄存器（高32位）,Rs为乘数寄存器,ARM指令乘法指令,ARM指令乘法指令,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。Rd,Rm,Rs不能为R15。只影响CPSR中的N位和Z位，不影响V，C不确定。指令格式如下：MULcondS Rd,Rm,Rs 例：MUL R1,R2,R3;R1=R2R3 MULS R

46、0,R3,R7;R0=R3R7，影响CPSR中的N位和Z位,ARM指令乘法指令,32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。Rd,Rm,Rs，Rn不能为R15。只影响CPSR中的N位和Z位，不影响V，C不确定。指令格式如下：MLAcondS Rd,Rm,Rs,Rn 例：MLA R1,R2,R3,R0;R1=R2R3+R0,ARM指令乘法指令,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。RdLo/Hi，Rm，Rs不能为R15。RdLo/Hi，Rm必须是不同

47、的寄存器。只影响CPSR中的N位和Z位，标志C和V不确定。指令格式如下：UMULLcondS RdLo,RdHi,Rm,Rs 应用示例：UMULL R0,R1,R5,R8;(R1、R0)=R5R8,ARM指令乘法指令,64位无符号乘加指令UMLAL指令将Rm和Rs中的值作无符号数相乘，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。RdLo/Hi，Rm，Rs不能为R15。RdLo/Hi，Rm必须是不同的寄存器。只影响CPSR中的N位和Z位，标志C和V不确定。指令格式如下：UMLALcondS RdLo,RdHi,Rm,Rs 应用示例：UMLAL

48、R0,R1,R5,R8;(R1、R0)=R5R8+(R1、R0),ARM指令乘法指令,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。RdLo/Hi，Rm，Rs不能为R15。RdLo/Hi，Rm必须是不同的寄存器。只影响CPSR中的N位和Z位，标志C和V不确定。指令格式如下：SMULLcondS RdLo,RdHi,Rm,Rs 应用示例：SMULLR2,R3,R7,R6;(R3、R2)=R7R6,ARM指令乘法指令,64位有符号乘加指令SMLAL指令将Rm和Rs中的值作有符号数相乘，64位乘积与RdHi、RdLo相

49、加，结果的低32位保存到RdLo中，而高32位保存到RdHi中。RdLo/Hi，Rm，Rs不能为R15。RdLo/Hi，Rm必须是不同的寄存器。只影响CPSR中的N位和Z位，标志C和V不确定。指令格式如下：SMLALcondS RdLo,RdHi,Rm,Rs 应用示例：SMLALR2,R3,R7,R6;(R3、R2)=R7R6+(R3、R2),1 ARM指令集介绍,ARM指令集分支指令,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。,ARM分支指令指令编

50、码,分支指令B/BL指令编码格式,指令执行的条件码,L区别B指令（L为0）和BL指令（L为1）,24位有符号立即数（偏移量）,分支指令BX指令编码格式,指令执行的条件码,Rm目标地址寄存器，该寄存器装载跳转地址,ARM指令分支指令,ARM指令分支指令,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指令为字对齐，最低2位地址固定为0)。指令格式如下：Bcond Label 例：B WAITA;跳转到WAITA标号处 B0 x1234;跳转到绝对地址0 x1234处,ARM指令分支指令,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(