4嵌入式微处理器arm_2

nullnull13254ARM嵌入式微处理器概述ARM体系结构概览ARM程序基础ARM编程模型ARM 指令集6嵌入式微处理器相关基本知识null5.1 ARM微处理器的指令集概述 5.2 ARM指令的寻址方式 5.3 ARM指令集 5.4 Thumb指令及应用 5.1 ARM微处理器的指令集概述 5.1 ARM微处理器的指令集概述 5.1.1 ARM微处理器的指令分类 Load-store 结构 在通用寄存器中操作 load/store –从存储器中读某个值,操作完后再将其放回存储器中 指令分类 数据处理指令 – 使用和改变寄存器的值 数据传送指令 – 把存储器的值拷贝到寄存器中 (load) or 把寄存器中的值拷贝到存储器中(store) 控制流指令 分支 分支和链接, 保存返回的地址,以恢复最先的次序 程序状态寄存器（PSR）处理指令 协处理器指令 异常产生指令nullnull表中指令为基本ARM指令，不包括派生的ARM指令null5.1.2 指令的条件域 所有的ARM指令都可以条件执行 指令的执行与否取决于CPSR寄存器的N, Z, C and V标志位 所有的Thumb指令都可以解压成全部条件指令 当处理器工作在ARM状态时，几乎所有的指令均根据CPSR中条件码的状态和指令的条件域有条件的执行。 每一条ARM指令包含4位的条件码，位于指令的最高4位[31:28]。条件码共有16种，每种条件码可用两个字符表示，这两个字符可以添加在指令助记符的后面和指令同时使用。例如，跳转指令B可以加上后缀EQ变为BEQ表示“相等则跳转”，即当CPSR中的Z标志置位时发生跳转。 在16种条件标志码中，只有15种可以使用。 null指令的条件码 指令的条件码 条件执行条件执行条件执行避免使用分支指令 Example使用条件执行Note: add 2 –letter condition after the 3-letter opcodenullC代码： If(a > b) a++; Else b++;对应的汇编代码： CMP R0,R1 ;R0与R1比较 ADDHI R0,R0,#1 ;若R0>R1，则R0=R0+1 ADDLS R1,R1,#1 ;若R0≤1，则R1=R1+1示例：5.1.3 指令格式5.1.3 指令格式指令长度 指令集可以是以下任一种 32 bits 长 (ARM状态) 16 bits 长 (Thumb 状态) ARM 支持3种数据类型 字节 (8-bit) 半字 (16-bit) 字 (32-bit) 字必须被排成4个字节边界对齐,半字必须被排列成2个字节边界对齐 nullARM指令使用的基本格式如下： 〈opcode〉{〈cond〉} {S} 〈Rd〉，〈Rn〉{，〈operand2〉} 指令格式中符号说明 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。 Note: SUBS   PC,R14_fiq ,#4 ；若寄存器为PC，则含‘S’指令，更新PC同时CPSR=SPSRARM指令集编码*ARM指令集编码*null5.2 ARM指令的寻址方式 所谓寻址方式就是处理器根据指令中给出的地址信息来寻找物理地址的方式。 5.2.1 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 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”或“&”。 MOV R0,#0xFF000xFF00从代码中获得数据null有效立即数问题 在32位指令编码中存放32位立即数的方法是： 在ARM数据处理指令中，当参与操作的第二操作数为立即数型时，每个立即数都是采用一个8位的常数循环右移偶数位而间接得到。其中循环右移的位数由一个4位二进制的两倍表示，如果立即数记作，8位常数记作immed_8，4位的循环右移值记作rotate_imm，有效的立即数是由一个8位的立即数循环右移偶数位得到。 因此有效立即数immediate可以表示成： =immed_8循环右移（2×rotate_imm） MOV R0,#0x0000F200 机器码E3A00CF2 0000F200为F2循环右移24位（2*12） 不能有效表示，则编译出错：Out of range for this operationnull5.2.2 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。以下指令： ADD R0，R1，R2 ；R0←R1＋R2 MOV R1,R20xAAnull5.2.3 寄存器间接寻址 寄存器间接寻址：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。 LDR R0，[R1] ；R0←[R1] STR R0，[R1] ；[R1]←R0LDR R0,[R2]0xAAnull5.2.4 基址变址寻址 基址变址寻址：将寄存器（该寄存器一般称作基址寄存器）的

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与指令中给出的地址偏移量相加，从而得到一个操作数的有效地址。变址寻址方式常用于访问某基地址附近的地址单元。 采用变址寻址方式的指令常见有以下几种形式，如下所示： 前变址模式： LDR R0，[R1，＃4] ；R0←[R1＋4] 后变址模式： LDR R0，[R1] ，＃4 ；R0←[R1]、R1←R1＋4 自动变址模式： LDR R0，[R1，＃4]！ ；R0←[R1＋4]、R1←R1＋4 LDR R2,[R3,#0x0C]0xAA将R3+0x0C作为地址装载数据数据传送指令数据传送指令装载地址伪指令null5.2.5 多寄存器寻址 采用多寄存器寻址方式，一条指令可以完成多个寄存器值的传送。这种寻址方式可以用一条指令完成传送最多16个通用寄存器的值。 LDMIA R0，{R1，R2，R3，R4} ；R1←[R0] ；R2←[R0＋4] ；R3←[R0＋8] ；R4←[R0＋12] 该指令的后缀IA表示在每次执行完加载/存储操作后，R0按字长度增加，因此，指令可将连续存储单元的值传送到R1～R4。 LDMIA R1!,{R2-R4,R6} 0x40000010null5.2.6 相对寻址 与基址变址寻址方式相类似，相对寻址以程序计数器PC的当前值为基地址， 指令中的地址标号作为偏移量，将两者相加之后得到操作数的有效地址。 以下程序段完成子程序的调用和返回，跳转指令BL采用了相对寻址方式： BL NEXT ；跳转到子程序NEXT处执行 …… NEXT …… MOV PC，LR ；从子程序返回 null 5.2.7 堆栈寻址 堆栈是一种数据结构，按先进后出（First In Last Out，FILO）的方式工作，使用一个称作堆栈指针的专用寄存器指示当前的操作位置，堆栈指针总是指向栈顶。 满堆栈（Full Stack）：当堆栈指针指向最后压入堆栈的数据时； 空堆栈（Empty Stack）：当堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置时； 根据堆栈的生成方式，又可以分为递增堆栈和递减堆栈， 递增堆栈（Ascending Stack） ：当堆栈由低地址向高地址生成时； 递减堆栈（Decending Stack） ：当堆栈由高地址向低地址生成时；null ARM微处理器支持这四种类型的堆栈工作方式，即： －满递增堆栈FA：堆栈指针指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生成。 －满递减堆栈FD：堆栈指针指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生成。 －空递增堆栈EA：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由低地址向高地址生成。 －空递减堆栈ED：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由高地址向低地址生成。 8086堆栈LDM STMnull栈操作图示编号小的寄存器对应存储器低地址null5.3.1 数据处理指令 数据处理指令的类别 算术操作 按位逻辑操作 寄存器移位操作 比较操作 操作数: 32-bits 宽; 有3种指定操作数的方式 来自寄存器 第二操作数可以是常数(立即数) 移位寄存器操作数 结果: 32-bits 宽, 放在寄存器中 长乘法产生64位结果5.3 ARM指令集nullARM数据处理指令——指令编码指令执行的条件码I用于区别立即数（I为1）和寄存器移位（I为0）opcode数据处理指令操作码第二操作数Rd目标寄存器Rn第一操作数寄存器S设置条件码，与指令中的S位对应数据处理指令 数据处理指令 立即数仅8位。MOV R1，R0，LSL＃3数据处理指令数据处理指令数据处理指令数据处理指令算术操作按位逻辑操作寄存器传送比较操作null 1、MOV指令 MOV{条件}{S} 目的寄存器，源操作数 MOV R1，R0 ；将寄存器R0的值传送到寄存器R1 MOV PC，R14 ；将寄存器R14的值传送到PC，常用于子程序返回 MOV R1，R0，LSL＃3 ；将寄存器R0的值左移3位后传送到R1 不包含存储器数据传送（用ldr,str指令） 2、MVN指令 MVN{条件}{S} 目的寄存器，源操作数 MVN指令可完成从另一个寄存器、被移位的寄存器、或将一个立即数加载到目的寄存器。与MOV指令不同之处是在传送之前按位被取反了。其中S决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值，当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值。 MVN R0，＃0 ；将立即数0取反传送到寄存器R0中，完成后R0=-1 数据传送null比较指令null 3、CMP指令 CMP{条件} 操作数1，操作数2 CMP R1，R0 ；将寄存器R1的值与寄存器R0的值相减，并根据结 ;果设置CPSR的标志位 CMP R1，＃100 ；将寄存器R1的值与立即数100相减，并根据结果 ;设置CPSR的标志位 4、 CMN指令 CMN{条件} 操作数1，操作数2 CMN指令用于把一个寄存器的内容和另一个寄存器的内容或立即数取负后进行比较，同时更新CPSR中条件标志位的值。该指令实际完成操作数1和操作数2相加，并根据结果更改条件标志位。 CMN R1，R0 ；将寄存器R1的值与寄存器R0的值相加，并根据 ；结果设置CPSR的标志位 CMN R1，＃100 ；将寄存器R1的值与立即数100相加，并根据结果 ；设置CPSR的标志位 null 5、 TST指令 TST{条件} 操作数1，操作数2 TST指令用于把一个寄存器的内容和另一个寄存器的内容或立即数进行按位的与运算，并根据运算结果更新CPSR中条件标志位的值。操作数1是要测试的数据，而操作数2是一个位掩码，该指令一般用来检测是否设置了特定的位。 TST R1，＃％1 ；用于测试在寄存器R1中是否设置了最低位 （％表示二进制数） TST R1，＃0xffe ；将寄存器R1的值与立即数0xffe按位与，并根据结果 设置CPSR的标志位 6、TEQ指令 TEQ{条件} 操作数1，操作数2 TEQ指令用于把一个寄存器的内容和另一个寄存器的内容或立即数进行按位的异或运算，并根据运算结果更新CPSR中条件标志位的值。该指令通常用于比较操作数1和操作数2是否相等。 TEQ R1，R2 ；将寄存器R1的值与寄存器R2的值按位异或， 并根据结果设置CPSR的标志位null算术运算null 7、 ADD指令 ADD{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2 ADD R0，R1，R2 ； R0 = R1 + R2 ADD R0，R1，#16 ； R0 = R1 + 16 ADD R0，R2，R3，LSL#1 ； R0 = R2 + (R3 << 1) 8、 ADC指令 ADC{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2 以下指令序列完成两个128位数的加法，第一个数由高到低存放在寄存器R7～R4，第二个数由高到低存放在寄存器R11～R8，运算结果由高到低存放在寄存器R3～R0： ADDS R0，R4，R8 ； 加低端的字 ADCS R1，R5，R9 ； 加第二个字，带进位 ADCS R2，R6，R10 ； 加第三个字，带进位 ADC R3，R7，R11 ； 加第四个字，带进位null 9、 SUB指令 SUB{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2 SUB R0，R1，R2 ； R0 = R1 - R2 SUB R0，R1，#16 ； R0 = R1 - 16 SUB R0，R2，R3，LSL#1 ； R0 = R2 - (R3 << 1) SUBS R8,R6,#240 ;R8=R6-240,影响CPSR SUBS PC,LR,#0X4 ;PC=LR-4,CPSR=SPSR 10、SBC指令 SBC{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2 SBC指令用于把操作数1减去操作数2，再减去CPSR中的C条件标志位的反码，并将结果存放到目的寄存器中。操作数1应是一个寄存器，操作数2可以是一个寄存器，被移位的寄存器，或一个立即数。该指令使用进位标志来表示借位，这样就可以做大于32位的减法。 SBC R0，R1，R2 ； R0 = R1 - R2 - ！C， 并根据结果设置CPSR的进位标志位 null 11、RSB指令 RSB{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2 RSB R0，R1，R2 ； R0 = R2 – R1 RSB R0，R1，#16 ； R0 = 16 – R1 RSB R0，R2，R3，LSL#1 ； R0 = (R3 << 1) - R2 12、RSC指令 RSC{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2 RSC指令用于把操作数2减去操作数1，再减去CPSR中的C条件标志位的反码，并将结果存放到目的寄存器中。 RSC R0，R1，R2 ； R0 = R2 – R1 - ！Cnull 13、AND指令 AND{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2 该指令常用于屏蔽操作数1的某些位。 AND R0，R0，＃3 ； 该指令保持R0的0、1位，其余位清零。 14、ORR指令 ORR{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2 该指令常用于设置操作数1的某些位。 ORR R0，R0，＃3 ； 该指令设置R0的0、1位，其余位保持不变。 逻辑运算指令null 15、EOR指令 EOR{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2 EOR指令用于在两个操作数上进行逻辑异或运算。 EOR R0，R0，＃3 ； 该指令反转R0的0、1位，其余位保持不变。 16、BIC指令 BIC{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2 BIC指令用于清除操作数1的某些位，并把结果放置到目的寄存器中。操作数1应是一个寄存器，操作数2可以是一个寄存器，被移位的寄存器，或一个立即数。操作数2为32位的掩码，如果在掩码中设置了某一位，则清除这一位。未设置的掩码位保持不变。 BIC R0，R0，＃％1011 ； 该指令清除 R0 中的位 0、1、和 3， 其余的位保持不变。 nullLSL(逻辑左移) 、ASL(算术左移)：LSR逻辑右移：ASR算术左移：ROR循环右移：RRX带扩展的循环右移：第二操作数移位方式条件码标志条件码标志任何数据处理指令都可以设置条件码 (N, Z, V, and C) 适用于除比较操作外的所有数据处理指令 特殊的请求必须在汇编语言中实现,这种请求是通过把”S”增加到选择代码中指定的 算术操作设置所有的标志位 (N, Z, C, and V) 逻辑和移位操作设置 N and Znull5.3.2 乘法指令与乘加指令 乘法指令与乘加指令共有6条 运算结果为32位和64位两类 指令中的所有操作数、目的寄存器必须为通用寄存器，不能对操作数使用立即数或被移位的寄存器 目的寄存器和操作数1必须是不同的寄存器。 MUL 32位乘法指令 MLA 32位乘加指令 SMULL 64位有符号数乘法指令 SMLAL 64位有符号数乘加指令 UMULL 64位无符号数乘法指令 UMLAL 64位无符号数乘加指令 null乘法指令编码指令执行的条件码Opcode乘法指令操作码S设置条件码，与指令中的S位对应Rm为被乘数寄存器Rn/RdLo为MLA指令相加的寄存器或64位乘法指令的目标寄存器（低32位）Rd/RdHi为目标寄存器或64位乘法指令的目标寄存器（高32位）Rs为乘数寄存器null 1、  MUL指令 MUL{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2 MUL R0，R1，R2 ；R0 = R1 × R2 MULS R0，R1，R2 ；R0 = R1 × R2，同时设置CPSR中的相关条件标志位 2、  MLA指令 MLA{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2，操作数3 MLA R0，R1，R2，R3 ；R0=R1×R2+R3 MLAS R0，R1，R2，R3 ；R0=R1×R2+R3，同时设置CPSR中的相关条件标志位 null 3、  SMULL指令 SMULL{条件}{S} 目的寄存器Low，目的寄存器High，操作数1，操作数2 SMULL R0，R1，R2，R3 ；R0=（R2 × R3）的低32位 ；R1 = （R2 × R3）的高32位 4、 SMLAL指令 SMLAL{条件}{S} 目的寄存器Low，目的寄存器High，操作数1，操作数2 SMLAL R0，R1，R2，R3 ；R0 = （R2 × R3）的低32位 ＋ R0 ；R1 = （R2 × R3）的高32位 ＋ R1 null 5、 UMULL指令 UMULL{条件}{S} 目的寄存器Low，目的寄存器High，操作数1，操作数2 操作数1和操作数2均为32位的无符号数。 UMULL R0，R1，R2，R3 ；R0 = （R2 × R3）的低32位 ；R1 = （R2 × R3）的高32位 6、UMLAL指令 UMLAL{条件}{S} 目的寄存器Low，目的寄存器High，操作数1，操作数2 UMLAL R0，R1，R2，R3 ；R0 = （R2 × R3）的低32位 ＋ R0 ；R1 = （R2 × R3）的高32位 ＋ R1 null5.3.3 加载/存储指令 加载/存储指令用于在寄存器和存储器之间传送数据，加载指令用于将存储器中的数据传送到寄存器，存储指令则完成相反的操作。 常用的加载存储指令如下： — LDR 字数据加载指令 —     LDRB 字节数据加载指令 — LDRH 半字数据加载指令 — STR 字数据存储指令 — STRB 字节数据存储指令 — STRH 半字数据存储指令 不同于MOV指令 nullLDR和STR——字和无符号字节加载/存储指令编码指令执行的条件码I为0时，偏移量为12位立即数，为1时，偏移量为寄存器移位P表示前/后变址U表示加/减B为1表示字节访问，为0表示字访问W表示回写为指令的寻址方式Rd为源/目标寄存器Rn为基址寄存器L用于区别加载（L为1）或存储（L为0）null1、LDR指令 LDR{条件} 目的寄存器，<存储器地址> 从存储器中将一个32位的字数据传送到目的寄存器中。 当程序计数器PC作为目的寄存器时，指令从存储器中读取的字数据被当作目的地址，从而可以实现程序流程的跳转。 LDR R0，[R1] ；将存储器地址为R1的字数据读入寄存器R0。 LDR R0，[R1，R2] ；将存储器地址为R1+R2的字数据读入寄存器R0。 LDR R0，[R1，＃8] ；将存储器地址为R1+8的字数据读入寄存器R0。 LDR R0，[R1，R2]！ ；将存储器地址为R1+R2的字数据读入寄存器R0， ；并将新地址R1＋R2写入R1。 LDR R0，[R1]，R2 ；将存储器地址为R1的字数据读入寄存器R0， ；并将新地址R1＋R2写入R1。 LDR R0，[R1，R2，LSL＃2]！；将存储器地址为R1＋R2×4的字数据读入 ；寄存器R0，并将新地址R1＋R2×4写入R1。 LDR R0，[R1]，R2，LSL＃2 ；将存储器地址为R1的字数据读入寄存器R0， ；并将新地址R1＋R2×4写入R1。 null 2、LDRB指令 LDR{条件}B 目的寄存器，<存储器地址> 从存储器中将一个8位的字节数据传送到目的寄存器中，同时将寄存器的高24位清零。该指令通常用于从存储器中读取8位的字节数据到通用寄存器，然后对数据进行处理。 LDRB R0，[R1] ；将存储器地址为R1的字节数据读入寄存器R0， ；并将R0的高24位清零。 LDRB R0，[R1，＃8] ；将存储器地址为R1＋8的字节数据读入寄存器R0， ；并将R0的高24位清零。 3、LDRH指令 LDR{条件}H 目的寄存器，<存储器地址> 从存储器中将一个16位的半字数据传送到目的寄存器中，同时将寄存器的高16位清零。该指令通常用于从存储器中读取16位的半字数据到通用寄存器，然后对数据进行处理。 LDRH R0，[R1] ；将存储器地址为R1的半字数据读入寄存器R0， ；并将R0的高16位清零。 LDRH R0，[R1，＃8] ；将存储器地址为R1＋8的半字数据读入寄存器R0， ；并将R0的高16位清零。 LDRH R0，[R1，R2] ；将存储器地址为R1＋R2的半字数据读入寄存器R0， ；并将R0的高16位清零。null 4、STR指令 STR{条件} 源寄存器，<存储器地址> 从源寄存器中将一个32位的字数据传送到存储器中。 STR R0，[R1]，＃8 ；将R0中的字数据写入以R1为地址的存储器中，并将新 ；地址R1＋8写入R1。 STR R0，[R1，＃8] ；将R0中的字数据写入以R1＋8为地址的存储器中。 5、STRB指令 STR{条件}B 源寄存器，<存储器地址> 将源寄存器中低8位字节数据传送到存储器中。 STRB R0，[R1] ；将R0中的低8位字节数据写入以R1为地址的存储器中。 STRB R0，[R1，＃8]；将R0中的低8位字节数据写入以R1＋8为地址的存储器中。 null 6、STRH 指令 STR{条件}H 源寄存器，<存储器地址> 从源寄存器中将一个16位的半字数据传送到存储器中。该半字数据为源寄存器中的低16位。 STRH R0，[R1] ；将寄存器R0中的半字数据写入以R1为地址的存储器中。 STRH R0，[R1，＃8] ；将寄存器R0中的半字数据写入以R1＋8为地址的存储器中。 另外：LDRSH 带符号半字操作（符号位扩展） LDRSB 带符号字节操作（符号位扩展） LDRD Rd，[Rn] 双字操作，Rd和Rd+1两个寄存器构成64位，Rd为偶数寄存器且不能为R14 STRD Rd，[Rn] null5.3.4 批量数据加载/存储指令 　批量数据加载/存储指令可以一次在一片连续的存储器单元和多个寄存器之间传送数据。 　批量加载指令用于将一片连续的存储器中的数据传送到多个寄存器，批量数据存储指令则完成相反的操作。 　常用的加载存储指令如下： LDM 批量数据加载指令 STM 批量数据存储指令 使用 堆栈: maintaining full or empty stacks which can grow up or down memory 上下文切换: 保存或重新存储工作寄存器 块拷贝:在主存储器中移动大数据块 寻址 Pre/Post indexing Auto increment or decrement 回写到基址寄存器Write back the base registernullLDM和STM——多寄存器加载/存储指令编码指令执行的条件码S对应于指令中的”^”符号P表示前/后变址U表示加/减W表示回写寄存器列表Rn为基址寄存器L用于区别加载（L为1）或存储（L为0）nullLDM（或STM）指令 LDM（或STM）{条件}{类型} 基址寄存器{！}，寄存器列表{∧} LDM（或STM）指令用于从由基址寄存器所指示的一片连续存储器到寄存器列表所指示的多个寄存器之间传送数据，该指令的常见用途是将多个寄存器的内容入栈或出栈。 其中，{类型}为以下几种情况： IA 每次传送后地址加1； IB 每次传送前地址加1； DA 每次传送后地址减1； DB 每次传送前地址减1； FD 满递减堆栈； ED 空递减堆栈； FA 满递增堆栈； EA 空递增堆栈； 堆栈操作，基址寄存器常用R13数据块传送null{！}为可选后缀，若选用该后缀，则当数据传送完毕之后，将最后的地址写入基址寄存器，否则基址寄存器的内容不改变； 基址寄存器不允许为R15，寄存器列表可以为R0～R15的任意组合； {∧}为可选后缀，当指令为LDM且寄存器列表中包含R15，选用该后缀时表示：除了正常的数据传送之外，还将SPSR复制到CPSR。同时，该后缀还表示传入或传出的是用户模式下的寄存器，而不是当前模式下的寄存器。 指令示例： STMFD R13!，{R0，R4-R12，LR} ；将寄存器列表中的寄存器 ；（R0，R4到R12，LR）存入堆栈。 LDMFD R13!，{R0，R4-R12，PC} ；将堆栈内容恢复到寄存器 ；（R0，R4到R12，PC）。 LDMFD R13!,{R0，R4-R12，PC} ∧ ；将堆栈内容恢复到寄存器R0，R4到R12，PC， 同时SPSR复制到CPSRnull数据传送指令块拷贝 数据被存贮在基本寄存器的上面地址或下面地址 地址增加或减少是在存贮第一个值之前或之后开始的Note: 寄存器的部分或全部都可以用单指令传送 Note: 在表中的寄存器顺序并不重要,小编号寄存器对应小地址 Note: 在表中包括 r15 i将造成控制流的改变多寄存器数据传送 [Increment After]null多寄存器传送寻址模式r5r1r9’r0r9STMIA r9!, {r0,r1,r5} STMEA100016100c16101816r1r5r9STMDA r9!, {r0,r1,r5} STMEDr0r9’100016100c16101816r5r9STMDB r9!, {r0,r1,r5} STMFDr1r0r9’100016100c16101816r5r1r0r9’r9STMIB r9!, {r0,r1,r5} STMFA100016100c16101816新指针null SWP R0，R1，[R2] ；R0<-[R2],R1->[R2] SWP R0，R0，[R1] ；R0[R1] SWPB R0，R1，[R2] ；将R2所指向的存储器中的字节数据传送到R0， ；R0的高24位清零， ；同时将R1中的低8位数据传送到R2所指向的存储单元。 SWPB R0，R0，[R1] ；该指令完成将R1所指向的存储器中的字节数据 ；与R0中的低8位数据交换。 5.3.5 数据交换指令 数据交换指令能在存储器和寄存器之间交换数据。 SWP{条件}{B} 目的寄存器，源寄存器1，[源寄存器2] SWP指令用于将源寄存器2所指向的存储器中的数据传送到目的寄存器中，同时将源寄存器1中的数据传送到源寄存器2所指向的存储器中。显然，当源寄存器1和目的寄存器为同一个寄存器时，指令交换该寄存器和存储器的内容。 null5.3.6 跳转指令 跳转指令用于实现程序流程的跳转，在ARM程序中有两种方法可以实现程序流程的跳转： 直接向程序计数器PC写入跳转地址值 使用专门的跳转指令 通过向程序计数器PC写入跳转地址值，可以实现在4GB的地址空间中的任意跳转。 ARM指令集中的跳转指令可以完成从当前指令向前或向后的32MB的地址空间的跳转，包括以下4条指令： B 跳转指令 BL 带返回的跳转指令 BLX 带返回和状态切换的跳转指令 BX 带状态切换的跳转指令 null控制指令 分支和分支连接 跳到希望的指令中 保存当前的PC并返回 (with ‘L’ bit) Rm[0] == 1: Subsequent inst. are THUMB. Rm[0] == 0: Subsequent inst. are ARM.例： 从ARM状态切换到Thumb状态： LDR R0,=Label+1 BX R0 从Thumb状态切换到ARM状态： LDR R0,=Label BX R0目标地址null1、B指令 B{条件} 目标地址 B指令是最简单的跳转指令。一旦遇到一个 B 指令，ARM 处理器将立即跳转到给定的目标地址，从那里继续执行。 注意存储在跳转指令中的实际值是相对当前PC值的一个偏移量，而不是一个绝对地址，它的值由汇编器来计算。它是 24 位有符号数，左移两位后有符号扩展为 32 位，表示的有效偏移为 26 位(前后32MB的地址空间)。 B Label ；程序无条件跳转到标号Label处执行 CMP R1，＃0 ；当CPSR寄存器中的Z条件码置位时， ；程序跳转到标号Label处执行 BEQ Label null 2、BL指令 BL{条件} 目标地址 BL 是另一个跳转指令，但跳转之前，会在寄存器R14中保存PC的当前内容，因此，可以通过将R14 的内容重新加载到PC中，来返回到跳转指令之后的那个指令处执行。该指令是实现子程序调用的一个基本但常用的手段。以下指令： BL Label ；当程序无条件跳转到标号Label处执行时， ；同时将当前的PC值保存到R14中 Addr1Addr21.当程序执行到BL跳转指令时，硬件将下一条指令的地址Addr2装入LR寄存器，并把跳转地址装入程序计数器（PC）2. 程序跳转到目标地址Label继续执行，当子程序执行结束后，将LR寄存器内容存入PC，返回调用函数继续执行null 4、BX指令 BX{条件} 目标地址 BX指令跳转到指令中所指定的目标地址，目标地址处的指令既可以是ARM指令，也可以是Thumb指令。3、BLX指令 BLX 目标地址 BLX指令从ARM指令集跳转到指令中所指定的目标地址 并将处理器的工作状态有ARM状态切换到Thumb状态 该指令同时将PC的当前内容保存到寄存器R14中。 　因此，当子程序使用Thumb指令集，而调用者使用ARM指令集时，可以通过BLX指令实现子程序的调用和处理器工作状态的切换。同时，子程序的返回可以通过将寄存器R14值复制到PC中来完成。 分支和链接指令分支和链接指令分支子程序 (r14 serves as a link register) 嵌套子程序null5.3.7 程序状态寄存器访问指令 程序状态寄存器访问指令用于在程序状态寄存器和通用寄存器之间传送数据，程序状态寄存器访问指令包括以下两条 MRS 程序状态寄存器到通用寄存器的数据传送指令 MSR 通用寄存器到程序状态寄存器的数据传送指令 1、  MRS指令 MRS{条件} 通用寄存器，程序状态寄存器（CPSR或SPSR） MRS指令用于将程序状态寄存器的内容传送到通用寄存器中。 当需要改变程序状态寄存器的内容时，可用MRS将程序状态寄存器的内容读入通用寄存器，修改后再写回程序状态寄存器。 MRS R0，CPSR ；传送CPSR的内容到R0 MRS R0，SPSR ；传送SPSR的内容到R0null 2、 MSR指令 MSR{条件} 程序状态寄存器（CPSR或SPSR）_<域>，操作数 MSR指令用于将操作数的内容传送到程序状态寄存器的特定域中。其中，操作数可以为通用寄存器或立即数。 <域>用于设置程序状态寄存器中需要操作的位，32位的程序状态寄存器可分为4个域： 位[31：24]为条件标志位域，用f表示；位[23：16]为状态位域，用s表示； 位[15：8]为扩展位域，用x表示； 位[7：0]为控制位域，用c表示； 该指令通常用于恢复或改变程序状态寄存器的内容，在使用时，一般要在MSR指令中指明将要操作的域。 MSR CPSR，R0 ；传送R0的内容到CPSR MSR CPSR_c，R0 ；传送R0的内容到CPSR，但仅仅修改 ；CPSR中的控制位域 null(1)(2)(3)(4) 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、或者允许/禁止IRQ/FIQ中断等。 应用示例1： ;子程序：使能IRQ中断 ENABLE_IRQ MRS R0, CPSR BIC R0, R0,#0x80 MSR CPSR_c,R0 MOV PC,LR 应用示例2： ;子程序：禁能IRQ中断 DISABLE_IRQ MRS R0 CPSR ORR R0, R0,#0x80 MSR CPSR_c,R0 MOV PC,LR 1.将CPSR寄存器内容读出到R0；2.修改对应于CPSR中的I控制位；3.将修改后的值写回 CPSR寄存器的对应控制域；4.返回上一层函数；5.3.8 协处理器指令5.3.8 协处理器指令ARM指令集——协处理器指令 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nullARM指令——协处理器指令nullARM协处理器指令——数据操作指令 ARM处理器通过CDP指令通知ARM协处理器执行特定的操作。该操作由协处理器完成，即对命令的参数的解释与协处理器有关，指令的使用取决于协处理器。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。指令格式如下： 指令执行的条件码协处理器的特定操作码存放第1个源操作数的协处理器寄存器作为目标寄存器的协处理器寄存器指令操作的协处理器名可选的协处理器特定操作码存放第2个源操作数的协处理器寄存器CDP{cond} coproc,opcode1,CRd,CRn,CRm{,opcode2}数据操作指令编码nullARM协处理器指令——数据操作指令 ARM处理器通过CDP指令通知ARM协处理器执行特定的操作。该操作由协处理器完成，即对命令的参数的解释与协处理器有关，指令的使用取决于协处理器。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。指令格式如下： CDP{cond} coproc,opcode1,CRd,CRn,CRm{,opcode2} 应用示例： CDP p7,0,c0,c2,c3,0 ;对协处理器7操作，操作码为0， ;可选操作码为0 CDP p6,1,c3,c4,c5 ;对协处理器6操作，操作码为1 nullARM协处理器指令——数据存取指令 协处理器数据存取指令LDC/STC指令可以将某一连续内存单元的数据读取到协处理器的寄存器中，或者将协处理器的寄存器数据写入到某一连续的内存单元中，传送的字数由协处理器来控制。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。LDC{cond}{L} coproc, CRd,<地址> 数据存储指令格式STC{cond}{L} coproc, CRd,<地址> 数据读取指令格式nullARM协处理器指令——数据存取指令 协处理器数据存取指令LDC/STC指令可以将某一连续内存单元的数据读取到协处理器的寄存器中，或者将协处理器的寄存器数据写入到某一连续的内存单元中，传送的字数由协处理器来控制。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。数据操作指令编码指令执行的条件码P表示前/后变址U表示加/减W表示回写N表示数据大小L表示该指令是读取（为0）还是写入（为1）8位立即数偏移协处理器编号协处理器中的目标寄存器基址寄存器nullARM协处理器指令——数据存取指令 协处理器数据存取指令LDC/STC指令可以将某一连续内存单元的数据读取到协处理器的寄存器中，或者将协处理器的寄存器数据写入到某一连续的内存单元中，传送的字数由协处理器来控制。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。 应用示例： LDC p5,c2,[R2,#4] ;读取R2+4指向的内存单元的数据， ;传送到协处理器p5的c2寄存器中 STC p5,c1,[R0] ;将协处理器p5的C1寄存器内数据 ;传送到R0指向的内存单元数据操作指令编码nullARM协处理器指令——寄存器传送指令 如果需要在ARM处理器中的寄存器与协处理器中的寄存器之间进行数据传送，那么可以使用MCR/MRC指令。MCR指令用于将ARM处理器的寄存器中的数据传送到协处理器的寄存器。MRC指令用于将协处理器的寄存器中的数据传送到ARM处理器的寄存器中。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。 MCR{cond} coproc,opcode1,Rd,CRn,CRm{,opcode2} MRC指令格式（协处理器 ARM ）MCR指令格式（ARM协处理器）MRC{cond} coproc,opcode1,Rd,CRn,CRm{,opcode2} nullARM协处理器指令——寄存器传送指令 如果需要在ARM处理器中的寄存器与协处理器中的寄存器之间进行数据传送，那么可以使用MCR/MRC指令。MCR指令用于将ARM处理器的寄存器中的数据传送到协处理器的寄存器。MRC指令用于将协处理器的寄存器中的数据传送到ARM处理器的寄存器中。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。 寄存器传送指令编码指令执行的条件码表示协处理器特定操作码L表示数据是传入ARM（为0）还是传入协处理器（为1）存放第2个操作数的协处理器寄存器在ARM中的寄存器存放第1个操作数的协处理器寄存器协处理器编号可选的协处理器特定操作码nullARM协处理器指令——寄存器传送指令 如果需要在ARM处理器中的寄存器与协处理器中的寄存器之间进行数据传送，那么可以使用MCR/MRC指令。MCR指令用于将ARM处理器的寄存器中的数据传送到协处理器的寄存器。MRC指令用于将协处理器的寄存器中的数据传送到ARM处理器的寄存器中。若协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义指令异常中断。 寄存器传送指令编码 应用示例： MCR p6,2,R7,c1,c2 ;将ARM中的R7寄存器内容传递 ; 到协处理器6的C1和C2寄存器 null5.3.9 异常产生指令 ARM微处理器所支持的异常指令有如下两条： SWI 软件中断指令 BKPT 断点中断指令 （v5T体系） CLZ： 前导0计数（v5T体系） 软件中断指令SWI用于产生SWI异常中断，用来实现在用户模式下对操作系统中特权模式的程序的调用； 断点中断指令BKPT主要用于产生软件断点，供调试程序用。null SWI指令用于产生软中断，从而实现在从户模式变换到管理模式，并且将CPSR保存到管理模式的SPSR中，然后程序跳转到SWI异常入口。在其它模式下也可使用SWI指令，处理器同样地切换到管理模式。 该指令主要用于用户程序调用操作系统的系统服务，操作系统在SWI异常处理程序中进行相应的系统服务。SWI{cond} immed_24SWI指令格式SWI指令编码指令执行的条件码指令传递的参数（24位立即数）1、SWI指令 SWI{条件} 24位的立即数null 它将处理器置于监控（SVC）模式，从地址0x08开始执行指令。图中的24位立即数域并不影响指令的操作，它被操作系统用来判断用户程序调用系统例程的类型，相关参数通过通用寄存器来传递。 当指令中24位的立即数被忽略时，用户程序调用系统例程的类型由通用寄存器R0的内容决定，同时，参数通过其他通用寄存器传递。 SWI 0x02 ；该指令调用操作系统编号位02的系统例程。 其中最有用的是把r0底部字节中的字符送到用户器件一端显示的程序： SWI SWI_WritrC；输出 r0[7:0] 另一个有用的调用是把控制从用户程序返回到监视程序： null 在SWI异常中断处理程序中，取出SWI指令中立即数的步骤为： 首先确定引起软中断的SWI指令是ARM指令还是Thumb指令，这可通过对SPSR访问得到； 然后取得该SWI指令的地址，这可通过访问LR寄存器得到； 接着读出该SWI指令，分解出立即数。 HandlerSWI STMFD SP!, {R0-R3, R12, LR} ; 现场保护 MRS R0, SPSR ; 读取SPSR STMFD SP!, {R0} ; 保存SPSR TST R0, #0x20 ; 测试T标志位 LDRNE R0, [LR,#-2] ; 若是Thumb指令，读取指令码(16位) BICNE R0, R0, #0xFF00 ; 取得Thumb指令的8位立即数 LDREQ R0, [LR,#-4] ; 若是ARM指令，读取指令码(32位) BICEQ R0, R0, #0xFF000000 ; 取得ARM指令的24位立即数 ... LDMFD SP!, {R0-R3, R12, PC}^ ; SWI异常中断返回 null2、BKPT指令 BKPT 16位的立即数 BKPT指令产生软件断点中断，可用于程序的调试。 immed_16为表达式。其值为范围在0~65536内的整数（16位整数）。该立即数被调试软件用来保存额外的断点信息。 null 3、 CLZ——前导0计数指令 前导0计数指令CLZ 对Rm中的前导0的个数进行计数，结果放到Rd中。 v5T及以上体系使用。 指令格式： CLZ{} Rd, Rm 举例如下： MOV R2， #0X17C00 ；R2=0b0000 0000 0000 0001 0111 1100 0000 0000 CLZ R3， R2 ；R3=15null例：链表操作中的条件码应用 在链表中搜索与某一数据相等的元素。 链表的每个元素包括两个字，第1个字中包含一个字节数据；第2个字中包含指向下一个链表元素的指针，当这个指针为0时表示链表结束。 代码执行前R0指向链表的头元素，R1中存放将要搜索的数据；代码执行后R0指向第1个匹配的元素，或者当没有匹配元素时，R0为0。SEARCH CMP R0,#0 ;R0指针是否为空 LDRNEB R2,[R0] ;读取当前元素中的字节数据 CMPNE R1,R2 ;判断数据是否为搜索的数据 LDRNE R0,[R0,#4] ;如果不是,指针R0指向下一个元素 BNE SEARCH ;跳转到search执行 MOV PC,LR ;搜索完成，程序返回null 5.4 Thumb指令及应用 为兼容数据总线宽度为16位的应用系统。 Thumb指令集是ARM指令集的一个子集，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。 所有的Thumb指令都有对应的ARM指令。 Thumb指令集中操作数仍然是32位，指令地址也为32位，指令编码16位 舍弃了ARM指令集的一些特性，如大多数的Thumb指令是无条件执行的，而几乎所有的ARM指令都是有条件执行的；大多数的Thumb数据处理指令的目的寄存器与其中一个源寄存器相同。 由于Thumb指令的长度为16位，即只用ARM指令一半的位数来实现同样的功能，所以，要实现特定的程序功能，所需的Thumb指令的条数较ARM指令多。 nullnull在一般的情况下，Thumb指令与ARM指令的时间效率和空间效率关系为： —       Thumb代码所需的存储空间约为ARM代码的60％～70％ —       Thumb代码使用的指令数比ARM代码多约30％～40％ —