第3章-ARM9指令集和汇编(初稿).pptxVIP

第3章 ARM9指令集和汇编;提纲;1、ARM指令集概述;RISC简介;ARM状态和Thumb状态（1）;必须使用ARM指令的情况 ARM处理器启动的第一句指令必须是ARM指令 访问程序状态寄存器CPSR或协处理器时必须是ARM指令 ARM在处理异常中断时会自动切换到ARM状态，执行中断处理程序入口处的程序。返回时，会再次自动切换到ARM状态ARM指令;v4版本中的函数调用，如果不需要进行状态切换，只需要用到BL指令就可以实现了 如果需要进行状态切换，情况较复杂，如图3-1所示;ARM状态和Thumb状态（4）;ARM v5版本后，引入了一条新的指令BLX，结合了BL和BX指令各自的功能特点，使得上图的所示过程通过一条指令就能实现;ARM9指令类型和指令的条件域（1）;跳转指令 ;数据处理指令 ;存储器访问指令;协处理器指令 ;杂项指令 ;饱和算术指令 ;ARM指令一般由操作码、目的寄存器、操作数几部分组成，并可以配合条件码，S后缀等可选项目，以完成更复杂操作，它的格式一般为： 指令中内的项目是必需的，比如opcode, Rd, Rn等，{}内的项目是可选的;opcode;ARM指令集几乎每条指令(除了某些v5T指令)都可以是条件执行的。指令的最高4位[31:28]称为条件码： ;shift_op2形式非常灵活，共有11种形式：;ARM指令集有5种形式的位移操作 LSL逻辑左移 LSR逻辑右移 ASR算术右移ROR循环右移 RRX带扩展的循环右移;逻辑左移（Logical Shift Left）：操作时在移位操作时，用0补足低位；而逻辑右移（Logical Shift Right）移动的方向相反，并用0补足高位。 算术右移（Arithmetic Shift Right）：在移位操作时，根据符号位来补足高位，若原数符号位是1，即当原数为负数时，移位空出的高位都用1补足，反之则用0补足。 循环右移（ROtate Right）：可以将数字看做首位相接的“环形”，当最低位被移出后，它会绕到数组的最高位去，继续参与移位操作。 带扩展的循环右移（Rotate Right one bit with eXtended）：较前面的几种移位方法复杂一些，它需要用到CPSR中的C位。当最低位被向右移出后，最高位有C位的值补足，然后被移出的最低位被放到C位中。 ;立即数#immediate并不是任意数都是合法的，在立即数寻址中，分配给立即数的空间是12位，8位用于保存一个常数，4位用于保存循环右移基数，而循环右移每次需要移动偶数位，即右移的位数是基数*2。 假设常数为A，循环右移位数为N，则最后得到的立即数=A循环右移（N*2位）。 0x3FC立即数合法，A=0N=0d15 0x1FE不合法;3.2 ARM指令的寻址方式;立即寻址 立即寻址也可被称为立即数寻址，读取指令后可以立即得到操作数，而不需要去物理内存得到相应内容。这个给出的操作数叫立即数，它一般以“#”为前缀，“#0x”、“#0d”，“#0b”开头的计数用来表示十六进制，十进制和二进制。 ;寄存器寻址 寄存器寻址也是一种不需要访问存储器内容的寻址方式，指令中直接指明操作数所在的寄存器，执行时处理器直接访问寄存器获取操作数 ;寄存器偏移寻址 寄存器偏移寻址是ARM指令特有的一种寻址方式，第2操作数可以在与第1操作数结合之前，进行各种形式的移位操作 ;寄存器间接寻址 寄存器间接寻址的指令中虽然也是指定寄存器，但并不是直接拿寄存器中的值来进行运算操作，此时寄存器中储存的是地址，处理器需要根据这个地址从存储器中获取操作数。所以寄存器间接寻址是需要进行存储器访问的，所以执行效率比寄存器寻址要慢。 ;基址变址寻址 基址变址寻址与寄存器间接寻址相似，但此时从寄存器取出的内容需要加上指令所给定的偏移量，这样才构成操作数的有效地址。变址寻址方式通常用于访问基地址附近的地址单元，常用于查表，数组操作，功能部件寄存器访问等 ;多寄存器寻址 多寄存器寻址方式可以在同一条指令中完成多个寄存器数据的传送，最多可以传送16个通用寄存器 ;堆栈寻址 堆栈是一个后进先出的数据结构，堆栈寻址方式会有一个指针，始终指向存储单元的栈顶，这个指针需要用一个专门的寄存器来存放，这个寄存器一般是R13。 ;有四种栈堆形式： 堆栈指针总是指向最后压入堆栈的数据，称为满堆栈（Full Stack） 堆栈指针指向下一个空位置时，称为空堆栈（Empty Stack） 从低地址向高地址生长的堆栈叫递增堆栈（Ascending Stack） 从高地址向低地址生长的堆栈叫递减堆栈（Descending Stack） ;ARM指令的寻址方式;ARM指令的寻址方式;跳转指令;ARM实现程序跳转有两种方法 将当前的程序寄存器PC值改写