嵌入式系统4(ARM指令系统)讲义

循环右移，连同C标志循环右移一位。
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移位操作
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移位位数
➢ 移位位数可以用立即数(5位)或寄存器方式 给出
如： ADD R3，R2，R1，LSR #2 ADD R3，R2，R1，LSR R4
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4.4 基址寻址
➢ Load/Store指令的寻址方式 ➢ 利用一个寄存器的值作为存储器地址
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4.1 立即寻址
➢ 也叫立即数寻址
操作数就包含在指令的32位编码中 如： ADD R0，R0，#1
AND R3，R4，0xFF
➢ 只有第二源操作数可用立即数 ➢ 立即数要以“＃”为前缀，“＃”后加
“0x”或“&”表示16 进制，“0b”表示二进 制，“0d”或缺省表示十进制。
如： LDR R0，[R1] STR R0，[R1]
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4.5变址寻址
➢ Load/Store指令的寻址方式 ➢ 存储器地址由两部分组成
基址寄存器 地址偏移量
➢ 地址偏移量的形式
立即数 寄存器 寄存器及一个移位常数
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4.5.1 偏移量为立即数
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立即数的表示
➢ 立即数不能占用32位指令编码空间的全部 比特位。
ARM指令为单周期指令，也不可能再取指一次
➢ 用12位数据表示32位数据空间
指令编码中留给立即数的空间只有12位
➢ 每个立即数都由一个8位常数循环右移偶数 位得到
8 （常数）+ 4（偶数移位个数）= 12
可以添加在指令助记符的后面和指令同时使用
➢ 条件码占指令码的高4位
16种条件标志中，只有15种可用（如图），第 16种（1111）为系统保留。
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4. ARM寻址方式
➢ 寻址方式是根据指令编码中给出的地址码字段来 寻找真实操作数的方法
➢ 分类
立即寻址 寄存器寻址 寄存器移位寻址 基址寻址 变址寻址 相对寻址 块拷贝寻址 堆栈寻址
嵌入式系统
第四讲 ARM指令系统
本节内容
➢ ARM指令集简述 ➢ ARM指令格式 ➢ ARM指令集编码 ➢ ARM寻址方式 ➢ ARM指令介绍 ➢ Thumb指令介绍
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1. ARM指令集简述
➢ Load/Store 结构
在通用寄存器中进行操作； load/store –从存储器中读某个值，操作完后再将其放回存
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例子
➢ 合法的立即数
0xF200 (0b1111_0010_0000_0000) 0x110000(0b0001_0001_0000_0000_0000_0000) 0x12800(0b0001_0010_1000_0000_0000_0000)
➢ 非法的立即数
➢ LDR R0, [R1]
读取R1地址上的存储器单元内容，执行条件AL
➢ BEQ DATAEVEN
跳转指令，执行条件EQ，即相等则跳转到DATAEVEN
➢ SUBNES R1, R1, #0x0D
条件执行减法运算(NE)，R1-0x0D=>R1，影响CPSR寄存器 （带有S）
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如： MOV R1，R2； R2 -> R1
SUB R0，R1，R2；R1 - R2 -> R0
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4.3 寄存器移位寻址
➢ 寄存器移位寻址是ARM指令集特有的寻址 方式，是寄存器寻址方式的增强形式
如：MOV R0，R2，LSL #3； R2 的值左移3 位，结果放入 R0，即R0 = R2 * 8
注：{}为可选项
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3. ARM指令集编码
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条件码
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条件码
➢ 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
条件满足时，指令被执行， 否则指令被忽略（相当于NOP指令）。
➢ 条件码可用2个字符表示
储器中。
➢ 指令分类（6类）
数据处理指令 load/store指令 跳转指令 CPSR处理指令 异常产生指令 协处理器指令
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举例
➢ ADD R2, R1, R0
加法指令，R1＋R0＝>R2
➢ ADDS R1, R1, #1
加法指令，R1＋1＝>R1 影响CPSR寄存器（带有S）
➢ 存储器地址为基址寄存器值加上/减去立即 数偏移量
➢ U控制位为1时加上偏移量；U控制位为0时 减去偏移量
ANDS R1，R1，R2，LSL R3 ； R2 的值左移R3 位，然后和R1 相与操作，结果放入R1
➢ 注：第2操作数的12位编码空间有冗余位
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移位方式
➢ LSL (Logical Shift Left) 逻辑左移 ➢ LSR (Logical Shift Right) 逻辑右移 ➢ ASL (Arithmetic Shift Left) 算术左移 ➢ ASR (Arithmetic Shift Right) 算术右移 ➢ ROR (Rotate Right) 循环右移 ➢ RRX (Rotate Right Extended by 1 Place)带扩展的
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2. ARM指令格式
➢ 基本格式
<opcode>{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>{,<operand2>}
➢ 说明
opcode 指令助记符，如LDR，STR 等
cond 执行条件，如EQ，NE 等
S
是否影响CPSR 寄存器的值
Rd 目标寄存器
Rn 存放第一操作数的寄存器
operand2 第二个操作数
0x1010 (0b0001_0000_0001_0000) 0x00102(0b0000_0000_0001_0000_0010) 0xFF1000(0b1111_1111_0001_0000_0000_0000)
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4.2 寄存器寻址
➢ 操作数的值在寄存器中，指令中的地址码 字段指出的是寄存器编号，指令执行时直 接取出寄存器值操作。