3--ARM嵌入式系统原理及应用教程.ppt

3.2.7 ARM 软件中断指令 指令示例： SWI 0x02 ；实现中断，指明调用2号功能段。 执行SWI指令，软件中断进入的是管理模式，中断后会改变程序状态寄存器中的相关位。中断后ARM处理器把0给PC，并把中断处地址保存在LR中，同时把CPSR保存在SPSR中。 3.3 Thumb指令集 为兼容数据总线宽度为16位的应用系统，ARM体系结构除了支持执行效率很高的32位ARM指令集以外，同时支持16位的Thumb指令集。 Thumb指令集是ARM指令集的一个子集，允许指令编码为16位的长度。 与等价的32位代码相比较，Thumb指令集在保留32代码优势的同时，大大的节省了系统的存储空间。 3.3 Thumb指令集 Thumb指令集与ARM指令集在以下几个方面有区别： 跳转指令。条件跳转在范围上有更多的限制，转向子程序只具有无条件转移。 数据处理指令。对通用寄存器进行操作，操作结果需放入其中一个操作数寄存器，而不是第三个寄存器。 单寄存器加载和存储指令。Thumb状态下，单寄存器加载和存储指令只能访问寄存器R0～R7。 批量寄存器加载和存储指令。LDM和STM指令可以将任何范围为R0～R7的寄存器子集加载或存储，PUSH和POP指令使用堆栈指针R13作为基址实现满递减堆栈，除R0～R7外，PUSH指令还可以存储链接寄存器R14，并且POP指令可以加载程序指令PC。 3.3 Thumb指令集 Thumb指令集没有包含进行异常处理时需要的一些指令，因此，在异常中断时还是需要使用ARM指令。这种限制决定了Thumb指令不能单独使用而需要与ARM指令配合使用。 Thumb数据处理指令、存储器访问指令中的加载/存储指令使用方法和ARM指令集中相对应的指令类似，本节不做详细介绍，仅对有区别的指令介绍。 3.3 Thumb指令集 1. PUSH和POP 指令格式： PUSH {低寄存器的全部或其子集} POP {低寄存器的全部或其子集} PUSH低寄存器的全部或其子集，LR} POP {低寄存器的全部或其子集，PC} 这两条指令是栈操作指令，用于在寄存器和堆栈之间进行成组的数据传送，PUSH指令用于把寄存器列表中的寄存器数据推进堆栈；POP指令用于把栈区的数据弹出列表的寄存器中。 3.3 Thumb指令集 堆栈指针是隐含的地址基址，Thumb指令中的堆栈是满递减堆栈，堆栈向下增长，堆栈指针总是指向最后入栈的数据。使用入栈指令PUSH时，每传送一个数据，堆栈指针就自动减4；使用出栈指令POP时，每传送一个数据，堆栈指针就自动加4。 POP {低寄存器的全部或其子集，PC}这条指令引起处理器转移到从堆栈弹出给PC的地址，这通常是从子程序返回，其中LR在子程序开头压进堆栈。这些指令不影响条件码标志。 3.3 Thumb指令集 指令示例： PUSH {R0,R4,R6} ；把R0、R4、R6的数据顺序推进栈区 PUSH {R4-R7，LR} ；把R4、R5、R6、R7、LR顺序入栈 POP {R0,R4,R6} ；把R0、R4、R6的数据弹出栈区 POP {R0-R7,PC} ；恢复现场 3.3 Thumb指令集 2. 分支指令 （1）B指令 这是Thumb指令集中唯一的有条件指令。 指令格式为： B{条件} 目标地址 若使用条件，则目标地址必须在当前指令的－256～+256字节范围内。若指令是无条件的，则目标地址必须在±2KB范围内。若条件满足或不使用条件，则B指令引起处理器转移到目标地址。目标地址必须在指定限制内。ARM链接器不能增加代码来产生更长的转移。 3.3 Thumb指令集 指令示例： CMP R2,#0x20 ；比较R2和0x20 BNE START ；不相等时，即当Z=0时，则跳转 …… START ADD R3,R4 ；跳转处 3.3 Thumb指令集 （2）BL指令 格式为： BL 目标地址 BL指令是分支和链接指令，将下一条指令的地址复制到R14（链接寄存器），并引起处理器转移到目标地址，但目标地址不可以是ARM指令。BL指令不能转移到当前指令±4MB以外的地址。 3.3 Thumb指令集 指令示例： BL START ；分支跳转 ADD R3,R4 ；分支的下一条指令 …… START ADD R0,R1 ;指令 3.3 Thumb指令集 （3） BX 格式为： BX 寄存器 BX指令是分支和交换指令，寄存器的地址是目标地址，其中的位[0]不是地址