本笔记全面总结了ARM处理器的常用指令集,专为学习和使用汇编语言编程人员设计,旨在帮助读者深入理解ARM架构下的程序开发。
### ARM指令集详解
ARM处理器支持两种不同的指令集:ARM指令集和Thumb指令集。ARM指令集是一种32位的精简指令集计算机(RISC),适用于高性能计算环境;而Thumb指令集则是为了适应嵌入式系统的需求而设计的一种更紧凑的16位指令集。
#### 二、ARM指令格式
在深入探讨具体的ARM指令之前,我们首先来了解ARM指令的基本格式。ARM指令的一般形式如下:
```
{}{S} ,{,}
```
其中:
- ``:指令助记符,比如`LDR`(加载)、`STR`(存储)等。
- ``:执行条件,例如`EQ`(等于)、`NE`(不等于)等。如果省略,则默认条件为`AL`(总是执行)。
- `S`:是否更新CPSR(当前程序状态寄存器)。当存在`S`时,该指令将根据结果更新CPSR中的标志位。
- ``:目标寄存器。
- ``:第一个操作数的寄存器。
- ``:第二个操作数,可以是另一个寄存器或立即数等。
#### 三、常见ARM指令详解
接下来,我们将对一些常见的ARM指令进行详细解析:
1. **MOVR0, #0**:将立即数0赋值给寄存器R0。
2. **LDRR2, [R5]**:从R5指向的内存地址读取数据,并将其存储到R2中。
3. **STRR1, [R0, #0x04]**:将R1寄存器中的数据存储到由R0加0x04所指向的内存位置。
4. **CMPR0, #10**:比较R0寄存器的值与立即数10,更新CPSR中的条件码标志。
5. **ADDR1, R1, R1, LSL #3**:将R1寄存器左移三位的结果加到R1自身上,并将结果存回R1。这相当于将R1乘以9。
6. **SUBR1, R1, R2, LSR #2**:将R2寄存器右移两位的结果从R1中减去,并将结果存回R1。这相当于从R1中减去R2的四倍。
7. **LSL #n, R1, R1, #n**:将R1寄存器的值左移n位,并将结果存回R1。这里的`n`必须是1到31之间的数值。
8. **LSR #n, R1, R1, #n**:将R1寄存器的值右移n位,并将结果存回R1。这里的`n`必须是0到32之间的数值。
9. **MRSR1, CPSR**:从CPSR(当前程序状态寄存器)中读取内容并存入R1。
10. **MSRCPSR_c, R0**:将R0寄存器的内容写入CPSR。
#### 四、指令格式示例
下面通过具体的示例进一步理解这些指令的应用:
1. **LDRR0, [R1]**:从R1指向的内存位置读取数据,并将其存入R0。执行条件默认为AL(总是执行)。
2. **BEQDATAEVEN**:如果CPSR中的零标志位设置为1,则跳转到标记为`DATAEVEN`的位置。这里的执行条件为EQ(等于)。
3. **ADDSR1, R1, #1**:将立即数1加到R1寄存器的值上,并将结果存回R1,同时更新CPSR中的条件码标志。这里的S指示将影响CPSR。
4. **SUBNESR1, R1, #0xD**:如果CPSR中的非零标志位设置为1,则从立即数0xD中减去寄存器的值,并将结果存回R1,同时更新CPSR中的条件码标志。
#### 五、指令变体
ARM指令集还支持多种指令变体,这些变体主要涉及如何表示操作数以及如何指定操作数的类型:
- **立即数**(immed_8r):这种变体允许使用8位立即数,并通过循环移位扩展至32位。
- **寄存器**(Rm):直接使用寄存器作为操作数,无需额外处理。
- **寄存器移位**(Rmshift)