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汇编-ARMv8架构指令集

时间:2022-10-28 13:30:00 dcb连接器gn325blr固态继电器

1跳转指令

跳转指令用于跳转程序流程ARM有两种方法可以实现程序流程的跳转:

1.1 直接到程序计数器PC写入跳转地址值。

通过程序计数器PC跳转地址值可以写入4GB地址空间中的任址空间中的任意跳转

MOV LR,PC ;写下下一个指令地址LR

类似的指令可以保存未来的返回地址值,从而实现在4GB连续的线性地址空间的子程序调用。

1.2 使用特殊的跳转指令

ARM指令集中的跳转指令可以从当前指令向前或向后完成32MB地址空间的跳转包括以下四个说明:

1.2.1、B指令

B指令格式如下:

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,并继续执行。跳转指令中存储的实际值相对于当前值PC偏移值不是绝对地址,其值由汇编器计算(参考搜索方法中的相对搜索)。24位有符号数,左移两位后有符号扩展到32位,表示的有效偏移为26位(前后32MB的地址空间)。以下指令:

BLabel;程序无条件跳转到标号Label处执行   CMPR1,#0;当CPSR当寄存器中的Z条件码位置时,程序跳转到标号Label处执行  BEQLabel

1.2.2、BL指令

BL指令格式如下:

BL{条件}目标地址

BL是另一个跳转指令,但在跳转之前,会在寄存器R14中保存PC的当前内容,因此,可以通过将军R14重新加载的内容PC返回跳转指令后的指令。该指令是实现子程序调用的基本和常用手段。以下指令:

  BLLabel;当程序无条件跳转到标号时Label在执行时,同时将当前执行PC值保存到R14中

1.2.3、BLX指令

BLX指令格式如下:

BLX目标地址

BLX指令从ARM指令集跳转到指令中指定的目标地址,处理器的工作状态ARM状态切换到Thumb状态,同时将指令PC存储在寄存器中的当前内容R14中。因此,当子程序使用Thumb用户使用指令集ARM可通过指令集BLX指令实现子程序的调用和处理器工作状态的切换。同时,寄存器可以返回子程序R14值复制到PC中来完成。

1.2.4、BX指令

BX指令格式如下:

BX{条件}目标地址

BX指令跳转到指令中指定的目标地址,目标地址的指令可以是ARM指令,也可以Thumb指令

2.数据处理指令

数据处理指令可分为数据处理指令 数据传输指令、算术逻辑操作指令 、比较指令等。

  • 数据传输指令用于在寄存器和存储器之间双向传输数据。
  • 算术逻辑操作指令完成常用的算术和逻辑操作,不仅将操作结果保存在目的寄存器中,而且更新CPSR相应条件的标志位。
  • 比较指令不保存计算结果,只更新CPSR相应的条件标志位。

以下16条数据处理指令。

1、MOV指令

MOV指令格式如下:

MOV{条件}{S}目的寄存器,源操作数

MOV该指令可以完成从另一个寄存器、移位寄存器或立即加载到目的寄存器。S选项决定了指令的操作是否影响CPSR当没有S时,指令不更新中条件标志位的值CPSR中条件标志位值。

指令示例:

MOVR1,R0;将寄存器R0的值传到寄存器R1

MOVPC,R14;将寄存器R14的值传送到PC,常用于子程序返回

MOVR1,R0,LSL#3;将寄存器R0值左移3位后传输至R1

2、MVN指令

MVN指令格式如下:

MVN{条件}{S}目的寄存器,源操作数

MVN该指令可以完成从另一个寄存器、移位寄存器或立即加载到目的寄存器。MOV指令的区别在于在传输前被取反,即将取反值传输到目的寄存器。S决定了指令的操作是否影响CPSR当没有S时,指令不更新中条件标志位的值CPSR中条件标志位值。

指令示例:

MVNR0,#0;立即将数0反转到寄存器R0中,完成后R0=-1

3、CMP指令

CMP指令格式如下:

CMP{条件}操作数1,操作数2

CMP该指令用于将一个寄存器的内容与另一个寄存器的内容或即时数进行比较,同时更新CPSR中等条件标志位的值。该指令进行减法操作,但不存储结果,只更改条件标志位。标志位表示操作数1与操作数2之间的关系(大、小、相等)。例如,当操作数1大于操作数2时,就会有一些GT可执行后缀指令。

指令示例:

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

CMPR1,#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指令的格式为:

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反后进行比较,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。

指令示例:

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

   CMNR1,#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

5、  TST指令

TST指令的格式为:

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。

指令示例:

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)

TSTR1,#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指令的格式为:

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。

指令示例:

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

7、  ADD指令

ADD指令的格式为:

ADD{条件}{S} 目的寄存器,操作数1,操作数2

ADD指令用于把两个操作数相加,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。

指令示例:

ADD     R0,R1,R2                ; R0 = R1 + R2

ADD     R0,R1,#256              ; R0 = R1 + 256

ADD     R0,R2,R3,LSL#1         ; R0 = R2 + (R3 << 1)

8、  ADC指令

ADC指令的格式为:

ADC{条件}{S} 目的寄存器,操作数1,操作数2

ADC指令用于把两个操作数相加,再加上CPSR中的C条件标志位的值,并将结果存放到目的寄存器中。它使用一个进位标志位,这样就可以做比32位大的数的加法,注意不要忘记设置S后缀来更改进位标志。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。

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

9、  SUB指令

SUB指令的格式为:

SUB{条件}{S} 目的寄存器,操作数1,操作数2

SUB指令用于把操作数1减去操作数2,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。该指令可用于有符号数或无符号数的减法运算。

指令示例:

SUB     R0,R1,R2                ; R0 = R1 - R2

SUB     R0,R1,#256              ; R0 = R1 - 256

SUB     R0,R2,R3,LSL#1         ; R0 = R2 - (R3 << 1)

10、~~~~C指令

~~~~C指令的格式为:

~~~~C{条件}{S} 目的寄存器,操作数1,操作数2

~~~~C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,注意不要忘记设置S后缀来更改进位标志。该指令可用于有符号数或无符号数的减法运算。

指令示例:

SUBS    R0,R1,R2                         ; R0 = R1 - R2 - !C,并根据结果设置

                                                 CPSR的进位标志位

11、R~~~~指令

R~~~~指令的格式为:

R~~~~{条件}{S} 目的寄存器,操作数1,操作数2

R~~~~指令称为逆向减法指令,用于把操作数2减去操作数1,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。该指令可用于有符号数或无符号数的减法运算。

指令示例:

R~~~~     R0,R1,R2                              ; R0 = R2 – R1

R~~~~     R0,R1,#256                            ; R0 = 256 – R1

R~~~~     R0,R2,R3,LSL#1                       ; R0 = (R3 << 1) - R2

12、RSC指令

RSC指令的格式为:

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。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,注意不要忘记设置S后缀来更改进位标志。该指令可用于有符号数或无符号数的减法运算。

指令示例:

RSC     R0,R1,R2                             ; R0 = R2 – R1 - !C

13、AND指令

AND指令的格式为:

AND{条件}{S} 目的寄存器,操作数1,操作数2

AND指令用于在两个操作数上进行逻辑与运算,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。该指令常用于屏蔽操作数1的某些位。

指令示例:

AND R0,R0,#3                            ; 该指令保持R0的0、1位,其余位清零。

14、ORR指令

ORR指令的格式为:

ORR{条件}{S} 目的寄存器,操作数1,操作数2

ORR指令用于在两个操作数上进行逻辑或运算,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。该指令常用于设置操作数1的某些位。

指令示例:

ORR R0,R0,#3         ; 该指令设置R0的0、1位,其余位保持不变。

15、EOR指令

EOR指令的格式为:

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,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。该指令常用于反转操作数1的某些位。

指令示例:

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指令的格式为:

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。

指令示例:

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。

3、法指令与乘加指令

ARM微处理器支持的乘法指令与乘加指令共有6条,可分为运算结果为32位和运算结果为64位两类,与前面的数据处理指令不同,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,同时,目的寄存器和操作数1必须是不同的寄存器。 

乘法指令与乘加指令共有以下6条:

1、  MUL指令

MUL指令的格式为:

MUL{条件}{S} 目的寄存器,操作数1,操作数2

MUL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算,并把结果放置到目的寄存器中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中,操作数1和操作数2均为32位的有符号数或无符号数。

指令示例:

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指令的格式为:

MLA{条件}{S} 目的寄存器,操作数1,操作数2,操作数3

MLA指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算,再将乘积加上操作数3,并把结果放置到目的寄存器中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中,操作数1和操作数2均为32位的有符号数或无符号数。

指令示例:

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

3、  SMULL指令

SMULL指令的格式为:

SMULL{条件}{S}   目的寄存器Low,目的寄存器低High,操作数1,操作数2

SMULL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算,并把结果的低32位放置到目的寄存器Low中,结果的高32位放置到目的寄存器High中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中,操作数1和操作数2均为32位的有符号数。

指令示例:

SMULL   R0,R1,R2,R3       ;R0 = (R2 × R3)的低32位

                                 ;R1 = (R2 × R3)的高32位

4、  SMLAL指令

SMLAL指令的格式为:

SMLAL{条件}{S}   目的寄存器Low,目的寄存器低High,操作数1,操作数2

SMLAL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算,并把结果的低32位同目的寄存器Low中的值相加后又放置到目的寄存器Low中,结果的高32位同目的寄存器High中的值相加后又放置到目的寄存器High中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中,操作数1和操作数2均为32位的有符号数。

对于目的寄存器Low,在指令执行前存放64位加数的低32位,指令执行后存放结果的低32位。

对于目的寄存器High,在指令执行前存放64位加数的高32位,指令执行后存放结果的高32位。

指令示例:

SMLAL   R0,R1,R2,R3       ;R0 = (R2 × R3)的低32位 + R0

                                  ;R1 = (R2 × R3)的高32位 + R1

5、  UMULL指令

UMULL指令的格式为:

UMULL{条件}{S}   目的寄存器Low,目的寄存器低High,操作数1,操作数2

UMULL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算,并把结果的低32位放置到目的寄存器Low中,结果的高32位放置到目的寄存器High中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中,操作数1和操作数2均为32位的无符号数。

指令示例:

UMULL   R0,R1,R2,R3       ;R0 = (R2 × R3)的低32位

                                 ;R1 = (R2 × R3)的高32位

6、  UMLAL指令

UMLAL指令的格式为:

UMLAL{条件}{S}   目的寄存器Low,目的寄存器低High,操作数1,操作数2

UMLAL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算,并把结果的低32位同目的寄存器Low中的值相加后又放置到目的寄存器Low中,结果的高32位同目的寄存器High中的值相加后又放置到目的寄存器High中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中,操作数1和操作数2均为32位的无符号数。

对于目的寄存器Low,在指令执行前存放64位加数的低32位,指令执行后存放结果的低32位。

对于目的寄存器High,在指令执行前存放64位加数的高32位,指令执行后存放结果的高32位。

指令示例:

UMLAL   R0,R1,R2,R3                 ;R0 = (R2 × R3)的低32位 + R0

                                          ;R1 = (R2 × R3)的高32位 + R1

4、程序状态寄存器访问指令

1、  MRS指令

MRS指令的格式为:

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。该指令一般用在以下两种情况:

Ⅰ.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。

Ⅱ.当在异常处理或进程切换时,需要保存程序状态寄存器的值,可先用该指令读出程序状态寄存器的值,然后保存。

指令示例:

MRS R0,CPSR                         ;传送CPSR的内容到R0

MRS R0,SPSR                         ;传送SPSR的内容到R0

2、  MSR指令

MSR指令的格式为:

MSR{条件}    程序状态寄存器(CPSR或SPSR)_<>,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。<>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。

指令示例:

MSR CPSR,R0        ;传送R0的内容到CPSR

MSR SPSR,R0        ;传送R0的内容到SPSR

MSR CPSR_c,R0      ;传送R0的内容到SPSR,但仅仅修改CPSR中的控制位域

5、加载/存储指令

ARM微处理器支持加载/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:

1、LDR指令

LDR指令的格式为:

LDR{条件} 目的寄存器,<存储器地址>

LDR指令用于从存储器中将一个32位的字数据传送到目的寄存器中。该指令通常用于从存储器中读取32位的字数据到通用寄存器,然后对数据进行处理。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。该指令在程序设计中比较常用,且寻址方式灵活多样,请读者认真掌握。

指令示例:

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,#8] !                     ;将存储器地址为R1+8的字数据读入寄存器R0,

并将新地址R1+8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。

LDRR0,[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。

2、LDRB指令

LDRB指令的格式为:

LDR{条件}B 目的寄存器,<存储器地址>

LDRB指令用于从存储器中将一个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。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。

指令示例:

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

LDRH指令的格式为:

LDR{条件}H 目的寄存器,<存储器地址>

LDRH指令用于从存储器中将一个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。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。

指令示例:

  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。

LDRHR0,[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。

4、STR指令

STR指令的格式为:

STR{条件} 源寄存器,<存储器地址>

STR指令用于从源寄存器中将一个32位的字数据传送到存储器中。该指令在程序设计中比较常用,且寻址方式灵活多样,使用方式可参考指令LDR。

指令示例:

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。


STRB指令

STRB指令的格式为:

STR{条件}B 源寄存器,<存储器地址>

STRB指令用于从源寄存器中将一个8位的字节数据传送到存储器中。该字节数据为源寄存器中的低8位。

指令示例:

STRB    R0,[R1]             ;将寄存器R0中的字节数据写入以R1为地址的存储

                                  器中。

STRB    R0,[R1,#8]        ;将寄存器R0中的字节数据写入以R1+8为地址的

                                  存储器中。


STRH指令

STRH指令的格式为:

STR{条件}H 源寄存器,<存储器地址>

STRH指令用于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。

指令示例:

    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。


STUR 指令
stur 寄存器,[内存地址]

与STR的区别:

        用于:右边立即数是负数的情况

例如下面汇编代码

str w11, [x10, #0xa0]
stur w12, [x29, #-0x18]

局部变量:

int a = 3;

mov    w12, #0x3
stur   w12, [x29, #-0x18]

mov 先把3 赋值给寄存器w12,然后 stur存储指令把w12 寄存器里的内容写入内存地址 x29, #-0x18 里.

再看全局变量 int g_a = 0;

g_a = 10;


mov    w11, #0xa
str    w11, [x10, #0xa0]

mov 先把10=16进制0xa赋值给了 w11
str存储指令把w11里的内容写入 内存地址 x10, #0xa0 里面.

6、批量数据加载/存储指令

ARM微处理器所支持批量数据加载/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(或STM)指令

LDM(或STM)指令的格式为:

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;

{!}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,LR)。

7、数据交换指令

1、SWP指令

SWP指令的格式为:

SWP{条件} 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字数据传送到目的寄存器中,同时将源寄存器1中的字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。

指令示例:

SWP   R0,R1,[R2]                    ;将R2所指向的存储器中的字数据传送到R0,同时                                        将R1中的字数据传送到R2所指向的存储单元。

SWP   R0,R0,[R1]             ;该指令完成将R1所指向的存储器中的字数据与R0中的数据

交换。

2、SWPB指令

SWPB指令的格式为:

SWP{条件}B 目的寄存器,源寄存器1,[源寄存器2]

SWPB指令用于将源寄存器2所指向的存储器中的字节数据传送到目的寄存器中,目的寄存器的高24清零,同时将源寄存器1中的字节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。

指令示例:

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。

8、移位指令(操作)

1、LSL(或ASL)操作

LSL(或ASL)操作的格式为:

通用寄存器,LSL(或ASL) 操作数      

LSL(或ASL)可完成对通用寄存器中的内容进行逻辑(或算术)的左移操作,按操作数所指定的数量向左移位,低位用零来填充。其中,操作数可以是通用寄存器,也可以是立即数(0~31)。

操作示例

MOV   R0, R1, LSL#2               ;将R1中的内容左移两位后传送到R0中。

2、LSR操作

LSR操作的格式为:

通用寄存器,LSR 操作数      

LSR可完成对通用寄存器中的内容进行右移的操作,按操作数所指定的数量向右移位,左端用零来填充。其中,操作数可以是通用寄存器,也可以是立即数(0~31)。

操作示例: 

MOV   R0, R1, LSR#2            ;将R1中的内容右移两位后传送到R0中,左端用

                                      零来填充。

3、ASR操作

ASR操作的格式为:

通用寄存器,ASR 操作数      

ASR可完成对通用寄存器中的内容进行右移的操作,按操作数所指定的数量向右移位,左端用第31位的值来填充。其中,操作数可以是通用寄存器,也可以是立即数(0~31)。

操作示例:

MOV    R0, R1, ASR#2          ;将R1中的内容右移两位后传送到R0中,左端用

                                              第31位的值来填充。

4、ROR操作

ROR操作的格式为:

通用寄存器,ROR 操作数      

ROR可完成对通用寄存器中的内容进行循环右移的操作,按操作数所指定的数量向右循环移位,左端用右端移出的位来填充。其中,操作数可以是通用寄存器,也可以是立即数(0~31)。显然,当进行32位的循环右移操作时,通用寄存器中的值不改变。

操作示例:

MOV    R0, R1, ROR#2           ;将R1中的内容循环右移两位后传送到R0中。

5、RRX操作

RRX操作的格式为:

通用寄存器,RRX 操作数      

RRX可完成对通用寄存器中的内容进行带扩展的循环右移的操作,按操作数所指定的数量向右循环移位,左端用进位标志位C来填充。其中,操作数可以是通用寄存器,也可以是立即数(0~31)。

操作示例:

MOV   R0, R1, RRX#2             ;将R1中的内容进行带扩展的循环右移两位后传送到R0中。

9、协处理器指令

1、CDP指令

CDP指令的格式为:

CDP{条件} 协处理器编码,协处理器操作码1,目的寄存器,源寄存器1,源寄存器2,协处理器操作码2。

CDP指令用于ARM处理器通知ARM协处理器执行特定的操作,若协处理器不能成功完成特定的操作,则产生未定义指令异常。其中协处理器操作码1和协处理器操作码2为协处理器将要执行的操作,目的寄存器和源寄存器均为协处理器的寄存器,指令不涉及ARM处理器的寄存器和存储器。

指令示例:

  CDP   P3,2,C12,C10,C3,4   ;该指令完成协处理器P3的初始化 

2、LDC指令

LDC指令的格式为:

LDC{条件}{L} 协处理器编码,目的寄存器,[源寄存器]

LDC指令用于将源寄存器所指向的存储器中的字数据传送到目的寄存器中,若协处理器不能成功完成传送操作,则产生未定义指令异常。其中,{L}选项表示指令为长读取操作,如用于双精度数据的传输。

指令示例:

   LDC   P3,C4,[R0]                ;将ARM处理器的寄存器R0所指向的存储器中

                                         的字数据传送到协处理器P3的寄存器C4中。 

3、STC指令

STC指令的格式为:

STC{条件}{L} 协处理器编码,源寄存器,[目的寄存器]

STC指令用于将源寄存器中的字数据传送到目的寄存器所指向的存储器中,若协处理器不能成功完成传送操作,则产生未定义指令异常。其中,{L}选项表示指令为长读取操作,如用于双精度数据的传输。

指令示例:

STC   P3,C4,[R0]              ;将协处理器P3的寄存器C4中的字数据传送到

                                      ARM处理器的寄存器R0所指向的存储器中。 

4、MCR指令

MCR指令的格式为:

MCR{条件} 协处理器编码,协处理器操作码1,源寄存器,目的寄存器1,目的寄存器2,协处理器操作码2。

MCR指令用于将ARM处理器寄存器中的数据传送到协处理器寄存器中,若协处理器不能成功完成操作,则产生未定义指令异常。其中协处理器操作码1和协处理器操作码2为协处理器将要执行的操作,源寄存器为ARM处理器的寄存器,目的寄存器1和目的寄存器2均为协处理器的寄存器。

指令示例:

   MCR   P3,3,R0,C4,C5,6       ;该指令将ARM处理器寄存器R0中的数据传送到协处理器P3的寄存器C4和C5中。 

5、MRC指令

MRC指令的格式为:

MRC{条件} 协处理器编码,协处理器操作码1,目的寄存器,源寄存器1,源寄存器2,协处理器操作码2。

MRC指令用于将协处理器寄存器中的数据传送到ARM处理器寄存器中,若协处理器不能成功完成操作,则产生未定义指令异常。其中协处理器操作码1和协处理器操作码2为协处理器将要执行的操作,目的寄存器为ARM处理器的寄存器,源寄存器1和源寄存器2均为协处理器的寄存器。

指令示例:

  MRC   P3,3,R0,C4,C5,6        ;该指令将协处理器P3的寄存器中的数据传

                                         送到ARM处理器寄存器中。 

10、异常产生指令

1、SWI指令

SWI指令的格式为:

SWI{条件} 24位的立即数

SWI指令用于产生软件中断,以便用户程序能调用操作系统的系统例程。操作系统在SWI的异常处理程序中提供相应的系统服务,指令中24位的立即数指定用户程序调用系统例程的类型,相关参数通过通用寄存器传递,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。 

指令示例:

   SWI   0x02                         ;该指令调用操作系统编号位02的系统例程。

2、BKPT指令

BKPT指令的格式为:

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。

11  ARM汇编器所支持的伪指令

在ARM汇编语言程序里,有一些特殊指令助记符,这些助记符与指令系统的助记符不同,没有相对应的操作码,通常称这些特殊指令助记符为伪指令,他们所完成的操作称为伪操作。伪指令在源程序中的作用是为完成汇编程序作各种准备工作的,这些伪指令仅在汇编过程中起作用,一旦汇编结束,伪指令的使命就完成。

在ARM的汇编程序中,有如下4种伪指令:符号定义伪指令、数据定义伪指令、汇编控制伪指令、宏指令以及其他伪指令。

11.1   符号定义(Symbol Definition)伪指令

符号定义伪指令用于定义ARM汇编程序中的变量、对变量赋值以及定义寄存器的别名等操作。常见的符号定义伪指令有如下4种:

1、  GBLA、GBLL和GBLS

语法格式:

GBLA(GBLL或GBLS)  全局变量名

GBLA、GBLL和GBLS伪指令用于定义一个ARM程序中的全局变量,并将其初始化。其中:

GBLA伪指令用于定义一个全局的数字变量,并初始化为0;

GBLL伪指令用于定义一个全局的逻辑变量,并初始化为F(假);

GBLS伪指令用于定义一个全局的字符串变量,并初始化为空;

由于以上三条伪指令用于定义全局变量,因此在整个程序范围内变量名必须唯一。

使用示例:

GBLA    Test1                   ;定义一个全局的数字变量,变量名为Test1

Test1   SETA    0xaa            ;将该变量赋值为0xaa

GBLL    Test2                    ;定义一个全局的逻辑变量,变量名为Test2

Test2   SETL    {TRUE}          ;将该变量赋值为真

GBLS    Test3                   ;定义一个全局的字符串变量,变量名为Test3

Test3   SETS    “Testing”      ;将该变量赋值为“Testing”

2、  LCLA、LCLL和LCLS

语法格式:

LCLA(LCLL或LCLS)  局部变量名

LCLA、LCLL和LCLS伪指令用于定义一个ARM程序中的局部变量,并将其初始化。其中:

LCLA伪指令用于定义一个局部的数字变量,并初始化为0;

LCLL伪指令用于定义一个局部的逻辑变量,并初始化为F(假);

LCLS伪指令用于定义一个局部的字符串变量,并初始化为空;

    以上三条伪指令用于声明局部变量,在其作用范围内变量名必须唯一。

使用示例:

LCLA   Test4                    ;声明一个局部的数字变量,变量名为Test4

Test3   SETA    0xaa             ;将该变量赋值为0xaa

LCLL    Test5                     ;声明一个局部的逻辑变量,变量名为Test5

Test4   SETL    {TRUE}           ;将该变量赋值为真

LCLS   Test6                    ;定义一个局部的字符串变量,变量名为Test6

Test6   SETS    “Testing”       ;将该变量赋值为“Testing”

3、  SETA、SETL和SETS

语法格式:

变量名   SETA(SETL或SETS) 表达式

伪指令SETA、SETL、SETS用于给一个已经定义的全局变量或局部变量赋值。

SETA伪指令用于给一个数学变量赋值;

SETL伪指令用于给一个逻辑变量赋值;

SETS伪指令用于给一个字符串变量赋值;

其中,变量名为已经定义过的全局变量或局部变量,表达式为将要赋给变量的值。

使用示例:

LCLA    Test3                   ;声明一个局部的数字变量,变量名为Test3

Test3   SETA   0xaa            ;将该变量赋值为0xaa

LCLL    Test4                   ;声明一个局部的逻辑变量,变量名为Test4

Test4   SETL   {TRUE}          ;将该变量赋值为真

4、  RLIST

语法格式:

名称 RLIST  {寄存器列表}

RLIST伪指令可用于对一个通用寄存器列表定义名称,使用该伪指令定义的名称可在ARM指令LDM/STM中使用。在LDM/STM指令中,列表中的寄存器访问次序为根据寄存器的编号由低到高,而与列表中的寄存器排列次序无关。

    使用示例:

RegList RLIST   {R0-R5,R8,R10} ;将寄存器列表名称定义为RegList,可

在ARM指令LDM/STM中通过该名称访

问寄存器列表。

11.2、数据定义(Data Definition)伪指令

数据定义伪指令一般用于为特定的数据分配存储单元,同时可完成已分配存储单元的初始化。常见的数据定义伪指令有如下9种:

1、  DCB

语法格式:

标号     DCB 表达式

DCB伪指令用于分配一片连续的字节存储单元并用伪指令中指定的表达式初始化。其中,表达式可以为0~255的数字或字符串。DCB也可用“=”代替。

使用示例:

Str DCB “This is a test!”  ;分配一片连续的字节存储单元并初始化。

2、  DCW(或DCWU)

语法格式:

标号     DCW(或DCWU)   表达式

DCW(或DCWU)伪指令用于分配一片连续的半字存储单元并用伪指令中指定的表达式初始化。其中,表达式可以为程序标号或数字表达式。。

用DCW分配的字存储单元是半字对齐的,而用DCWU分配的字存储单元并不严格半字对齐。

使用示例:

DataTest    DCW     1,2,3  ;分配一片连续的半字存储单元并初始化。

3、  DCD(或DCDU)

语法格式:

标号     DCD(或DCDU)   表达式

DCD(或DCDU)伪指令用于分配一片连续的字存储单元并用伪指令中指定的表达式初始化。其中,表达式可以为程序标号或数字表达式。DCD也可用“&”代替。

用DCD分配的字存储单元是字对齐的,而用DCDU分配的字存储单元并不严格字对齐。

使用示例:

           DataTest   DCD     4,5,6  ;分配一片连续的字存储单元并初始化。

4、  DCFD(或DCFDU)

语法格式:

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