ARM指令集详解(超详细!带实例!)

[转]ARM指令集详解[很好]1. 汇编1.1. 通⽤寄存器通⽤寄存器37个寄存器，31个通⽤寄存器，6个状态寄存器，R13堆栈指针sp，R14返回指针，R15为PC 指针, cpsr_c代表的是这32位中的低8位，也就是控制位CPSR有4个8位区域：标志域（F）、状态域（S）、扩展域（X）、控制域（C）MSR - Load specified fields of the CPSR or SPSR with an immediate constant, orfrom the contents of a general-purpose register. Syntax: MSR{cond} _, #immed_8rMSR{cond} _, Rm where: cond is an optional condition code. is either CPSR orSPSR. specifies the field or fields to be moved. can be one or more of: ccontrol field mask byte (PSR[7:0]) x extension field mask byte (PSR[15:8]) sstatus field mask byte (PSR[23:16) f flags field mask byte(PSR[31:24]).immed_8r is an expression evaluating to a numeric constant. The constant mustcorrespond to an 8-bit pattern rotated by an even number of bits within a32-bit word. Rm is the source register.C 控制域屏蔽字节(psr[7:0])X 扩展域屏蔽字节(psr[15:8])S 状态域屏蔽字节(psr[23:16])F 标志域屏蔽字节(psr[31:24])CPSR寄存器FIQ和IRQ的区别？MODE(以下为⼆进制)10000⽤户模式PC,CPSR,R0~R1410001FIQ PC,CPSR,SPSR_fiq，R14_fiq~R8_fiq,R7~R010010IRQ PC,CPSR,SPSR_irq，R14_irq~R13_irq,R12~R010011管理模式(svc)PC,CPSR,SPSR_svc，R14_svc~R13_svc,R12~R010111终⽌模式PC,CPSR,SPSR_abt，R14_abt~R13_abt,R12~R011011未定义PC,CPSR,SPSR_und，R14_und~R13_und,R2~R011111系统模式(sys)PC,CPSR，R14 ~R01.2. 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)。

ARM指令集6种类型（53种主要助记符）：数据处理指令（22种主要助记符）跳转指令（4种主要助记符）Load/Store指令（16种主要助记符）程序状态寄存器指令（2种主要助记符）协处理器指令（5种主要助记符）软件中断指令（2种主要助记符）数据处理指令数据处理指令大致可分为3类：数据传送指令；算术逻辑运算指令；乘法指令比较指令。

数据处理指令只能对寄存器的内容进行操作，而不能对内存中的数据进行操作。

所有ARM数据处理指令均可选择使用S后缀，并影响状态标志。

数据处理指令1MOV 数据传送指令格式：MOV{<cond>}{S} <Rd>,<op1>;功能：Rd＝op1op1可以是寄存器、被移位的寄存器或立即数。

例如：MOV R0,＃5 ;R0=5MOV R0,R1 ;R0=R1MOV R0,R1,LSL＃5 ;R0=R1左移5位数据处理指令22．MVN 数据取反传送指令格式：MVN{<cond>}{S} <Rd>,<op1>;功能：将op1表示的值传送到目的寄存器Rd中，但该值在传送前被按位取反，即Rd=!op1；op1可以是寄存器、被移位的寄存器或立即数。

例如：MVN R0,＃0 ;R0=-1数据处理指令33．ADD 加法指令格式：ADD{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;功能：Rd＝Rn+op2op2可以是寄存器，被移位的寄存器或立即数。

例如：ADD R0,R1,＃5 ;R0=R1+5ADD R0,R1,R2 ;R0=R1+R2ADD R0,R1,R2,LSL＃5 ;R0=R1+R2左移5位数据处理指令44．ADC 带进位加法指令格式：ADC{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;功能：Rd＝Rn+op2+carryop2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即数；carry为进位标志值。

在讲指令之前，先简单地介绍一下Cortex-M3 中支持的算术与逻辑标志。

本书在后面还会展开论述。

它们是：APSR 中的5 个标志位4.2.1 分类指令表表4.2 16位数据操作指令表4.3 16位转移指令IT If-Then表4.4 16位存储器数据传送指令16 数据传送指令没有任何新内容，因为它们是Thumb 指令，在v4T 时就已经定格了——译注表4.5 其它16位指令表4.6 32位数据操作指令UXTH 半字被无符号扩展到32 位（高16 位清0——译注）表4.7 32位存储器数据传送指令表4.8 32位转移指令表4.9 其它32位指令4.2.2 未支持的指令有若干条Thumb 指令没有得到Cortex-M3 的支持，下表列出了未被支持的指令，以及不支持的原因。

表4.10 因为不再是传统的架构，导致有些指令已失去意义未支持的指令以前的功能BLX #im 在使用立即数做操作数时，BLX 总是要切入ARM 状态。

因为Cortex-M3 只在Thumb 态下运行，故以此指令为代表的，凡是试图切入ARM 态的操作，都将引发一个用法fault。

SETEND由ARMv6 引入的，在运行时改变处理器端设置的指令（大端或小端）。

因为Cortex-M3 不支持动态端的功能，所以此指令也将引发faultCM3 也不支持有少量在ARMv7-M 中列出的指令。

比如，ARMv7M 支持Thumb2 的协处理器指令，但是CM3 却不能挂协处理器。

表4.11 列出了这些与协处理器相关的指令。

如果试图执行它们，则将引发用法fault（NVIC 中的NOCP （No CoProcessor）标志置位）。

表4.11 不支持的协处理器相关指令未支持的指令以前的功能MCR 把通用寄存器的值传送到协处理器的寄存器中MCR2把通用寄存器的值传送到协处理器的寄存器中MCRR 把通用寄存器的值传送到协处理器的寄存器中，一次操作两个MRC把协处理器寄存器的值传送到通用寄存器中MRC2 把协处理器寄存器的值传送到通用寄存器中MRRC把协处理器寄存器的值传送到通用寄存器中，一次操作两个LDC 把某个连续地址空间中的一串数值传送至协处理器中STC从协处理器中传送一串数值到地址连续的一段地址空间中还有一个是改变处理器状态指令（CPS），它的一些用法也不再支持。

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。