ARM指令集詳解2

ARM微處理器支持加載/存儲(chǔ)指令用于在寄存器和存儲(chǔ)器之間傳送數(shù)據(jù)，加載指令用于將存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)傳送到寄存器，存儲(chǔ)指令則完成相反的操作。

LDR{條件} 目的寄存器， <存儲(chǔ)器地址>

指令用于將存儲(chǔ)器中的一個(gè)32位的字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到目的寄存器中。本指令通常用于將存儲(chǔ)器上的字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到通用寄存器。

LDR R0，[R1]

將存儲(chǔ)器地址為R1的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0

LDR R0，[R1，R2]

將存儲(chǔ)器地址為R1+R2的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0。

LDR R0，[R1，#8]

將存儲(chǔ)器地址為R1+8的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0

LDR R0, [R1,R2]！

將存儲(chǔ)器地址R1+R2的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0，同時(shí)將新地址R1+R2寫入R1。

LDR R0, [R1，#5]！

將存儲(chǔ)器地址R1+5的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0，同時(shí)將新地址R1+5寫入到R1。

LDR R0，[R1], R2

將存儲(chǔ)器地址為R1的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0，并將新地址R1+R2寫入R1。

LDR R0，[R1，R2，LSL #2]!

將存儲(chǔ)器地址為R1+R2*4的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入到寄存器R0中，并將新地址R1+R2*4寫入R1

LDR R0, [R1], R2, LSL #2

將存儲(chǔ)器地址為R1的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0，并進(jìn)新地址R1+R2*4寫入R1。

LDR{條件}B 目的寄存器，<存儲(chǔ)器地址>

LDRB指令用于從存儲(chǔ)器中將一個(gè)8位的字節(jié)數(shù)據(jù)傳送到目的寄存器中，同時(shí)將寄存器的高24位清零。

LDRB R0，[R1]

LDRB R0，[R1，#8];將存儲(chǔ)器地址為R1+8的字節(jié)數(shù)據(jù)讀入寄存器R0，并將R0的高24位清零。

LDR{條件}H 目的寄存器，<存儲(chǔ)器地址>

LDRH指令用于從存儲(chǔ)器中將一個(gè)16位的半字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到目的寄存器中，同時(shí)將寄存器的高16位清零。

LDRH R0，[R1]

LDRH R0，[R1，R2];將存儲(chǔ)器地址為R1+R2的半字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0，并將R0的高16位清零。

STR{條件} 源寄存器，<存儲(chǔ)器地址>

STR指令用于從源寄存器中將一個(gè)32位字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)器中。

STR R0，[R1], #8;將R0中的字?jǐn)?shù)據(jù)寫入以R1為地址的存儲(chǔ)器中，并將新地址R1+8寫入R1。

STR R0，[R1，#8];將R0中的字?jǐn)?shù)據(jù)寫入以R1+8為地址的存儲(chǔ)器中。

ARM微處理器所支持的批量數(shù)據(jù)加載/存儲(chǔ)指令可以一次在一片連續(xù)的存儲(chǔ)器單元和多個(gè)寄存器之間傳遞數(shù)據(jù)，批量加載指令用于將一片連續(xù)的存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)傳送到多個(gè)寄存器，批量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)指令則完成相反的操作。

LDM批量數(shù)據(jù)加載指令

STM批量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)指令

LDM{條件}{類型}基址寄存器{！}，寄存器列表{^}

指令用于從由基址寄存器所指示的一片連續(xù)存儲(chǔ)器到寄存器列表所指示的多個(gè)寄存器之間傳送數(shù)據(jù)，該指令的常見用途是將多個(gè)寄存器的內(nèi)容入棧或出棧。其中，{類型}為以下幾種情況：

IA 每次傳送后地址加1；

IB 每次傳送前地址加1；

DA 每次傳送后地址減1；

DB 每次傳送前地址減1；

FD 滿遞減堆棧；

ED 空遞減堆棧；

FA 滿遞增堆棧；

EA 空遞增堆棧；

{！}為可選后綴，若選用該后綴，則當(dāng)數(shù)據(jù)傳送完畢之后，將最后的地址寫入基址寄存器，否則基址寄存器的內(nèi)容部改變?；芳拇嫫鞑辉试S為R15，寄存器列表可以為R0-R15的任意組合。

{^}為可選后綴，當(dāng)指令為L(zhǎng)DM且寄存器列表中包含R15，選用該后綴時(shí)表示：除了正常的數(shù)據(jù)傳送之外，還將SPSR到CPSR。

STMFD R13!, {R0，R4-R12，LR}

將寄存器列表中的寄存器（R0，R4到R12，LR）存入堆棧。

LDMFD R13!, {R0，R4-R12，LR}

將堆棧內(nèi)容恢復(fù)到寄存器（R0，R4到R12，LR）。

數(shù)據(jù)交換指令

ARM微處理器所支持?jǐn)?shù)據(jù)交換指令能在存儲(chǔ)器和寄存器之間交換數(shù)據(jù)。

SWP 字?jǐn)?shù)據(jù)交換指令

SWPB 字節(jié)數(shù)據(jù)交換指令

SWP{條件} 目的寄存器， 源寄存器1，[源寄存器2]

SWP指令用于將源寄存器2所指向的存儲(chǔ)器中的字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到目的寄存器中，同時(shí)將源寄存器1中的字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到源寄存器2所指向的存儲(chǔ)器中，顯然，當(dāng)源寄存器1和目的寄存器為同一個(gè)寄存器時(shí)，指令交換該寄存器和存儲(chǔ)器的內(nèi)容。

SWP R0，R1，[R2]

SWP R0，R0，[R1];該指令實(shí)現(xiàn)了將R1所指向的存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)據(jù)與R0中的字?jǐn)?shù)據(jù)交換。

移位指令

ARM微處理器支持?jǐn)?shù)據(jù)的移位操作，移位操作在ARM指令集中不作為單獨(dú)的指令使用，它只能作為指令格式中是一個(gè)字段。

LSL logical shifter left

ASL arithmetic shifter left

LSR logical shifter right

ASR arithmetic shifter right

ROR rotate right

通用寄存器，LSL操作數(shù)

LSL可完成對(duì)寄存器中的內(nèi)容進(jìn)行邏輯左移操作，按操作數(shù)所指定的數(shù)量向左移位，低位用零來(lái)填充。其中，操作數(shù)可以是通用寄存器，也可以是立即數(shù)（0—31）。

MOV R0，R1，LSL#2

將R1中的內(nèi)容左移兩位后傳送到R0中。

通用寄存器，ROR 操作數(shù)

ROR可完成對(duì)通用寄存器中的內(nèi)容進(jìn)行循環(huán)右移的操作，按操作數(shù)所指定的數(shù)量向右循環(huán)移位，左端用右端移出的位來(lái)填充。其中，操作數(shù)可以是通用寄存器，也可以是立即數(shù)（0-31）。顯然，當(dāng)進(jìn)行32位的循環(huán)右移操作時(shí)，通用寄存器中的值不改變。

MOV R0，R1，ROR#2

將R1中的內(nèi)容循環(huán)右移兩位后傳送到R0中。

異常產(chǎn)生的指令

ARM微處理器所支持的異常指令如下兩條：

SWI 軟件中斷指令

BKPT 斷點(diǎn)中斷指令

SWI{條件} 24位的立即數(shù)

SWI指令用于產(chǎn)生軟件中斷，以便用戶程序能調(diào)用操作系統(tǒng)的系統(tǒng)API。操作系統(tǒng)在SWI的異常處理程序中提供了相應(yīng)的系統(tǒng)服務(wù)，指令中24位的立即數(shù)指定用戶程序調(diào)用的API類型。

SWI 0x02

該指令調(diào)用操作系統(tǒng)編號(hào)為02的系統(tǒng)例程。

偽指令

這些助記符與指令系統(tǒng)的助記符不同，沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的操作碼，通常稱這些特殊指令助記符為偽指令，他們所完成的操作稱為偽操作。偽指令在源程序中的作用是為完成匯編程序作各種準(zhǔn)備工作，這些偽指令僅在匯編過(guò)程中起作用，一旦匯編結(jié)束，偽指令的使命就完成。

ARM中有如下幾種偽指令：符號(hào)定義偽指令、數(shù)據(jù)定義偽指令、匯編控制偽指令、宏指令以及其他偽指令。

符號(hào)定義偽指令用于定義ARM匯編程序中的變量、對(duì)變量賦值以及定義寄存器的別名等操作。常見的符號(hào)定義偽指令有如下幾種：

定義全局變量的GBLA、GBLL和GBLS

定義局部變量的LCLA、LCLL和LCLS

對(duì)變量賦值的SETA、SETL、SETS

為通用寄存器列表定義名稱的RLIST

GBLA：定義一個(gè)全局的數(shù)字變量，并初始化為0；

GBLL：定義一個(gè)全局的邏輯變量，并初始化為F（假）；

GBLS：定義一個(gè)全局的字符串變量，并初始化為空；

以上三條偽指令用于定義全局變量，因此在整個(gè)程序范圍內(nèi)變量名必須唯一。

GBLA Test1

定義一個(gè)全局的數(shù)字變量，變量名為Test1

Test1 SETA 0xaa

進(jìn)該變量賦值為0xaa

GBLL Test2

定義一個(gè)全局的邏輯變量，變量名為Test2

Test2 SETL {TRUE}

將該變量賦值為真

GBLS Test3

定義一個(gè)全局的字符串變量，變量名為Test3

Test3 SETS “testing”

將該變量賦值為“testing”

名稱 RLIST {寄存器列表}

RLIST 偽指令用于對(duì)一個(gè)通用寄存器列表定義名稱，使用該偽指令定義的列表名稱可在ARM指令LDM/STM中使用。在LDM/STM指令中，列表中的寄存器訪問(wèn)次序?yàn)楦鶕?jù)寄存器的編號(hào)由低到高，而與列表中的寄存器排序無(wú)關(guān)。

Reglist RLIST {R0-R5，R8，R10}:將寄存器列表名稱定義為Reglist，可在ARM指令LDM/STM中通過(guò)該名稱訪問(wèn)寄存器列表。

數(shù)據(jù)定義偽指令一般用于為特定的數(shù)據(jù)分配存儲(chǔ)單元，同時(shí)可完成已分配存儲(chǔ)單元的初始化。

DCB DCW DCD DCFD DCFS DCQ SPACE MAP FIELD

標(biāo)號(hào) DCB 表達(dá)式

DCB偽指令用于分配一片連續(xù)的字節(jié)存儲(chǔ)單元并用偽指令中指定的表達(dá)式初始化。其中，表達(dá)式可以為0-255的數(shù)字或字符串。DCB也可用“=”代替。

Str DCB “This is a test！”：分配一片連續(xù)的字節(jié)存儲(chǔ)單元并初始化。

標(biāo)號(hào) SPACE 表達(dá)式

SPACE偽指令用于分配一片連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)域并初始化為0.其中，表達(dá)式為要分配的字節(jié)數(shù)。SPACE也可用“%”代替。

DateSpace SPACE 100;分配連續(xù)100字節(jié)的存儲(chǔ)單元并初始化為0.

MAP 表達(dá)式 {基址寄存器}

MAP偽指令用于定義一個(gè)結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存表的首地址。MAP也可用“^”代替。表達(dá)式可以為程序中的標(biāo)號(hào)或數(shù)學(xué)表達(dá)式，基址寄存器為可選項(xiàng)，當(dāng)基址寄存器選項(xiàng)不存在時(shí)，表達(dá)式的值即為內(nèi)存表的首地址，當(dāng)該選項(xiàng)存在時(shí)，內(nèi)存表的首地址為表達(dá)式的值與基址寄存器的和。MAP偽指令通常與FIELD偽指令配合使用來(lái)定義結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存表。

MAP 0x100，R0

定義結(jié)構(gòu)化內(nèi)存表首地址的值為0x100+R0。

標(biāo)號(hào) FIELD 表達(dá)式

FIELD偽指令用于定義一個(gè)結(jié)構(gòu)化內(nèi)存表中的數(shù)據(jù)域。FILED也可用“#”代替。表達(dá)式的值為當(dāng)前數(shù)據(jù)域在內(nèi)存表中所占的字節(jié)數(shù)。FIELD偽指令常與MAP偽指令配合使用來(lái)定義結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存表。MAP偽指令定義內(nèi)存表的首地址，F(xiàn)IELD偽指令定義內(nèi)存表中的各個(gè)數(shù)據(jù)域，并可以為每個(gè)數(shù)據(jù)域指定一個(gè)標(biāo)號(hào)供其他的指令引用。

MAP 0x100；定義結(jié)構(gòu)化內(nèi)存表首地址的值為0x100

AFIELD 16：定義A的長(zhǎng)度為16字節(jié)，位置為0x100

BFIELD 32；定義B的長(zhǎng)度為32字節(jié)，位置為0x110

SFIELD256；定義C的長(zhǎng)度為256字節(jié)，位置0x130

匯編控制偽指令：

IF ELSE ENDIF

WHILE WEND

MACRO MEND

MEXIT

WHILE 邏輯表達(dá)式

指令序列

WEND

其他偽指令：

AREA 段名 屬性1，屬性2，......

AREA偽指令用于定義一個(gè)代碼段或數(shù)據(jù)段。其中，段名若以數(shù)字開頭，則該段名需用“|”括起來(lái)，如|1_test|。屬性字段表示該代碼段的相關(guān)屬性，多個(gè)屬性用逗號(hào)分隔。常用屬性如下：

CODE：用于定義代碼段，默認(rèn)為READONLY。

DATA：用于定義數(shù)據(jù)段，默認(rèn)為READWRITE。

READONLY：定義本段為只讀，代碼段默認(rèn)為READONLY。

READWRITE；指定本段為可讀可寫，數(shù)據(jù)段的默認(rèn)屬性READWRITE。

ALIGN屬性，使用方式為：

ALIGN 表達(dá)式

在默認(rèn)時(shí)，ELF的代碼段和數(shù)據(jù)段是按字對(duì)齊的。

一個(gè)匯編語(yǔ)言程序至少要包含一個(gè)段，當(dāng)程序太長(zhǎng)時(shí)，也可以將程序分為多個(gè)代碼段和數(shù)據(jù)段。

AREA Init，CODE，READONLY

該偽指令定義了一個(gè)代碼段，段名為Init，屬性為只讀。

ALIGN {表達(dá)式{偏移量}}

ALIGN偽指令可通過(guò)添加填充字節(jié)的方式，使當(dāng)前位置滿足一定的對(duì)齊方式。其中，表達(dá)式的值用于指定對(duì)齊方式，可能的取值為2的冪，如1,2,4,8,16等。若未指定表達(dá)式，則將當(dāng)前位置對(duì)齊到下一個(gè)字的位置。偏移量也為一個(gè)數(shù)字表達(dá)式，若使用該字段，則當(dāng)前位置的對(duì)齊方式為：2的表達(dá)式次冪+偏移量。

AREA Init，CODE，READONLY，ALIGN=3

指定后面的指令為8字節(jié)對(duì)齊。

CODE16（或CODE32）

CODE16偽指令通知編譯器，其后的指令序列為16位的Thumb指令。CODE32偽指令通知編譯器，其后的指令序列為32位的ARM指令。因此，在使用ARM指令和Thumb指令混合編程的代碼里，可用這兩條偽指令進(jìn)行切換，但注意他們只通知編譯器其后指令的類型，并不能對(duì)處理器進(jìn)行狀態(tài)的切換。

ENTRY

ENTRY偽指令用于指定匯編程序的入口點(diǎn)，在一個(gè)完整的匯編程序中至少要有一個(gè)ENTRY（也可有多個(gè)，當(dāng)有多個(gè)ENTRY時(shí)，程序的真正入口點(diǎn)由鏈接器指定），但在一個(gè)源文件里最多只能有一個(gè)ENTRY。

名稱 EQU 表達(dá)式{類型}

EQU偽指令用于為程序中的常量、標(biāo)號(hào)等定義一個(gè)等效的字符名稱，類似于C語(yǔ)言中的#define。其中EQU可用“*”代替。

Test EQU 50

Addr EQU 0x55，CODE32；定義Addr的值為0x55，且該處為32位的ARM指令。

EXPORT 標(biāo)號(hào)

EXPORT偽指令用于在程序中聲明一個(gè)全局的標(biāo)號(hào)，該標(biāo)號(hào)可在其他的文件中引用。EXPORT可用GLOBAL代替。標(biāo)號(hào)在程序中區(qū)分大小寫。

AREA Init，CODE,READONLY

EXPORT Stest

聲明一個(gè)可全局引用的標(biāo)號(hào)Stest

IMPORT 標(biāo)號(hào)

IMPORT偽指令用于通知編譯器要使用的標(biāo)號(hào)在其他的源文件中定義，但要在當(dāng)前源文件中引用。標(biāo)號(hào)在程序中區(qū)分大小寫。

AREA Init，CODE，READONLY

IMPORT Main

通知編譯器當(dāng)前文件要引用標(biāo)號(hào)Main，但Main在其他源文件中定義

END

END偽指令用于通知編譯器已經(jīng)到了源程序的結(jié)尾。