嵌入式系统讲义

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1、嵌入式系统讲义第3章ARM指令系统周国运2007.3第3章ARM指令系统主要内容3.1ARM指令结构3.2ARM寻址方式3.3ARM指令集3.4Thumb指令集3.5ARM伪指令3.6ARM汇编语言程序设计3.1ARM指令系统概述主要内容一、指令系统概念二、ARM指令的特点三、ARM指令的格式四、指令的条件码3.1ARM指令系统概述一、指令系统概念指令：是规定计算机进行某种操作的命令。指令系统：计算机能够执行的各种指令的集合。二、ARM指令的特点所有指令都是32位的。大多数指令都在单周期内完成。所有指令都可以条件执行

2、。ARM指令为load/store类型。基本指令仅36条，分成五类。有7种寻址方式。指令集可以通过协处理器扩展。ARM指令是加载/存储(Load/Store)型：也即指令集仅能处理寄存器中的数据，而且处理结果都要放回寄存器中，而对系统存储器的访问则需要通过专门的加载/存储指令来完成。ARM指令可以分为五大类：数据处理指令、存储器访问指令、分支指令、协处理器指令、杂项指令。ARM指令有7种寻址方式：立即寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、堆栈寻址、块拷贝寻址、相对寻址。三、ARM指令的格式ARM指令基本的语法格

3、式为：{}{s},{,}Opcode：指令操作码。cond：指令的条件码。S：决定指令的操作是否影响cpsr的值。Rd：目标寄存器编码。Rn：包含第一个操作数的寄存器编码。Operand2：第2操作数。ARM指令典型的编码格式为：（数据处理指令类）CondOpcodeSRnRdOperand2011121516192021242527283178例：ADDSR2，R1，#1SUBNESR2，R1，#0x20LDRR0，[R1]四、指令的条件码条件码的位数

4、和位置：每条ARM指令包含4位条件码域,它占用指令编码的最高四位[31：28]。条件码的表示：条件编码共24＝16种，其中，15种用于指令的条件码。每种条件码用2个英文缩写字符表示。（见P47表2-6）带条件指令的执行：ARM处理器根据指令的执行条件是否满足，决定当前指令是否执行。只有在cpsr中的条件标志位满足指定的条件时，指令才会被执行。不符合条件的代码依然占用一个时钟周期（相当于一个NOP指令）。条件码的书写方法：条件码的位置在指令助记符的后面（因此也称为条件后缀）。例如：MOVEQR0,R1指令条

5、件码表条件码助记符含义标志0000EQ相等Z=10001NE不相等Z=00010CS/HS无符号数大于或等于C=10011CC/LO无符号数小于C=00100MI负数N=10101PI非负数N=00110VS溢出V=10111VC没有溢出V=01000HI无符号数大于C=1且Z=01001LS无符号数小于或等于C=0或Z=11010GE有符号数大于或等于N=V1011LT有符号数小于N!=V1100GT有符号数大于Z=0且N=V1101LE有符号数小于或等于Z=1或N!=V1110AL无条件执行任意1111保留v5以

6、下版本总执行,v5及以上版本有用3.2ARM寻址方式主要内容一、立即寻址二、寄存器寻址三、寄存器间接寻址四、基址寻址五、堆栈寻址六、块拷贝寻址七、相对寻址3.2ARM寻址方式寻址方式：处理器根据指令中给出的（地址）信息，寻找操作数（物理地址）的方式。我们将ARM指令系统的寻址方式分为7种（有分为9种的等）。3.2.1立即寻址立即寻址也叫立即数寻址。立即寻址概念：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。ADDR0，R0，＃1；R0←R0＋1MOVR

7、0，＃0x3f;R0←＃0x3f书写立即数时，要求以“＃”为前缀。十六进制数，＃后加0x或&,如#0x3f,#&3f.二进制数，＃后加0b,如#0b1011十进制数，#后加0d或缺省,如#0d678,#789如何构造32位立即数？在指令格式中，第二个操作数有12位：因此有效立即数immediate可以表示成：=immed_8循环右移（2×rot）4bit移位值(0-15)乘于2，得到一个范围在0-30，步长为2的移位值。因此，将ARM中的立即数称为8位位图。记住一条准则：“最后8位移动偶数位”得

8、到立即数。Immed_8rot……1211870ShifterRORimmediate031ror#0ror#8ror#300000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000007例：下列命令中，汇编器把立即数转换为移位操作：MOVR0,#4096;use