ARM指令集分析

ARM指令集分析

株洲同为嵌入式培训中心作者：郭庆

版本2013.8.v0.1问题一：MOV指令中的立即数

1.1指令格式

指令的基本格式如下：

{}{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；

MOV指令语法如下所示：

MOV{COND}{S}RD，OP2

RD为目的操作数，OP2为源操作数。OP2可以是立即数，也可以是寄存器（有移位操作的或没有移位操作的），如果是立即数，那么立即数的范围是多少呢？如果是寄存器，那么寄存器如何移位呢？

MOV指令的编码格式

[31:28]条件码

[25]指明第二操作数（OPERAND2）是立即数还是寄存器；

[24:21]操作码，MOV指令的操作码为1101；

[19:16]第一操作数，第一操作数只能是寄存器，MOV指令中没用到，默认为0000；[15:12]目的寄存器；

[11:0]第二操作数，也就源操作数

条件码如下：

源操作数（OPERAND2）的分析

我们前面讲了源操作数有两种情况：立即数或寄存器。

1、源操作数为立即数

例1：

AREA reset,CODE,READONLY

ENTRY

CODE32

mov R0,#0x55

mov R0,#0x3FC

mov R0,#0x53000000

END

0x30000000E3A00055MOV R0,#0x00000055○1

0x30000004E3A00FFF MOV R0,#0x000003FC○2

0x30000008E3A00453MOV R0,#0x53000000○3

,10x0000005520x000003FC

的区别在哪里呢？

○1E3A00055展开后11100011101000000000000001010101 1110：条件码（always），无条件码

00：这两位固定为0

1：表示第二个操作数是立即数，

1101：MOV的操作码是1101

0：对CPSR中符号位是否有影响0：表示无影响1：表示有影响

0000：第一个操作寄存器不存在

0000：目标寄存器的编号，0000表示R0，0001表示R1

000001010101：第二操作数

第二操作数是一个特殊格式，当第二操作数是立即数是，它由一个无符号的8位立即数和一个循环移位值构成，第二操作数=立即数>>(循环移位值*2)。

第二操作数是000001010101，其中0000为循环右移值，01010101为立即数。

因此第二操作数=0x55>>(0*2)=0x55;

○2E3A00FFF展开后11100011101000000000111111111111 111111111111：第二操作数

第二操作数111111111111很明显已经超出了8位立即数的表示范围，那这个值怎么表示呢？

0x3FC：00000000000000000000001111111100

可由11111111循环右移30位得到，依照第二操作数的格式，因此第二操作数的值为111111111111，即FFF

○3E3A00453展开后11100011101000000000010001010011

010*********：第二操作数

0x53000000：01010011000000000000000000000000

可由01010011循环右移(4*2)位实现

结论：

1)当立即数小于255时，不需要进行循环右移操作，也就是Rotate为0000，当立即数大于255是需要进行右移操作，并且是右移Rotate*2。

2)因为可以通过循环右移实现更大的立即数，但是有些立即数是不能通过循环右移实

现的。

如：mov R0，#0x3FF

展开后00000000000000000000001111111111这个数不能通过右移实现

3)立即数寻址是直接寻址，立即数包含在指令码中。

2、第二操作数为寄存器移位寻址

例1：

AREA reset,CODE,READONLY

ENTRY

CODE32

mov R1,#0x5

mov R2,R1,LSL#3

END

反汇编指令

0x30000000E3A01005MOV R1,#0x00000005

0x30000004E1A02181MOV R2,R1,LSL#3○1

○1E1A02181展开后11000001101000000010000110000001 1110：条件码（always），无条件码

00：这两位固定为0

0：表示第二个操作数是寄存器

1101：MOV的操作码是1101

0：对CPSR中符号位是否有影响0：表示无影响1：表示有影响

0000：第一个操作寄存器不存在

0010：目标寄存器的编号，0010表示R2

000110000001：第二操作数

在使用移位寄存器寻址值，当移位值为立即数时，第二操作数的格式如下

结论：最后4位0001表示源寄存器为R1，bit5~6为00表示裸机左移，00011表示左移的数量为3

例：

AREA reset,CODE,READONLY

ENTRY

CODE32

MOV R0,#3

MOV R1,#0x5

MOV R2,R1,LSL R0