第3讲-ARM指令集与编程基础

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寻址方式
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寻址方式
4．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编号，所需要 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，操作数存放在存储器中。 例如指令 ： LDR R0,[R1] ；R0←[R1]（将R1中的数值作为地址 ，取出此地址中的数据保存在R0中） STR R0,[R1] ；[R1] ←R0



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寻址方式

空递增堆栈：堆栈指针指向下一个将要放入数 据的空位置，且由低地址向高地址生成。如指 令LDMEA，STMEA 等。 空递减堆栈：堆栈指针指向下一个将要放入数 据的空位置，且由高地址向低地址生成。如指 令LDMED，STMED 等。

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本讲提要
1 ARM 指令格式 2 寻址方式 3
指令的执行与否取决于CPSR寄存器的 N, Z, C and V标志位 所有的Thumb指令都可以解压成全部条件指令 Condition Field in instruction
31 27 0
Cond
– – – – – – – – – – – – – – – –
0000 = EQ - Z set (equal) 0001 = NE - Z clear (not equal) 0010 = CS - C set (unsigned higher or same) 0011 = CC - C clear (unsigned lower) 0100 = MI - N set (negative) 0101 = PL - N clear (positive or zero) 0110 = VS - V set (overflow) 0111 = VC - V clear (no overflow) 1000 = HI - C set and Z clear (unsigned higher) 1001 = LS - C clear or Z set (unsigned lower or same) 1010 = GE - N set and V set, or N clear and V clear (greater or equal) 1011 = LT - N set and V clear, or N clear and V set (less than) 1100 = GT - Z clear, and either N set and V set, or N clear and V clear (greater than)
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寻址方式
3．寄存器移位寻址

寄存器移位寻址是ARM指令集特有的寻址方式。第2个寄存器操作 数在与第1个操作数结合之前，先进行移位操作。 例如指令： MOV R0,R2,LSL #3 R0=R2 * 8 ；R2的值左移3位，结果放入R0，即


ANDS R1,R1,R2,LSL R3 ；R2的值左移R3位，然后和R1相与 操作，结果放入R1 可采用的移位操作如下： LSL：逻辑左移（Logical Shift Left），寄存器中字的低端空出 的位补0。
ARM 指令集
Tumb 指令集 ADS 集成开发环境
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ARM 汇编程序设计基础
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ARM 指令分类


数据传送指令 – 把存储器的值拷贝到寄 存器中 (load) or 把寄存器中的值拷贝 到存储器中(store) 数据处理指令 – 使用和改变寄存器的值 跳转指令

分支 分支和链接, 保存返回的地址,以恢复最先的次序
字节 (8-bit)

ARM7TDMI 支持3种数据类型



半字 (16-bit)
字 (32-bit)

字必须被排成4个字节边界对齐,半字必须被排 列成2个字节边界对齐
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指令格式

指令格式
3
地址指令格式
在ARM状态中使用
例
指令语法 ADD r3,r1,r2
目标寄存器 源寄存器 (Rd) 1(Rn) r3 r1

（Ascending Stack）。

（Decending Stack）。
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寻址方式

堆栈指针指向最后压入的堆栈的有效数据项，称为满堆 栈（Full Stack）；堆栈指针指向下一个要放入的空位 置，称为空堆栈（Empty Stack）。
这样就有四种类型的堆栈工作方式，ARM微处理器支 持这四种类型的堆栈工作方式，即： 满递增堆栈：堆栈指针指向最后压入的数据，且由低 地址向高地址生成。如指令LDMFA，STMFA 等。 满递减堆栈：堆栈指针指向最后压入的数据，且由高 地址向低地址生成。如指令LDMFD，STMFD 等。
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寻址方式
7．堆栈寻址

堆栈是一种数据结构，堆栈是特定顺序进行存取的存储 区，操作顺序分为“后进先出”和“先进后出”，堆栈 寻址时隐含的，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就 是堆栈的栈顶。存储器生长堆栈可分为两种： 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
CMP MOVEQ MOVGT
;r0:a,r1:x
x=1;
r0,#0 r1,#0 r1,#1

使用条件比较指令
if (a==4 || a==10) x=0;a为4或10才对x赋值
CMP CMPNE MOVEQ r0,#4 r0,#10 r1,#0
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条件执行

所有的ARM指令都可以条件执行


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寻址方式
5．变址寻址

变址寻址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，变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。 例如指令： LDR R2,[R3,#4] ；R2←[R3 + 4]（将R3中的数值 加4作为地址，取出此地址的数值保存在R2 中） STR R1,[R0,#-2] ；[R0-2] ← R1（将R0中的数值 减2 作为地址，把R1中的内容保存到此地址位置）
源寄存器 2(Rm) r2
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ARM指令编码格式
31 28 27 25 24 cond 001 21 20 19 s Rn 16 15 Rd
Rd
–
12 11
87 Shifter_operand
0
opcode
Cond
–
指令执行的条件编码
操作目标寄存器编码
Opcode
–
指令操作符编码
决定指令的操作是否影响 CPSR的值
ADDS r2, r2, r0 ; carry out to C

算术操作设置所有的标志位 (N, Z, C, V)

逻辑和移位操作设置 N and Z
当无移位操作时,保存V和C,或根据移位操作设置
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条件执行及标志位**

ARM指令可以通过添加适当的条件码后缀来达到条件 执行的目的。
这样可以提高代码密度，减少分支跳转指令数目，提高性能。
条件执行 不带条件 默认情况下，数据处理指令不影响程序状态寄存器的条 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
CMP r3,#0 BEQ skip ADD r0,r1,r2 skip
EQ NE CS/HS CC/LO MI PL VS VC HI LS GE LT GT LE AL
正数或零
溢出（Overflow） 没溢出 无符号的大于 无符号的小于或大于 大于等于 小于（Less Than） 大于（Greater Than）
N=0
V=1 V=0 C=1 & Z=0 C=0 or Z=1 N=V N!=V Z=0 & N=V
1101 = LE - Z set, or N set and V clear, or N clear and V set (less than or equal)
1110 = AL - always 1111 = NV - never
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本讲提要
1 ARM 指令格式 2 寻址方式 3
ARM 指令集
CMP r3,#0 ADDNE r0,r1,r2
R1减1，并设置标志位 如果 Z标志清零则跳转
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Condition Codes
下表为所有可能的条件码：
–
注意:AL为默认状态，不需要单独指出
Suffix 描述 等于（Equal） 不等于（Not equal） 无符号的大于或等于 无符号的小于 负数（Minus） 测试的标志位 Z=1 Z=0 C=1 C=0 N=1
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寻址方式


LSR：逻辑右移（Logical Shift Right），寄存器中字 的高端空出的位补0。
ASR：算术右移（Arithmetic Shift Right），移位过 程中保持符号位不变，即如果源操作数为正数，则字的 高端空出的位补0，否则补1 ROR：循环右移（Rotate Right），由字的低端移出 的位填入字的高端空出的位 RRX：带扩展的循环右移（Rotate Right extended by 1 place）,操作数右移一位，高端空出的位用原C 标志 值填充。 各移位操作过程如图2.6.1所示。

协处理器指令 杂项指令


异常产生指令 程序状态寄存器（PSR）处理指令
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存储器访问指令
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数据传送指令 - 1