arm体系架构与原理教学-04arm指令系统及汇编程序设计

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1、嵌入式系统教案2021/8/142提纲1324ARM指令系统ARM和THUMB混合调用ATPCS介绍THUMB指令系统第四章ARM指令系统及汇编程序设计3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：使用专门的跳转指令。直接向程序计数器PC写入跳转地址值。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ARM指令系统4B指令B指令的格式为：B{条件}目标地址B指令是最

2、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)。如：BLabel/*程序无条件跳转到标号Label处执行*/ARM指令系统5BL指令BL指令的格式为：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

3、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：BLLabel/*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*/ARM指令系统6BLX指令BLX指令的格式为：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由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R

4、14值复制到PC中来完成。ARM指令系统7BX指令BX指令的格式为：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。ARM指令系统8数据处理指令数据处理指令可分为数据传送指令、算术逻辑运算指令和比较指令等。数据传送指令用于在寄存器和存储器之间进行数据的双向传输。算术逻辑运算指令完成常用的算术与逻辑的运算，该类指令不但将运算结果保存在目的寄存器中，同时更新CPSR中的相应条件标志位。比较指令不保存运算结果，只更新CPSR中相应的条件标志位。ARM指令系统9数据处理指令—灵活的

5、第二操作数如：ADD{cond}{S}Rd,Rn,Operand2Operand2可能的形式：#immed_8rRm{,shift}ADDr0,r1,#100ADDr0,r1,r2ADDr0,r1,r2,ASR#1ARM指令系统R0=r1+100R0=r1+r2R0=r1+(r2算术右移一位)若指定S，则根据操作结果更新条件码标志10数据处理指令—Shift移位模式ASRn算术右移n位（1<=n<=32）LSLn逻辑左移n位（1<=n<=32）LSRn逻辑右移n位（1<=n<=32）RORn循环右移n位（1<=n<=32）RRX带扩展的循环右

6、移1位typeRstype=ASR/LSL/LSR/ROTARM指令系统11ASR算术右移n位即Rm中的内容除以2的n次方。将原来的位[31]拷贝到寄存器左边的n位中，即空出的最高位补符号位。ARM指令系统12LSR和LSL逻辑右移n位，即将Rm的内容除以2的n次方。寄存器左边的n位清零。逻辑左移n位，即将Rm的内容乘以2的n次方。寄存器右边的n位清零。ARM指令系统13ROR循环右移n位，把寄存器右边的n位移动到结果的左边n位。ARM指令系统14RRX带扩展的循环右移将Rm的内容循环右移一位。进位标志拷贝到Rm的位31。ARM指令系统15M

7、OV指令MOV指令的格式为：MOV{条件}{S}目的寄存器，源操作数MOV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。其中S选项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。指令示例：MOVR1，R0MOVR1，R0，LSL＃3ARM指令系统16MVN指令MVN指令的格式为：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，即把一个被取反的值传送到目的寄

8、存器中。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。MVNR0，＃0ARM指令系统17CMP指令CMP指令的