[信息与通信]四、ARM指令集.ppt

ARM指令集概述 ARM指令集是32位的，程序的启动都是从ARM指令集开始。 所有的ARM指令集都可以是有条件执行的。 本节从以下三个方面介绍： 指令集编码 条件执行 指令分类及指令格式 ARM指令集编码 ARM指令集是以32位二进制编码的方式给出的，大部分的指令编码中定义了第一操作数、第二操作数、目的操作数、条件标志影响位以及每条指令所对应的不同功能实现的二进制位。 每条32位ARM指令都具有不同的二进制编码方式，和不同的指令功能相对应 。 条件执行 ARM指令根据CPSR中的条件位自动判断是否执行指令，在条件满足时，指令执行，否则指令被忽略。 在ARM的指令编码表中，统一占用编码的最高四位[31：28]来表示“条件码”（即“cond”）。 条件域表1 条件域表2 指令分类及指令格式 ARM指令集可以分为六大类，分别为数据处理指令、Load/Store指令、跳转指令、程序状态寄存器处理指令、协处理器指令和异常产生指令。 ARM指令使用的基本格式如下： 〈opcode〉{〈cond〉}{S} 〈Rd〉，〈Rn〉{，〈operand2〉} opcode 操作码；指令助记符，如LDR、STR等。 cond 可选的条件码；执行条件，如EQ、NE等。 S 可选后缀；若指定“S”，则根据指令执行结果更新CPSR中的条件码。 Rd 目标寄存器。 Rn 存放第1操作数的寄存器。 operand2 第2个操作数 ARM寻址方式 立即寻址 寄存器寻址 寄存器间接寻址 寄存器变址寻址(基址加偏址寻址) 堆栈寻址 多寄存器寻址(块拷贝寻址) 相对寻址 立即寻址 立即寻址也叫立即数寻址，这是一种特殊的寻址方式，操作数本身就在指令中给出，只要取出指令也就取到了操作数，这个操作数被称为立即数，对应的寻址方式也就叫做立即寻址。例如以下指令： ADD R0，R0，＃1 /*R0←R0＋1*/ ADD R0，R0，＃0x3f /*R0←R0＋0x3f*/ 在以上两条指令中，第二个源操作数即为立即数，要求以“＃”为前缀，对于以十六进制表示的立即数，还要求在“＃”后加上“0x”。 寄存器寻址 寄存器寻址就是利用寄存器中的数值作为操作数，这种寻址方式是各类微处理器经常采用的一种方式，也是一种执行效率较高的寻址方式。例如以下指令： ADD R0，R1，R2 /*R0←R1＋R2*/ 该指令的执行效果是将寄存器R1和R2的内容相加，其结果存放在寄存器R0中。 寄存器寻址 第二操作数为寄存器型的移位操作 在ARM指令的数据处理指令中参与操作的第二操作数为寄存器型时，在执行寄存器寻址操作时，可以选择是否对第二操作数进行移位，即Rm，{shift}，其中Rm称为第二操作数寄存器，shift用来指定移位类型（LSL，LSR，ASL，ASR，ROR或RRX）和移位位数。移位位数可以是5位立即数（#shift）或寄存器（Rs）。在指令执行时将移位后的内容作为第二操作数参与运算。例如指令： ADD R3，R2，R1，LSR #2 ；R3—R2 + R1÷4 寄存器寻址 第二操作数移位方式 LSL：逻辑左移，空出的最低有效位用0填充。 LSR：逻辑右移，空出的最高有效位用0填充。 ASL：算术左移，由于左移空出的有效位用0填充，因此 它与LSL同义。 ASR：算术右移，算术移位的对象是带符号数，移位过程中必须保持操作数的符号不变。如果源操作数是正数，空出的最高有效位用0填充，如果是负数用1填充。 ROR：循环右移，移出的字的最低有效位依次填入空出的最高有效位。 RRX：带扩展的循环右移。将寄存器的内容循环右移1位，空位用原来C标志位填充。 寄存器寻址 寄存器寻址 第二操作数的移位位数 移位位数可以用立即数方式或者寄存器方式给出,如下所示： ADD R3，R2，R1，LSR #2 ；R3 —R2 + R1÷4 ADD R3，R2，R1，LSR R4 ；R3 —R2 + R1÷2R4 寄存器R1的内容分别逻辑右移2位、R4位（亦即R1÷4、R1÷2R4），再与寄存器R2的内容相加，结果放入R3中。 寄存器间接寻址 寄存器间接寻址就是以寄存器中的值作为操作数的地址，而操作数本身存放在存储器中。例如以下指令： LDR R0，[R1] /*R0←[R1]*/ STR R0，[R1] /*[R1]←R0*/ 第一条指令将以R1的值为地址的存储器中的数据传送到R0中。第二条指令将R0的值传送到以R1的值为地址的存储器中。 寄存器变址寻址 基址变址寻址就是将寄存器（该寄存器一般称作基址寄存器）的内容与指令中给出的地址偏移量相加，从而得到一个操作