第11、12节课(第3章第4节)

R6,[R11] R4,[R7],R2 R4,[R9,#24] R0,[R9,-R2]! R8,abc4
9
第3章 ARM体系结构
ARM存储器访问指令
（4）LDM和STM
加载多个寄存器 (LDM) 和存储多个寄存器 (STM)。可以传送 R0-R15 的任 何组合。 句法: op {cond} mode Rn{!},reglist{^} 其中：mode 是IA/IB/DA/DB/FD/ED/FA/EA中的一个. Rn 基址寄存器，装有传送数据的初始地址。Rn不允许是R15。 ！ 可选后缀。若有“！”，则最后的地址写回到Rn。 reglist 加载或存储的寄存器列表，包含在括号中。 ^ 可选后缀，不允许在用户模式或系统模式下使用。 若 op 是 LDM 且 reglist 中包含 PC(R15)，那么除了正常的多寄存 器传送外，将 SPSR 也拷贝到 CPSR 中。这用于从异常处理返回，仅 在异常模式下使用。 数据传入或传出的是用户模式的寄存器，而不是当前模式的寄 存器。
17
第3章 ARM体系结构
SUB 减法运算指令。用寄存器Rn 减去operand2。结果保存 到Rd 中。指令格式如下： SUB{cond}{S} Rd,Rn,operand2 SUB 指令举例如下： SUBS R0,R0,#1 ;R0=R0-1 SUBS R2,R1,R2 ;R2=R1-R2 SUB R6,R7,#0x10 ;R6=R7-0x10
LDRSB R6,constf ;加载位于标号constf地址中的字节，带符号扩展
8
第3章 ARM体系结构
ARM存储器访问指令
（3）LDR和STR——双字 加载两个相邻的寄存器和存储两个相邻的寄存器，64位双字。这 些指令有 4种可能的形式：零偏移、前索引偏移、程序相对偏移、 后索引偏移。以同样的顺序，4种形式的句法为 op {cond} D Rd, [Rn] op {cond} D Rd, [Rn, offset] {!} op {cond} D Rd, label op {cond} D Rd, [Rn], offset [例 子 ] LDRD LDRMID STRD STRD LDREQD
（2）LDR和STR——半字和带符号字节
[例
子] R11,[R6] ;（有条件地）R11[R6]，加载16位半字， ;带符号扩展到32位
LDREQSH
LDRH R1,[R0,#22] STRH R4,[R0,R1]!
;R1[R0+22]，加载16位半字，零扩展到32位 ;R4[R0+R1]，存储最低的有效半字到R0+R1 ;地址开始的两个字节，地址写回到R0
14
第3章 ARM体系结构
ARM数据处理指令
算术/逻辑运算指令
15
第3章 ARM体系结构
ARM数据处理指令
ADD指令 ADD指令的格式为： ADD{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2 ADD指令用于把两个操作数相加，并将结果存放到目的寄存器中。操作数 1应是一个寄存器，操作数2可以是一个寄存器，被移位的寄存器，或一个 立即数。 指令示例： ADD ADD ADD R0，R1，R2 ； R0 = R1 + R2 R0，R1，#256 ； R0 = R1 + 256 R0，R2，R3，LSL#1 ； R0 = R2 + (R3 << 1)
第3章 ARM体系结构
主要内容
1 ARM体系结构概述 2 编程模型 3 ARM基本寻址方式
4
ARM指令集
5 ARM9与ARM7的比较
6 7 ARM9TDMI内核
ARM920T核
1
第3章 ARM体系结构
3.4.1 指令分类及格式
1、指令分类 ARM指令集是加载/存储型的，也即指令集仅能处理寄存器中的数据， 而且处理结果都要放回到寄存器中。对系统存储器的访问则需要通过专门 的Load/Store指令来完成。
12
第3章 ARM体系结构
ARM存储器访问指令
（6）SWP
在寄存器和存储器之间进行数据交换。使用SWP来实现信号量。 句法: SWP {cond} {B} Rd, Rm, [Rn]
其中：B Rd
可选后缀。若有B，则交换字节；否则，交换32位字。 ARM寄存器。数据从存储器加载到Rd。
Rm
ARM寄存器。Rm的内容存储到存储器。Rm可以与Rd相同。
第3章 ARM体系结构
3.4.1 条件执行
几乎所有的ARM指令均可包含一个可选的条件码，句法说明中以{cond} 表示,只有在CPSR中的条件码标志满足指定的条件时，带条件码的指令才 能执行。并使用后缀“S”来区分是否根据执行结果修改条件码标志。
操作码[31:28] 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 助记符后缀 EQ NE CS/HS CC/LO MI PL VS VC HI LS GE LT GT LE AL 标 志 Z置位 Z清零 C置位 C清零 N置位 N清零 V置位 V清零 C置位且Z清零 C清零或Z置位 N和V相同 N和V不同 Z清零且N和V相同 Z置位或N和V不同 任何 含 义 相等 不等 大于或等于（无符号 >=） 小于（无符号<） 负 正或零 溢出 未溢出 大于（无符号>） 小于或等于（无符号 <=） 带符号>= 带符号< 带符号> 带符号<= 总是（通常省略）
第3章 ARM体系结构
ARM存储器访问指令
（2）LDR和STR——半字和带符号字节
这些指令有 4 种可能的形式：零偏移、前索引偏移、程序相对偏 移和后索引偏移。以同样的顺序，4种形式的句法为 op {cond} type Rd, [Rn] op {cond} type Rd, [Rn, offset] {!} op {cond} type Rd, label op {cond} type Rd, [Rn], offset
11
第3章 ARM体系结构
ARM存储器访问指令
（5）PLD Cache预加载。使用PLD（PreLoaD）提示存储系统从后面几条新指令所 指定的存储器地址加载。存储系统可使用这种方法加速以后的存储器访问。 句法: PLD [Rn{Flexoffset}] [例 子 ] PLD [R2] PLD [R15,#280] PLD [R9,#-2481] PLD [R0,#av*4] ；av*4必须在汇编时求值，范围为-4095-4095 PLD [R0,R2] PLD [R5,R8,LSL #2]
其中：type 必须是以下所列的其中之一： SH 对带符号半字（仅LDR）； H 对无符号半字； SB 对带符号字节（仅LDR）。 label 程序相对偏移表达式。 label必须是在当前指令的±255字节范围内。 offset 加在Rn上的偏移量。
7
第3章 ARM体系结构
ARM存储器访问指令
4
第3章 ARM体系结构
ARM存储器访问指令
（1）LDR和STR——字和无符号字节
字节加载是用“0”扩展到32位。LDR和STR都有如下4种可能的形式： 零偏移:Rn的值作为传送数据的地址。 句法: op {cond} {B} {T} Rd, [Rn] 前索引偏移:在数据传送之前，将偏移量加到Rn中。其结果作为传 送数据的存储器地址。若使用后缀“！”，则结果写回到 Rn中，且 Rn不允许是R15。 句法: op {cond} {B} Rd, [Rn, Flexoffset] {!} 程序相对偏移:程序相对偏移是前索引形式的另一种版本。汇编器 由PC计算偏移量，并将PC作为 Rn生成前索引指令。不能使用后缀“ ！”。 句法:op {cond} {B} Rd, label 后索引偏移:Rn的值用做传送数据的存储器地址。在数据传送后， 将偏移量加到Rn中。结果写回到Rn。Rn不允许是R15。 句法:op {cond} {B} {T} Rd, [Rn], Flexoffset 5
第3章 ARM体系结构
ARM存储器访问指令
（1）LDR和STR——字和无符号字节
[例 子]
LDR R8,[R10] ； R8[R0] LDRNE R2,[R5,#960]! ；（有条件地）R2[R5+960]，R5R5+960 STR R2,[R9,#consta-struc] ;consta-struc是常量的表达式，该
19
第3章 ARM体系结构
SBC 带进位减法指令。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： SCB{cond}{S}Rd,Rn,operand2 SBC 指令举例如下： SUBS R0，R0，R2 SBC R1，R1，R3 ;使用SBC 实现64 位减法，(R1,R0)(R3,R2)
3
第3章 ARM体系结构
3.4.2 指令分类说明
32位ARM指令集由13种基本指令类型组成，分成4大类： 3种类型的存储器访问指令：控制存储器和寄存器之间的 数据传送。一种类型用于优化的灵活寻址；另一种类型用 于快速上下文切换；第三种类型用于交换数据。 3种类型的数据处理指令：使用片内ALU、桶形移位器和 乘法器针对31个寄存器完成高速数据处理操作。 4种类型的分支指令：控制程序执行流程、指令优先级以 及ARM代码和Thumb代码的切换。 3种类型的协处理器指令：专用于控制外部协处理器。这 些指令以开放和统一的方式扩展了指令集的片外功能。
2、指令格式
ARM指令使用的基本格式如下：
<opcode>{cond}{S} <Rd><Rn>{,operand2}