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第3章 ARM7TDMI(-S)指令系统 3.1 ARM处理器寻址方式 寻址方式分类 ： 1 寻址方式分类——寄存器寻址 2 寻址方式分类——立即寻址 3 寻址方式分类——寄存器移位寻址 4 寻址方式分类——寄存器间接寻址 5 寻址方式分类——基址寻址 6 寻址方式分类——多寄存器寻址 7 寻址方式分类——堆栈寻址 7 寻址方式分类——堆栈寻址 7 寻址方式分类——堆栈寻址 7 寻址方式分类——堆栈寻址 8 寻址方式分类——相对寻址 3.2 指令集介绍 3.2.1 ARM指令集 1 ARM指令集——指令格式 2 ARM指令集——条件码 3 ARM指令集——ARM指令种类 ARM存储器访问指令 ARM存储器访问指令——单寄存器存取 ARM数据处理指令 数据传送指令 算术逻辑运算指令 比较指令 ARM乘法指令 ARM指令集——32×32位乘法指令 ARM指令集——32×32位乘法指令 ARM指令集——32×32位乘加法指令 ARM分支指令 ARM指令集——分支指令 ARM协处理器指令 ARM指令集——协处理器指令 ARM杂项指令 ARM指令集——杂项指令 ARM指令集——软中断指令 ARM指令集——状态寄存器读指令 ARM伪指令 ARM伪指令 3.2.2 Thumb指令集 简单的Thumb程序 Thumb指令集与ARM指令集的相似处 Thumb指令集与ARM指令集的区别 应用示例： MUL R3,R2,R1 ; R3=R2×R1 00乘法 0x?? R1 R2 R3 0MLA 目标寄存器，运算寄存器1，运算寄存器2，第二操作数 运算寄存器1 运算寄存器2 乘法 中间结果 加法 第二操作数 目标寄存器 ARM中有两种方式可以实现程序的跳转： 1. 直接向PC寄存器赋值实现跳转； 例： MOV PC, R14 2. 使用分支指令直接跳转：分支指令有分支指令B，带链接的分支指令BL，带状态切换的分支指令BX。 ARM指令集 OpCode 跳转目标 程序代码 跳转指令 跳转目标 分支指令种类： B：分支指令 BL：带链接的分支指令 BX：带状态切换的分支指令 ARM内核支持协处理器操作，协处理器的控制要通过协处理器命令实现。 ARM内核与协处理器的关系 ARM内核 协处理器A 协处理器B 握手信号 数据地址总线 … ARM指令集 在ARM指令集中杂项指令共有3条，它们非常重要，特别是与操作系统的使用息息相关： 1.软件中断产生指令：SWI 2. 程序状态寄存器读指令：MRS 3. 程序状态寄存器写指令：MSR ARM指令集 SWI指令用于产生软中断，主要用于用户程序调用操作系统的系统服务。执行该指令后，处理器将完成以下动作： 1. 切换到管理模式 2. 将CPSR备份到管理模式下的SPSR寄存器 3. 程序跳转到软件中断入口 “SWI” 在ARM处理器中，只有MRS指令可以对状态寄存器CPSR和SPSR进行读操作。通过读CPSR可以了解当前处理器的工作状态。读SPSR寄存器可以了解到进入异常前的处理器状态。指令格式如下所示： “MRS” 在ARM处理器中，只有MSR指令可以对状态寄存器CPSR和SPSR进行写操作。与MRS配合使用，可以实现对CPSR或SPSR寄存器的读-修改-写操作，可以切换处理器模式等操作。 ARM指令集——状态寄存器写指令 “MSR” ARM伪指令不属于ARM指令集中的指令，是为了编程方便而定义的。伪指令可以像其它ARM指令一样使用，但在编译时这些指令将被等效的ARM指令代替。 反汇编代码 源程序 伪指令 实际指令 编译器 实际指令 实际指令 ARM指令集 ARM伪指令有四条： 1.小范围地址读取指令：ADR 2.中等范围地址读取指令：ADRL 3.大等范围地址读取指令：LDR 4.空操作指令：NOP Thumb指令集可以看作是ARM指令压缩形式的子集，它是为减小代码量而提出的，具有16位的代码密度。Thumb指令体系不完整，只支持通用功能。必要时还需要使用完善的ARM指令集，比如，所有异常都会自动进入ARM状态。 Thumb指令集 ; 功能：使用BX指令切换处理器状态 AREA Example8,CODE,READONLY ENTRY CODE32 ARM_CODE ADR R0,THUMB_CODE+1 BX R0 ; 跳转并切换处理器状态 ? CODE16 THUMB_CODE MOV R0,#10