ARM汇编指令集详解.doc

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】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。ARM汇编指令集跳转指令跳转指令用于实现程序流程的跳转,在ARM程序中有两种方法可以实现程序流程的跳转:Ⅰ.使用专门的跳转指令。Ⅱ.直接向程序计数器PC写入跳转地址值。通过向程序计数器PC写入跳转地址值,可以实现在4GB的地址空间中的任意跳转,在跳转之前结合使用MOVLR,PC等类似指令,可以保存将来的返回地址值,从而实现在4GB连续的线性地址空间的子程序调用。ARM指令集中的跳转指令可以完成从当前指令向前或向后的32MB的地址空间的跳转,包括以下4条指令:1、B指令B指令的格式为:B{条件}目标地址B指令是最简单的跳转指令。一旦遇到一个B指令,ARM处理器将立即跳转到给定的目标地址,从那里继续执行。注意存储在跳转指令中的实际值是相对当前PC值的一个偏移量,而不是一个绝对地址,它的值由汇编器来计算〔参考寻址方式中的相对寻址〕。它是24位有符号数,左移两位后有符号扩展为32位,表示的有效偏移为26位(前后32MB的地址空间)。以下指令:BLabel;程序无条件跳转到标号Label处执行CMPR1,#0;当CPSR存放器中的Z条件码置位时,程序跳转到标号Label处执行BEQLabel2、BL指令BL指令的格式为:BL{条件}目标地址BL是另一个跳转指令,但跳转之前,会在存放器R14中保存PC的当前内容,因此,可以通过将R14的内容重新加载到PC中,来返回到跳转指令之后的那个指令处执行。该指令是实现子程序调用的一个根本但常用的手段。以下指令:BLLabel;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3、BLX指令BLX指令的格式为:BLX目标地址BLX指令从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有ARM状态切换到Thumb状态,该指令同时将PC的当前内容保存到存放器R14中。因此,当子程序使用Thumb指令集,而调用者使用ARM指令集时,可以通过BLX指令实现子程序的调用和处理器工作状态的切换。同时,子程序的返回可以通过将存放器R14值复制到PC中来完成。4、BX指令BX指令的格式为:BX{条件}目标地址BX指令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。二、数据处理指令数据处理指令可分为数据传送指令、算术逻辑运算指令和比较指令等。数据传送指令用于在存放器和存储器之间进行数据的双向传输。算术逻辑运算指令完成常用的算术与逻辑的运算,该类指令不但将运算结果保存在目的存放器中,同时更新CPSR中的相应条件标志位。比较指令不保存运算结果,只更新CPSR中相应的条件标志位。数据处理指令共以下16条。1、MOV指令MOV指令的格式为:MOV{条件}{S}目的存放器,源操作数MOV指令可完成从另一个存放器、被移位的存放器或将一个立即数加载到目的存放器。其中S选项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。指令例如:MOVR1,R0;将存放器R0的值传送到存放器R1MOVPC,R14;将存放器R14的值传送到PC,常用于子程序返回MOVR1,R0,LSL#3;将存放器R0的值左移3位后传送到R12、MVN指令MVN指令的格式为:MVN{条件}{S}目的存放器,源操作数MVN指令可完成从另一个存放器、被移位的存放器、或将一个立即数加载到目的存放器。与MOV指令不同之处是在传送之前按位被取反了,即把一个被取反的值传送到目的存放器中。其中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。指令例如:MVNR0,#0;将立即数0取反传送到存放器R0中,完成后R0=-13、CMP指令CMP指令的格式为:CMP{条件}操作数1,操作数2CMP指令用于把一个存放器的内容和另一个存放器的内容或立即数进行比较,同时更新CPSR中条件标志位的值。该指令进行一次减法运算,但不存储结果,只更改条件标志位。标志位表示的是操作数1与操作数2的关系(大、小、相等),例如,当操作数1大于操作操作数2,那么此后的有GT后缀的指令将可以执行。指令例如:CMPR1,R0;将存放器R1的值与存放器R0的值相减,并根据结果设置CPSR的标志位CMPR1,#100;将存放器R1的值与立即数100相减,并根据结果设置CPSR的标志位4、CMN指令CMN指令的格式为:CMN{条件}操作数1,操作数2CMN指令用于把一个存放器的内容和另一个存放器的内容或立即数取反后进行比较,同时更新CPSR中条件标志位的值。该指令实际完成操作数1和操作数2相加,并根据结果更改条件标志位。指令例如:CMNR1,R0;将存放器R1的值与存放器R0的值相加,并根据结果设置CPSR的标志位CMNR1,#100;将存放器R1的值与立即数100相加,并根据结果设置CPSR的标志位5、TST指令TST指令的格式为:TST{条件}操作数1,操作数2TST指令用于把一个存放器的内容和另一个存放器的内容或立即数进行按位的与运算,并根据运算结果更新CPSR中条件标志位的值。操作数1是要测试的数据,而操作数2是一个位掩码,该指令一般用来检测是否设置了特定的位。指令例如:TSTR1,#%1;用于测试在存放器R1中是否设置了最低位〔%表示二进制数〕TSTR1,#0xffe;将存放器R1的值与立即数0xffe按位与,并根据结果设置CPSR的标志位6、TEQ指令TEQ指令的格式为:TEQ{条件}操作数1,操作数2TEQ指令用于把一个存放器的内容和另一个存放器的内容或立即数进行按位的异或运算,并根据运算结果更新CPSR中条件标志位的值。该指令通常用于比较操作数1和操作数2是否相等。指令例如:TEQR1,R2;将存放器R1的值与存放器R2的值按位异或,并根据结果设置CPSR的标志位7、ADD指令ADD指令的格式为:ADD{条件}{S}目的存放器,操作数1,操作数2ADD指令用于把两个操作数相加,并将结果存放到目的存放器中。操作数1应是一个存放器,操作数2可以是一个存放器,被移位的存放器,或一个立即数。指令例如:ADDR0,R1,R2;R0=R1+R2ADDR0,R1,#256;R0=R1+256ADDR0,R2,R3,LSL#1;R0=R2+(R3<<1)8、ADC指令ADC指令的格式为:ADC{条件}{S}目的存放器,操作数1,操作数2ADC指令用于把两个操作数相加,再加上CPSR中的C条件标志位的值,并将结果存放到目的存放器中。它使用一个进位标志位,这样就可以做比32位大的数的加法,注意不要忘记设置S后缀来更改进位标志。操作数1应是一个存放器,操作数2可以是一个存放器,被移位的存放器,或一个立即数。以下指令序列完成两个128位数的加法,第一个数由高到低存放在存放器R7~R4,第二个数由高到低存放在存放器R11~R8,运算结果由高到低存放在存放器R3~R0:ADDSR0,R4,R8;加低端的字ADCSR1,R5,R9;加第二个字,带进位ADCSR2,R6,R10;加第三个字,带进位ADCR3,R7,R11;加第四个字,带进位9、SUB指令SUB指令的格式为:SUB{条件}{S}目的存放器,操作数1,操作数2SUB指令用于把操作数1减去操作数2,并将结果存放到目的存放器中。操作数1应是一个存放器,操作数2可以是一个存放器,被移位的存放器,或一个立即数。该指令可用于有符号数或无符号数的减法运算。指令例如:SUBR0,R1,R2;R0=R1-R2SUBR0,R1,#256;R0=R1-256SUBR0,R2,R3,LSL#1;R0=R2-(R3<<1)10、~~~~C指令~~~~C指令的格式为:~~~~C{条件}{S}目的存放器,操作数1,操作数2~~~~C指令用于把操作数1减去操作数2,再减去CPSR中的C条件标志位的反码,并将结果存放到目的存放器中。操作数1应是一个存放器,操作数2可以是一个存放器,被移位的存放器,或一个立即数。该指令使用进位标志来表示借位,这样就可以做大于32位的减法,注意不要忘记设置S后缀来更改进位标志。该指令可用于有符号数或无符号数的减法运算。指令例如:SUBSR0,R1,R2;R0=R1-R2-!C,并根据结果设置CPSR的进位标志位11、R~~~~指令R~~~~指令的格式为:R~~~~{条件}{S}目的存放器,操作数1,操作数2R~~~~指令称为逆向减法指令,用于把操作数2减去操作数1,并将结果存放到目的存放器中。操作数1应是一个存放器,操作数2可以是一个存放器,被移位的存放器,或一个立即数。该指令可用于有符号数或无符号数的减法运算。指令例如:R~~~~R0,R1,R2;R0=R2–R1R~~~~R0,R1,#256;R0=256–R1R~~~~R0,R2,R3,LSL#1;R0=(R3<<1)-R212、RSC指令RSC指令的格式为:RSC{条件}{S}目的存放器,操作数1,操作数2RSC指令用于把操作数2减去操作数1,再减去CPSR中的C条件标志位的反码,并将结果存放到目的存放器中。操作数1应是一个存放器,操作数2可以是一个存放器,被移位的存放器,或一个立即数。该指令使用进位标志来表示借位,这样就可以做大于32位的减法,注意不要忘记设置S后缀来更改进位标志。该指令可用于有符号数或无符号数的减法运算。指令例如:RSCR0,R1,R2;R0=R2–R1-!C13、AND指令AND指令的格式为:AND{条件}{S}目的存放器,操作数1,操作数2AND指令用于在两个操作数上进行逻辑与运算,并把结果放置到目的存放器中。操作数1应是一个存放器,操作数2可以是一个存放器,被移位的存放器,或一个立即数。该指令常用于屏蔽操作数1的某些位。指令例如:ANDR0,R0,#3;该指令保持R0的0、1位,其余位清零。14、ORR指令ORR指令的格式为:ORR{条件}{S}目的存放器,操作数1,操作数2ORR指令用于在两个操作数上进行逻辑或运算,并把结果放置到目的存放器中。操作数1应是一个存放器,操作数2可以是一个存放器,被移位的存放器,或一个立即数。该指令常用于设置操作数1的某些位。指令例如:ORRR0,R0,#3;该指令设置R0的0、1位,其余位保持不变。15、EOR指令EOR指令的格式为:EOR{条件}{S}目的存放器,操作数1,操作数2EOR指令用于在两个操作数上进行逻辑异或运算,并把结果放置到目的存放器中。操作数1应是一个存放器,操作数2可以是一个存放器,被移位的存放器,或一个立即数。该指令常用于反转操作数1的某些位。指令例如:EORR0,R0,#3;该指令反转R0的0、1位,其余位保持不变。16、BIC指令BIC指令的格式为:BIC{条件}{S}目的存放器,操作数1,操作数2BIC指令用于去除操作数1的某些位,并把结果放置到目的存放器中。操作数1应是一个存放器,操作数2可以是一个存放器,被移位的存放器,或一个立即数。操作数2为32位的掩码,如果在掩码中设置了某一位,那么去除这一位。未设置的掩码位保持不变。指令例如:BICR0,R0,#%1011;该指令去除R0中的位0、1、和3,其余的位保持不变。三、法指令与乘加指令ARM微处理器支持的乘法指令与乘加指令共有6条,可分为运算结果为32位和运算结果为64位两类,与前面的数据处理指令不同,指令中的所有操作数、目的存放器必须为通用存放器,不能对操作数使用立即数或被移位的存放器,同时,目的存放器和操作数1必须是不同的存放器。乘法指令与乘加指令共有以下6条:1、MUL指令MUL指令的格式为:MUL{条件}{S}目的存放器,操作数1,操作数2MUL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算,并把结果放置到目的存放器中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中,操作数1和操作数2均为32位的有符号数或无符号数。指令例如:MULR0,R1,R2;R0=R1×R2MULSR0,R1,R2;R0=R1×R2,同时设置CPSR中的相关条件标志位2、MLA指令MLA指令的格式为:MLA{条件}{S}目的存放器,操作数1,操作数2,操作数3MLA指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算,再将乘积加上操作数3,并把结果放置到目的存放器中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中,操作数1和操作数2均为32位的有符号数或无符号数。指令例如:MLAR0,R1,R2,R3;R0=R1×R2+R3MLASR0,R1,R2,R3;R0=R1×R2+R3,同时设置CPSR中的相关条件标志位3、SMULL指令SMULL指令的格式为:SMULL{条件}{S}目的存放器Low,目的存放器低High,操作数1,操作数2SMULL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算,并把结果的低32位放置到目的存放器Low中,结果的高32位放置到目的存放器High中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中,操作数1和操作数2均为32位的有符号数。指令例如:SMULLR0,R1,R2,R3;R0=〔R2×R3〕的低32位;R1=〔R2×R3〕的高32位4、SMLAL指令SMLAL指令的格式为:SMLAL{条件}{S}目的存放器Low,目的存放器低High,操作数1,操作数2SMLAL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算,并把结果的低32位同目的存放器Low中的值相加后又放置到目的存放器Low中,结果的高32位同目的存放器High中的值相加后又放置到目的存放器High中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中,操作数1和操作数2均为32位的有符号数。对于目的存放器Low,在指令执行前存放64位加数的低32位,指令执行后存放结果的低32位。对于目的存放器High,在指令执行前存放64位加数的高32位,指令执行后存放结果的高32位。指令例如:SMLALR0,R1,R2,R3;R0=〔R2×R3〕的低32位+R0;R1=〔R2×R3〕的高32位+R15、UMULL指令UMULL指令的格式为:UMULL{条件}{S}目的存放器Low,目的存放器低High,操作数1,操作数2UMULL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算,并把结果的低32位放置到目的存放器Low中,结果的高32位放置到目的存放器High中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中,操作数1和操作数2均为32位的无符号数。指令例如:UMULLR0,R1,R2,R3;R0=〔R2×R3〕的低32位;R1=〔R2×R3〕的高32位6、UMLAL指令UMLAL指令的格式为:UMLAL{条件}{S}目的存放器Low,目的存放器低High,操作数1,操作数2UMLAL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算,并把结果的低32位同目的存放器Low中的值相加后又放置到目的存放器Low中,结果的高32位同目的存放器High中的值相加后又放置到目的存放器High中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中,操作数1和操作数2均为32位的无符号数。对于目的存放器Low,在指令执行前存放64位加数的低32位,指令执行后存放结果的低32位。对于目的存放器High,在指令执行前存放64位加数的高32位,指令执行后存放结果的高32位。指令例如:UMLALR0,R1,R2,R3;R0=〔R2×R3〕的低32位+R0;R1=〔R2×R3〕的高32位+R1四、程序状态存放器访问指令1、MRS指令MRS指令的格式为:MRS{条件}通用存放器,程序状态存放器〔CPSR或SPSR〕MRS指令用于将程序状态存放器的内容传送到通用存放器中。该指令一般用在以下两种情况:Ⅰ.当需要改变程序状态存放器的内容时,可用MRS将程序状态存放器的内容读入通用存放器,修改后再写回程序状态存放器。Ⅱ.当在异常处理或进程切换时,需要保存程序状态存放器的值,可先用该指令读出程序状态存放器的值,然后保存。指令例如:MRSR0,CPSR;传送CPSR的内容到R0MRSR0,SPSR;传送SPSR的内容到R02、MSR指令MSR指令的格式为:MSR{条件}程序状态存放器〔CPSR或SPSR〕_<域>,操作数MSR指令用于将操作数的内容传送到程序状态存放器的特定域中。其中,操作数可以为通用存放器或立即数。<域>用于设置程序状态存放器中需要操作的位,32位的程序状态存放器可分为4个域:位[31:24]为条件标志位域,用f表示;位[23:16]为状态位域,用s表示;位[15:8]为扩展位域,用x表示;位[7:0]为控制位域,用c表示;该指令通常用于恢复或改变程序状态存放器的内容,在使用时,一般要在MSR指令中指明将要操作的域。指令例如:MSRCPSR,R0;传送R0的内容到CPSRMSRSPSR,R0;传送R0的内容到SPSRMSRCPSR_c,R0;传送R0的内容到SPSR,但仅仅修改CPSR中的控制位域五、加载/存储指令ARM微处理器支持加载/存储指令用于在存放器和存储器之间传送数据,加载指令用于将存储器中的数据传送到存放器,存储指令那么完成相反的操作。常用的加载存储指令如下:1、LDR指令LDR指令的格式为:LDR{条件}目的存放器,<存储器地址>LDR指令用于从存储器中将一个32位的字数据传送到目的存放器中。该指令通常用于从存储器中读取32位的字数据到通用存放器,然后对数据进行处理。当程序计数器PC作为目的存放器时,指令从存储器中读取的字数据被当作目的地址,从而可以实现程序流程的跳转。该指令在程序设计中比较常用,且寻址方式灵巧多样,请读者认真掌握。指令例如:LDRR0,[R1];将存储器地址为R1的字数据读入存放器R0。LDRR0,[R1,R2];将存储器地址为R1+R2的字数据读入存放器R0。LDRR0,[R1,#8];将存储器地址为R1+8的字数据读入存放器R0。LDRR0,[R1,R2]!;将存储器地址为R1+R2的字数据读入存放器R0,并将新地址R1+R2写入R1。LDRR0,[R1,#8]!;将存储器地址为R1+8的字数据读入存放器R0,并将新地址R1+8写入R1。LDRR0,[R1],R2;将存储器地址为R1的字数据读入存放器R0,并将新地址R1+R2写入R1。LDRR0,[R1,R2,LSL#2]!;将存储器地址为R1+R2×4的字数据读入存放器R0,并将新地址R1+R2×4写入R1。LDRR0,[R1],R2,LSL#2;将存储器地址为R1的字数据读入存放器R0,并将新地址R1+R2×4写入R1。2、LDRB指令LDRB指令的格式为:LDR{条件}B目的存放器,<存储器地址>LDRB指令用于从存储器中将一个8位的字节数据传送到目的存放器中,同时将存放器的高24位清零。该指令通常用于从存储器中读取8位的字节数据到通用存放器,然后对数据进行处理。当程序计数器PC作为目的存放器时,指令从存储器中读取的字数据被当作目的地址,从而可以实现程序流程的跳转。指令例如:LDRBR0,[R1];将存储器地址为R1的字节数据读入存放器R0,并将R0的高24位清零。LDRBR0,[R1,#8];将存储器地址为R1+8的字节数据读入存放器R0,并将R0的高24位清零。3、LDRH指令LDRH指令的格式为:LDR{条件}H目的存放器,<存储器地址>LDRH指令用于从存储器中将一个16位的半字数据传送到目的存放器中,同时将存放器的高16位清零。该指令通常用于从存储器中读取16位的半字数据到通用存放器,然后对数据进行处理。当程序计数器PC作为目的存放器时,指令从存储器中读取的字数据被当作目的地址,从而可以实现程序流程的跳转。指令例如:LDRHR0,[R1];将存储器地址为R1的半字数据读入存放器R0,并将R0的高16位清零。LDRHR0,[R1,#8];将存储器地址为R1+8的半字数据读入存放器R0,并将R0的高16位清零。LDRHR0,[R1,R2];将存储器地址为R1+R2的半字数据读入存放器R0,并将R0的高16位清零。4、STR指令STR指令的格式为:STR{条件}源存放器,<存储器地址>STR指令用于从源存放器中将一个32位的字数据传送到存储器中。该指令在程序设计中比较常用,且寻址方式灵巧多样,使用方式可参考指令LDR。指令例如:STRR0,[R1],#8;将R0中的字数据写入以R1为地址的存储器中,并将新地址R1+8写入R1。STRR0,[R1,#8];将R0中的字数据写入以R1+8为地址的存储器中。5、STRB指令STRB指令的格式为:STR{条件}B源存放器,<存储器地址>STRB指令用于从源存放器中将一个8位的字节数据传送到存储器中。该字节数据为源存放器中的低8位。指令例如:STRBR0,[R1];将存放器R0中的字节数据写入以R1为地址的存储器中。STRBR0,[R1,#8];将存放器R0中的字节数据写入以R1+8为地址的存储器中。6、STRH指令STRH指令的格式为:STR{条件}H源存放器,<存储器地址>STRH指令用于从源存放器中将一个16位的半字数据传送到存储器中。该半字数据为源存放器中的低16位。指令例如:STRHR0,[R1];将存放器R0中的半字数据写入以R1为地址的存储器中。STRHR0,[R1,#8];将存放器R0中的半字数据写入以R1+8为地址的存储器中。六、批量数据加载/存储指令ARM微处理器所支持批量数据加载/存储指令可以一次在一片连续的存储器单元和多个存放器之间传送数据,批量加载指令用于将一片连续的存储器中的数据传送到多个存放器,批量数据存储指令那么完成相反的操作。常用的加载存储指令如下:LDM〔或STM〕指令LDM〔或STM〕指令的格式为:LDM〔或STM〕{条件}{类型}基址存放器{!},存放器列表{∧}LDM〔或STM〕指令用于从由基址存放器所指示的一片连续存储器到存放器列表所指示的多个存放器之间传送数据,该指令的常见用途是将多个存放器的内容入栈或出栈。其中,{类型}为以下几种情况:IA每次传送后地址加1;IB每次传送前地址加1;DA每次传送后地址减1;DB每次传送前地址减1;FD满递减堆栈;ED空递减堆栈;FA满递增堆栈;EA空递增堆栈;{!}为可选后缀,假设选用该后缀,那么当数据传送完毕之后,将最后的地址写入基址存放器,否那么基址存放器的内容不改变。基址存放器不允许为R15,存放器列表可以为R0~R15的任意组合。{∧}为可选后缀,当指令为LDM且存放器列表中包含R15,选用该后缀时表示:除了正常的数据传送之外,还将SPSR复制到CPSR。同时,该后缀还表示传入或传出的是用户模式下的存放器,而不是当前模式下的存放器。指令例如:STMFDR13!,{R0,R4-R12,LR};将存放器列表中的存放器〔R0,R4到R12,LR〕存入堆栈。LDMFDR13!,{R0,R4-R12,PC};将堆栈内容恢复到存放器〔R0,R4到R12,LR〕。七、数据交换指令1、SWP指令SWP指令的格式为:SWP{条件}目的存放器,源存放器1,[源存放器2]SWP指令用于将源存放器2所指向的存储器中的字数据传送到目的存放器中,同时将源存放器1中的字数据传送到源存放器2所指向的存储器中。显然,当源存放器1和目的存放器为同一个存放器时,指令交换该存放器和存储器的内容。指令例如:SWPR0,R1,[R2];将R2所指向的存储器中的字数据传送到R0,同时将R1中的字数据传送到R2所指向的存储单元。SWPR0,R0,[R1];该指令完成将R1所指向的存储器中的字数据与R0中的数据交换。