ARM指令集解析
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arm架构指令集ARM架构是目前最主流的嵌入式系统架构之一,它具有低功耗、低成本、高性能等优势,深受广大开发者的喜爱。
其中,指令集是ARM 架构的重要组成部分,对开发者而言,掌握各种指令集非常有必要。
接下来,我们将分步骤阐述ARM架构指令集相关的内容。
一、ARM架构概述ARM架构是一种精简指令集架构(RISC),它最初是由英国的ARM 公司于上世纪80年代初提出的,以应对当时高端嵌入式设备市场的需求。
其设计目标是提高能效和计算速度,并实现高度集成化,同时保持指令集设计的简洁性,方便硬件设计者进行系统优化。
二、ARM架构的指令集1. ARM指令集ARM指令集是最早的ARM体系结构,它由32位指令组成,主要应用于嵌入式系统和移动设备领域,是ARM架构中最主流的指令集。
ARM指令集包含了大量的寄存器和指令,如R0-R15、CMP、ADD等。
2. Thumb指令集Thumb指令集是ARM公司在1994年推出的,它主要是针对内存容量较小、功耗控制要求高的环境下使用,它采用16位指令长度,相较于常用的32位长度指令,能降低指令所占用的存储空间,从而节省成本。
Thumb指令集包括了比较特殊的指令,如CBZ、LDRH等。
3. Thumb-2指令集Thumb-2指令集是基于Thumb指令集的扩展版本,既支持16位指令长度,也支持32位指令长度。
Thumb-2指令集是为了兼顾高效和代码密度而设计的。
它采用了一系列新的指令,如MOV、LSL等,并将Thumb 和ARM两种指令集实现了无缝切换,便于编译器进行代码优化。
4. ARMv7-M指令集ARMv7-M指令集是ARM公司最新的嵌入式系统指令集,它在ARM指令集的基础上做了很多优化,提供更加高效、安全、实用的指令集,重点支持通用数学、位操作、存储器、DMA控制等指令。
它可以运行在更加高效的Cortex-M内核上,提供更加强大的性能和更佳的功耗控制。
三、总结在开发嵌入式系统和移动设备时,深入掌握各种指令集是非常有必要的,不同的指令集具有各自的优势和适用场景,开发者应该根据需求进行选择。
常用arm指令集ARM指令集是一种广泛使用的指令集架构,被广泛应用于各种嵌入式系统、移动设备和服务器等领域。
它具有高效、灵活、可扩展等特点,是现代计算机体系结构的重要组成部分。
本文将介绍常用的ARM指令集。
一、ARM指令集概述ARM指令集是一种精简指令集(RISC)架构,它采用了精简的指令集来提高执行效率和降低功耗。
由于其精简化的设计,ARM处理器可以在更小的面积内实现更高的性能和更低的功耗。
目前,ARM处理器已经广泛应用于各种嵌入式系统、移动设备和服务器等领域。
二、常用ARM指令集1.数据处理指令数据处理指令是最基本和最常用的ARM指令之一。
它包括加法、减法、乘法、除法等运算操作。
这些操作不涉及内存访问,只对寄存器中的数据进行操作。
例如:ADD R1, R2, R3:将R2和R3中的值相加,并将结果存储到R1中。
SUB R1, R2, #10:将R2中的值减去10,并将结果存储到R1中。
MUL R1, R2, R3:将R2和R3中的值相乘,并将结果存储到R1中。
2.数据传输指令数据传输指令是用于在寄存器和内存之间传输数据的指令。
它包括从内存读取数据、向内存写入数据等操作。
例如:LDR R1, [R2]:从地址为R2的内存单元中读取一个字节的数据,并将其存储到寄存器R1中。
STR R1, [R2]:将寄存器R1中的值写入地址为R2的内存单元中。
3.分支指令分支指令用于实现程序跳转,包括无条件跳转、有条件跳转等操作。
它是实现程序控制流程的关键指令之一。
例如:B label:无条件跳转到标记为label的位置。
BEQ label:如果前一次比较结果为相等,则跳转到标记为label的位置。
4.逻辑运算指令逻辑运算指令用于实现与、或、非、异或等逻辑运算操作。
它通常用于实现位操作和掩码操作等功能。
例如:AND R1, R2, #0xFF:将寄存器R2和0xFF进行按位与操作,并将结果存储到寄存器R1中。
ORR R1, R2, #0xFF:将寄存器R2和0xFF进行按位或操作,并将结果存储到寄存器R1中。
arm指令集类型摘要:一、arm 指令集简介1.arm 指令集的发展历程2.arm 指令集的优势和特点二、arm 指令集的类型1.armv1 和armv2 指令集2.armv3 指令集3.armv4 指令集4.armv5 指令集5.armv6 指令集6.armv7 指令集7.armv8 指令集三、arm 指令集的应用领域1.嵌入式系统2.移动设备3.服务器和数据中心4.物联网设备正文:arm 指令集类型随着科技的飞速发展,arm 指令集在现代处理器中扮演着举足轻重的角色。
arm 指令集以其高性能、低功耗和强大的兼容性在全球范围内得到了广泛的应用。
本文将对arm 指令集的类型进行详细的介绍。
一、arm 指令集简介arm 指令集起源于英国Acorn 计算机公司,后由ARM 公司进行进一步研发和推广。
它具有高性能、低功耗、指令集简单、开发成本低等优点。
arm 指令集在嵌入式系统、移动设备、服务器和数据中心等领域有着广泛的应用。
二、arm 指令集的类型arm 指令集从armv1 到armv8,共经历了八个版本的迭代。
1.armv1 和armv2 指令集:这是arm 指令集的早期版本,主要用于嵌入式系统。
2.armv3 指令集:在armv2 的基础上进行了改进,增加了浮点运算指令。
3.armv4 指令集:引入了Thumb-1 指令集,是一种基于arm 指令集的压缩指令集,可以减少程序的存储空间和运行时间。
4.armv5 指令集:对armv4 指令集进行了优化,提高了性能。
5.armv6 指令集:引入了Thumb-2 指令集,是对thumb-1 指令集的升级,增加了更多的指令,提高了性能。
6.armv7 指令集:在armv6 的基础上进行了改进,引入了VFPv3 和NEON 协处理器,增强了浮点运算和多媒体处理能力。
7.armv8 指令集:这是arm 指令集的最新版本,采用了全新的架构,包括AArch32 和AArch64 两种执行状态,支持64 位计算,显著提高了性能。
ARM指令集学习总结(转载)2008-11-24 01:12:37ARM指令集比较简单,本文介绍ARM指令集中需要注意和不易理解的地方。
一、ARM指令集是32位的,程序的启动都是从ARM指令集开始,包括所有异常中断都是自动转化为ARM状态,并且所有的指令都可以是有条件执行的。
二、ARM指令集是Load/Store型的,只能通过Load/Store指令实现对系统存储器的访问,而其他的指令都是基于处理器内部的寄存器操作完成的,这和INTEL汇编是不同的,初学者很不易理解。
三、指令的后缀:"S" 可选后缀,若指定S,则根据指令执行的结果更新CPSR中的条件码。
很多初学着不知道怎么更新,若这条指令执行完以后,对AR M程序状态寄存器的条件码标志(N,Z,C,V)的影响。
"! " 表示在完成数据操作以后,将更新基址寄存器,并且不消耗额外的时间。
如:LDR R0, [R1, #4] 他相当于R0 <- mem32[R1+4]R1 = R1+4;"^" LDMFD R13!, (R0-R3, PC)^ //"^"表示一条特殊形式的指令。
(在从存储器中装入PC的同时,CPSR也得到恢复)。
四、#号后面加0x或&表示十六进制:#0xFF, #&FF#号后面加0b表示二进制。
#号后面加0d表示十进制。
*******************************************************************************五、立即数寻址每个立即数都是采用一个8位的常数循环右移偶数位间接得到。
初学者不易理解:一个32位的指令不可能全部用来保存32位的立即数,所以从指令的编码格式上分析,在指令编码中只分配了12位来存储立即数,其中4位用来保存右循环值,8位用来保存一个常数,所以并不是每一个32位的立即数都是合法的。
Arm和x86是两种常见的指令集架构,分别用于移动设备和个人电脑。
它们的指令集有很多共同之处,但也有一些差异。
本文将介绍Arm和x86的常用指令用法,以帮助读者更好地理解这两种架构的特点和优劣势。
一、Arm指令集架构(Arm ISA)Arm是一种RISC(Reduced Instruction Set Computer)架构,其指令集相对较小,执行效率较高。
Arm指令集包括以下几类指令:1. 数据传送指令:包括MOV(数据传送)、LDR(加载)、STR(存储)等指令,用于在寄存器和内存之间传递数据。
2. 算术运算指令:包括ADD(加法)、SUB(减法)、MUL(乘法)、DIV(除法)等指令,用于进行各种算术运算。
3. 逻辑运算指令:包括AND(与)、ORR(或)、EOR(异或)、NOT(取反)等指令,用于执行逻辑运算。
4. 分支跳转指令:包括B(无条件跳转)、BEQ(等于时跳转)、BNE(不等于时跳转)等指令,用于在程序中实现跳转功能。
5. 特权指令:包括MRS(读特权寄存器)、MSR(写特权寄存器)、SVC(软中断)等指令,用于管理处理器的特权模式和中断处理。
以上是Arm指令集中的一些常用指令,通过它们可以实现各种功能和操作。
二、x86指令集架构(x86 ISA)x86是一种CISC(Complex Instruction Set Computer)架构,其指令集较大且复杂,包括以下几类指令:1. 数据传送指令:包括MOV(数据传送)、LEA(加载有效位置区域)、XCHG(交换数据)等指令,用于在寄存器和内存之间传递数据。
2. 算术运算指令:包括ADD(加法)、SUB(减法)、IMUL(整数乘法)、IDIV(整数除法)等指令,用于进行各种算术运算。
3. 逻辑运算指令:包括AND(与)、OR(或)、XOR(异或)、NOT(取反)等指令,用于执行逻辑运算。
4. 分支跳转指令:包括JMP(无条件跳转)、JE(等于时跳转)、JNE(不等于时跳转)等指令,用于在程序中实现跳转功能。
ARM汇编指令集一、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:Ⅰ.使用专门的跳转指令。
Ⅱ.直接向程序计数器PC写入跳转地址值。
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,在跳转之前结合使用MOV LR,PC等类似指令,可以保存将来的返回地址值,从而实现在4GB连续的线性地址空间的子程序调用。
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:1、B指令B指令的格式为: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(参考寻址方式中的相对寻址)。
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)。
以下指令: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 Label2、BL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3、BLX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。
arm架构指令集ARM架构是一种基于RISC(Reduced Instruction Set Computing)的计算机处理器架构,它被广泛应用于移动设备、嵌入式系统、网络设备等领域。
ARM指令集是ARM架构的核心部分,它定义了处理器如何执行指令以及如何访问内存和I/O设备。
一、ARM指令集概述1. ARM指令集分类ARM指令集可以分为三类:ARM指令集,Thumb指令集和Thumb-2指令集。
其中,ARM指令集是32位的,Thumb和Thumb-2是16位的。
2. ARM寄存器ARM架构有15个通用寄存器(R0-R14)和一个程序计数器(PC)。
通用寄存器可以用来存储数据或地址,程序计数器则用来存储下一条要执行的指令地址。
3. ARM指令格式ARM指令格式包括操作码、操作数和条件码。
操作码表示要执行的操作类型,操作数表示要进行操作的数据或地址,条件码表示在何种情况下执行该条指令。
4. ARM访问内存在ARM中,访问内存需要使用Load和Store指令。
Load用于将数据从内存中读取到寄存器中,Store用于将数据从寄存器中写入到内存中。
5. ARM流水线流水线是ARM处理器中的一种指令执行方式,它将指令执行过程分为若干个阶段,每个阶段可以同时执行不同的指令。
ARM流水线包括取指、译码、执行、访存和写回等阶段。
二、ARM指令集详解1. ARM指令集ARM指令集是32位的,它支持数据处理、分支跳转、访存和其他操作。
以下是一些常用的ARM指令:(1)MOV:将一个寄存器中的值移动到另一个寄存器中。
(2)ADD:将两个寄存器中的值相加,并将结果存储到另一个寄存器中。
(3)SUB:将两个寄存器中的值相减,并将结果存储到另一个寄存器中。
(4)MUL:将两个寄存器中的值相乘,并将结果存储到另一个寄存器中。
(5)CMP:比较两个寄存器中的值是否相等,并设置条件码。
2. Thumb指令集Thumb指令集是16位的,它可以减小程序大小和内存占用。
arm指令集详解2Load/Store指令Load/Store指令用于寄存器和内存间数据的传送。
Load 用于把内存中的数据装载到寄存器中。
Store用于把寄存器中的数据存入内存。
该集合的指令使用频繁,在指令集中最为重要,因为其他指令只能操作寄存器,当数据存放在内存中时,必须先把数据从内存装载到寄存器,执行完后再把寄存器中的数据存储到内存中。
Load/Store指令分为3类:(1)单一数据传送指令(LDR和STR等)(2)多数据传送指令(LDM和STM)(3)数据交换指令(SWP和SWPB)Load/Store指令1-11.LDR 字数据加载指令格式:LDR{<cond>} <Rd>,<addr>;功能:把addr所表示的内存地址中的字数据装载到目标寄存器Rd中,同时还可以把合成的有效地址写回到基址寄存器。
地址addr可以是一个简单的值、一个偏移量,或者是一个被移位的偏移量。
寻址方式:Rn:基址寄存器。
Rm:变址寄存器。
Index:偏移量,12位的无符号数。
LDR Rd,[Rn];把内存中地址为Rn的字数据装入寄存器Rd中LDR Rd,[Rn,Rm];将内存中地址为Rn+Rm的字数据装入寄存器Rd中Load/Store指令1-2LDR Rd,[Rn,#index];将内存中地址为Rn+index的字数据装入Rd中LDR Rd,[Rn,Rm,LSL#5];将内存中地址为Rn+Rm×32的字数据装入RdLDR Rd,[Rn,Rm] !;将内存中地址为Rn+Rm的字数据装入Rd,并将新地址Rn+Rm写入RnLDR Rd,[Rn,#index] !;将内存中地址为Rn+index的字数据装入Rd,并将新地址Rn+index写入RnLDR Rd,[Rn,Rm,LSL#5]!;将内存中地址为Rn+Rm×32的字数据装入Rd,并将新地址Rn+Rm×32写入RnLoad/Store指令1-3LDR Rd,[Rn],Rm;将内存中地址为Rn的字数据装入寄存器Rd,并将新地址Rn+Rm写入RnLDR Rd,[Rn],#index;将内存中地址为Rn的字数据装入寄存器Rd,并将新地址Rn+index 写入RnLDR Rd,[Rn],Rm,LSL#5;将内存中地址为Rn的字数据装入寄存器Rd,并将新地址Rn+Rm×32写入Rn例如:LDR R0,[R1,R2,LSL#5]!; 将内存中地址为R1+R2×32的字数据装入寄存器R0,并将新地址R1+R2×32写入R1Load/Store指令2LDRB 字节数据加载指令格式:LDR{<cond>}B <Rd>,<addr>;功能:同LDR指令,但该指令只是从内存读取一个8位的字节数据而不是一个32位的字数据,并将Rd的高24位清0。
ARM指令集详解(超详细!带实例!)ADC : 带进位的加法(Ad dition with C arry)ADC{条件}{S} <dest>, <op 1>, <op 2>dest = op_1 + op_2 + carryADC 将把两个操作数加起来,并把结果放置到目的寄存器中。
它使用一个进位标志位,这样就可以做比 32 位大的加法。
下列例子将加两个 128 位的数。
128 位结果: 寄存器 0、1、2、和 3第一个 128 位数: 寄存器 4、5、6、和 7第二个 128 位数: 寄存器 8、9、10、和 11。
ADDS R0, R4, R8 ; 加低端的字ADCS R1, R5, R9 ; 加下一个字,带进位ADCS R2, R6, R10 ; 加第三个字,带进位ADCS R3, R7, R11 ; 加高端的字,带进位如果如果要做这样的加法,不要忘记设置S 后缀来更改进位标志。
ADD : 加法(Add ition)ADD{条件}{S} <dest>, <op 1>, <op 2>dest = op_1 + op_2ADD 将把两个操作数加起来,把结果放置到目的寄存器中。
操作数 1 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,或一个立即值:ADD R0, R1, R2 ; R0 = R1 + R2ADD R0, R1, #256 ; R0 = R1 + 256ADD R0, R2, R3,LSL#1 ; R0 = R2 + (R3 << 1)加法可以在有符号和无符号数上进行。
AND : 逻辑与(logical AND)AND{条件}{S} <dest>, <op 1>, <op 2>dest = op_1 AND op_2AND 将在两个操作数上进行逻辑与,把结果放置到目的寄存器中;对屏蔽你要在上面工作的位很有用。
ARM指令集ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家知名企业。
设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。
1985年,第一个ARM原型在英国剑桥诞生。
ARM公司的特点是只设计芯片,而不生产。
ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商,每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。
利用这种合伙关系,ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。
ARM公司定义了6种主要的指令集体系结构版本。
V1---V6。
ARMV1:该版本的原型机是ARM1,没有用于商业产品。
ARMV2:对V1版进行了扩展,包含了对32位结果的乘法指令和协处理器指令的支持。
ARMV3:ARM公司第一个微处理器ARM6核心是版本3的,它作为IP核、独立的处理器、具有片上高速缓存、MMU和写缓冲的集成CPU。
ARMV4:当前应用最广泛的ARM指令集版本。
ARM7TDMI、ARM720T、ARM9TDMI、ARM940T、ARM920T、Intel的StrongARM等是基于ARMv4T 版本。
ARMv5:ARM9E-S、ARM966E-S、ARM1020E、ARM 1022E以及XScale是ARMv5TE的。
ARM9EJ-S、ARM926EJ-S、ARM7EJ-S、ARM1026EJ-S是基于ARMv5EJ的。
ARM10也采用。
其中后缀意义如下:E:增强型DSP指令集。
包括全部算法和16位乘法操作。
J:支持新的Java。
ARMv6:采用ARMv6核的处理器是ARM11系列。
ARM1136J(F)-S基于ARMv6主要特性有SIMD、Thumb、Jazelle、DBX、(VFP)、MMU。
ARM1156T2(F)-S基于ARMv6T2 主要特性有SIMD、Thumb-2、(VFP)、MPU。
ARM1176JZ(F)-S基于ARMv6KZ 在ARM1136EJ(F)-S 基础上增加MMU、TrustZone。
ARM指令集详解ARM可以用两套指令集:ARM指令集和Thumb指令集。
本文介绍ARM指令集。
在介绍ARM 指令集之前,先介绍指令的格式。
1 指令格式(1)基本格式<opcode>{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>{,<opcode2>}其中,<>内的项是必须的,{}内的项是可选的,如<opcode>是指令助记符,是必须的,而{<cond>}为指令执行条件,是可选的,如果不写则使用默认条件AL(无条件执行)。
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,书写时影响CPSR,否则不影响Rd 目标寄存器Rn 第一个操作数的寄存器operand2 第二个操作数指令格式举例如下:LDR R0,[R1] ;读取R1 地址上的存储器单元内容,执行条件ALBEQ DATAEVEN ;跳转指令,执行条件EQ,即相等跳转到DATAEVENADDS R1,R1,#1 ;加法指令,R1+1=R1 影响CPSR 寄存器,带有SSUBNES R1,R1,#0xD;条件执行减法运算(NE),R1-0xD=>R1,影响CPSR 寄存器,带有S (2)第2个操作数在ARM 指令中,灵活的使用第2个操作数能提高代码效率,第2个操作数的形式如下:#immed_8r常数表达式,该常数必须对应8 位位图,即常数是由一个8 位的常数循环移位偶数位得到。
合法常量0x3FC、0、0xF0000000、200、0xF0000001等都是合法常量。
非法常量0x1FE、511、0xFFFF、0x1010、0xF0000010等都是非法常量。
常数表达式应用举例如下:MOV R0,#1 ;R0=1AND R1,R2,#0x0F ;R2 与0x0F,结果保存在R1LDR R0,[R1],#-4 ;读取R1 地址上的存储器单元内容,且R1=R1-4Rm寄存器方式,在寄存器方式下操作数即为寄存器的数值。
ARM指令集详解(超详细!带实例!)算术和逻辑指令ADC : 带进位的加法(Ad dition with C arry)ADC{条件}{S} <dest>, <op 1>, <op 2>dest = op_1 + op_2 + carryADC 将把两个操作数加起来,并把结果放置到⽬的寄存器中。
它使⽤⼀个进位标志位,这样就可以做⽐ 32 位⼤的加法。
下列例⼦将加两个 128 位的数。
128 位结果: 寄存器 0、1、2、和 3第⼀个 128 位数: 寄存器 4、5、6、和 7第⼆个 128 位数: 寄存器 8、9、10、和 11。
ADDS R0, R4, R8 ; 加低端的字ADCS R1, R5, R9 ; 加下⼀个字,带进位ADCS R2, R6, R10 ; 加第三个字,带进位ADCS R3, R7, R11 ; 加⾼端的字,带进位如果如果要做这样的加法,不要忘记设置 S 后缀来更改进位标志。
这两个指令与普通指令在对操作数的限制上有所不同:1. 给出的所有操作数、和⽬的寄存器必须为简单的寄存器。
2. 你不能对操作数 2 使⽤⽴即值或被移位的寄存器。
3. ⽬的寄存器和操作数 1 必须是不同的寄存器。
4. 最后,你不能指定 R15 为⽬的寄存器。
译注:CMP 和 CMP 是算术指令,TEQ 和 TST 是逻辑指令。
把它们归⼊⼀类的原因是它们的 S 位总是设置的,就是说,它们总是影响标志位。
CMN : ⽐较取负的值(C o m pare N egative)CMN{条件}{P} <op 1>, <op 2>status = op_1 - (- op_2)CMN 同于 CMP,但它允许你与⼩负值(操作数 2 的取负的值)进⾏⽐较,⽐如难于⽤其他⽅法实现的⽤于结束列表的 -1。
这样与 -1 ⽐较将使⽤:CMN R0, #1 ; 把 R0 与 -1 进⾏⽐较详情参照 CMP 指令。
arm指令集类型(原创版)目录1.ARM 指令集概述2.ARM 指令集的类型3.ARM 指令集的应用领域正文【1.ARM 指令集概述】ARM 指令集,全称 Advanced RISC Machine,即高级 RISC 机器指令集,是一种基于 RISC(精简指令集计算机)架构的 32 位/64 位指令集。
相较于传统的 CISC(复杂指令集计算机)架构,RISC 架构通过简化指令集,降低了硬件的复杂性,提高了指令的执行速度。
ARM 指令集由英国 ARM 公司设计开发,目前已成为嵌入式系统以及移动设备领域的主流处理器指令集。
【2.ARM 指令集的类型】ARM 指令集根据不同的应用场景和需求,分为以下几种类型:(1)ARM32:32 位 ARM 指令集,包括 ARMv1-v7 等多个版本。
其中,ARMv7 是 ARM32 架构的最新版本,也是目前应用最广泛的版本。
(2)ARM64:64 位 ARM 指令集,包括 ARMv8-v9 等多个版本。
相较于 32 位的 ARM32,ARM64 提供了更多的寄存器、更大的内存地址空间以及更高的性能。
目前,许多服务器、桌面电脑以及移动设备都采用了 ARM64 架构的处理器。
(3)MIPS:虽然不属于 ARM 指令集,但 MIPS(Millions of Instructions Per Second)也是一种常见的嵌入式处理器指令集。
MIPS 架构的处理器在很多场景下与 ARM 处理器兼容,因此有时也会被提及。
【3.ARM 指令集的应用领域】ARM 指令集广泛应用于以下领域:(1)嵌入式系统:ARM 指令集由于其低功耗、高性能的特点,在嵌入式系统领域具有广泛的应用。
很多微控制器(MCU)都基于 ARM 指令集设计,如 Cortex-M 系列。
(2)移动设备:智能手机、平板电脑等移动设备对处理器的功耗和性能要求较高,ARM 指令集正好满足这一需求。
目前,苹果、高通、三星等主流移动设备处理器均采用 ARM 指令集。
ARM指令集讲解ARM指令和指令系统:指令是指示计算机某种操作的命令,指令的集合称为指令系统。
指令系统的功能强弱很大程度上决定了这类计算机智能的高低,它集中地反应了微处理器的硬件功能和属性。
ARM指令在机器中的表示格式是用32位的二进制数表示。
如ARM中有一条指令为ADDEQS R0,R1,#8;其二进制代码形式为:31~28 | 27~25 | 24~21 | 20 | 19~16 | 15~12 | 11~0 0000 | 001 | 0100 | 1 | 0001 | 0000 | 0000 0000 1000cond | opcode | Rn | Rd | Op2ARM指令格式一般如下:{}{s},{,}格式中< >的内容是必不可少的,{ }中的内容可忽略表示操作码。
如ADD表示算术加法{} 表示指令执行的条件域。
如EQ、NE等,缺省为AL。
{S} 决定指令的执行结果是否影响CPSR的值,使用该后缀则指令执行结果影响CPSR的值,否则不影响表示目的寄存器表示第一个操作数,为寄存器表示第二个操作数,可以是立即数。
寄存器和寄存器移位操作数ARM指令后缀:S、!S后缀:指令中使用S后缀时,指令执行后程序状态寄存器的条件标志位将被刷新,不使用S后缀时,指令执行后程序状态寄存器的条件标志将不会发生变化。
S后缀常用于对条件进行测试,如是否有溢出,是否进位等,根据这些变化,就可以进行一些判断,如是否大于,相等,从而影响指令执行的顺序。
!后缀:如果指令地址表达式中不含!后缀,则基址寄存器中的地址值不会发生变化。
加上此后缀后,基址寄存器中的值(指令执行后)= 指令执行前的值+ 地址偏移量(1)!后缀必须紧跟在地址表达式后面,而地址表达式要有明确的地址偏移量(2)!后缀不能用于R15(PC)的后面(3)当用在单个地址寄存器后面时,必须确信这个寄存器有隐性的偏移量,例如“STMDB R1!,{R3,R5,R7}”。
ARM指令详解Load/Store指令Load/Store指令用于寄存器和内存间数据的传送。
Load 用于把内存中的数据装载到寄存器中。
Store用于把寄存器中的数据存入内存。
该集合的指令使用频繁,在指令集中最为重要,因为其他指令只能操作寄存器,当数据存放在内存中时,必须先把数据从内存装载到寄存器,执行完后再把寄存器中的数据存储到内存中。
Load/Store指令分为3类:(1)单一数据传送指令(LDR和STR等)(2)多数据传送指令(LDM和STM)(3)数据交换指令(SWP和SWPB)Load/Store指令1-11.LDR 字数据加载指令格式:LDR{<cond>} <Rd>,<addr>;功能:把addr所表示的内存地址中的字数据装载到目标寄存器Rd中,同时还可以把合成的有效地址写回到基址寄存器。
地址addr可以是一个简单的值、一个偏移量,或者是一个被移位的偏移量。
寻址方式:Rn:基址寄存器。
Rm:变址寄存器。
Index:偏移量,12位的无符号数。
LDR Rd,[Rn];把内存中地址为Rn的字数据装入寄存器Rd中LDR Rd,[Rn,Rm];将内存中地址为Rn+Rm的字数据装入寄存器Rd中Load/Store指令1-2LDR Rd,[Rn,#index];将内存中地址为Rn+index的字数据装入Rd中LDR Rd,[Rn,Rm,LSL#5];将内存中地址为Rn+Rm×32的字数据装入RdLDR Rd,[Rn,Rm] !;将内存中地址为Rn+Rm的字数据装入Rd,并将新地址Rn+Rm写入Rn LDR Rd,[Rn,#index] !;将内存中地址为Rn+index的字数据装入Rd,并将新地址Rn+index 写入RnLDR Rd,[Rn,Rm,LSL#5]!;将内存中地址为Rn+Rm×32的字数据装入Rd,并将新地址Rn+Rm×32写入RnLoad/Store指令1-3LDR Rd,[Rn],Rm;将内存中地址为Rn的字数据装入寄存器Rd,并将新地址Rn+Rm写入RnLDR Rd,[Rn],#index;将内存中地址为Rn的字数据装入寄存器Rd,并将新地址Rn+index写入RnLDR Rd,[Rn],Rm,LSL#5;将内存中地址为Rn的字数据装入寄存器Rd,并将新地址Rn+Rm×32写入Rn例如:LDR R0,[R1,R2,LSL#5]!; 将内存中地址为R1+R2×32的字数据装入寄存器R0,并将新地址R1+R2×32写入R1Load/Store指令2LDRB 字节数据加载指令格式:LDR{<cond>}B <Rd>,<addr>;功能:同LDR指令,但该指令只是从内存读取一个8位的字节数据而不是一个32位的字数据,并将Rd的高24位清0。