ARM嵌入式开发实例2-2

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2.2 ARM指令集的基本概念
2.2.3 ARM指令中的S标志
• 在前面的章节中，已经通过简单的例子介绍了有关ARM指 令中S后缀的使用方法和含义。从本质上来说，ARM指令中 的S标志类似于一个用户可控的开关信号，主要用于决定 在处理数据后是否更新CPRS寄存器中的标志位。 • 在这里有必要简单的介绍下通用ARM嵌入式芯片所支持的 算术与逻辑标志，在后续的章节中仍然会使用到这些标志 位，具体如下表所示。 算术与逻辑标志（APSR与CPSR寄存器）
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2.2 ARM指令集的基本概念
3.寻址方式分类——基址寻址
前索引 寻址 后索引 寻址
LDR R0 ,[R1 , #4] LDR R0 ,[R1 , #4] ! LDR R0 ,[R1],#4 ;R0[R1+4] /*地址相加，R1不变*/ ;R0[R1+4] , R1R1+4 ;R0[R1] ,R1R1+4 /*数据相加*/
（2）ASR算术右移操作(Arithmetic shift right)
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2.2 ARM指令集的基本概念
ARM汇编指令中的条件码
条件码 [31:28] 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 助记符 判决条件 CPSR的标志位
EQ NE CS CC MI PL VS VC HI LS GE LT GT LE
0xAA ;R2 将R1的值减去 R2的值，结果保存到R0 R1 MOV 0xAA 0x55 R1,R2
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3. 寻址方式分类——基址寻址
基址寻址就是将基址寄存器的内容与指令中给出 的偏移量相加，形成操作数的有效地址。基址寻址 用于访问基址附近的存储单元，常用于查表、数组 操作、功能部件寄存器访问等。基址寻址指令举例 如下： 0x4000000C 0xAA LDR R2,[R3,#0x0C] ;读取R3+0x0C 地址上的存储单元;
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2.2 ARM指令集的基本概念
;加法指令，将R1寄存器中的数值加1后保存到R2寄存器中 ，并根据计算的结果修改CPSR中的标志位 ADDS R2, R1, #1 ;条件执行的减法运算，执行条件NE，将R1寄存器中的数值 减去0x20后保存到R0寄存器中，并根据计算的结果修改CPSR 中的标志位 SUBES R2, R1, #0x20
完成对通用寄存器中的内容进行算术左移操作， 按操作数所指定的数量向左移位，低位用零来填充。 算术左移2位 其中，操作数可以是通用寄存器，也可以是立即数。 R1 0x01 0x04 R0 0x55 0x04
MOV R0,R1,ASL #2
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6. 寻址方式分类——寄存器移位寻址
STR LDR
将R3+0x0C作 R1， [R0,#-2]； 为地址装载数 据
；的内容，放入R2
R3 ；将 0x40000000 R0中的数值减2作为地址， R2R1中的内容保存到此地址位置 0xAA 0x55 ；把
R1，[R0,R3,LSL #1];将R0＋R3×2地址上的存储单
LDR ；元的内容读出，存入 R2,[R3,#0x0C] R1
;累加求和，但并不修改CPRS寄
;累加求和，并修改CPRS寄存器
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• 在这段代码中，前两条指令主要将立即数0x7FFFFFFF分别 存储到寄存器R3和R4中；第3条指令将R3和R4中的数值相 加，但由于该“ADD”指令后没有添加S标志，即运算操作 后不影响CPRS寄存器中的C标志位（进位标志）；相比之 下，第4条指令在ADD指令后添加了S标志，即运算操作后 同时修改CPRS寄存器中的C标志位。
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2.2 ARM指令集的基本概念
2.2.1 ARM指令的基本格式
一般而言，ARM指令代码的基本格式如下图所示。其中 ，32位的指令代码可以分为5个区域。
31～28 27～25 24～21 20 19～16 15～12 11～0
cond
000
opcode
S
Rn
Rd
Operand2
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
2.2 ARM指令集的基本概念
第2章 ARM指令系统
2.2 ARM指令集的基本概念
ARM指令集是32位的指令代码，嵌入式代码的启动 默认都是从ARM指令集开始的。其中还包括了所有的 中断异常都自动转换成ARM状态。需要说明的是，所 有的ARM指令集都可以是有条件执行的。 在ARM指令集中，根据条件码和S标志的不同可以行 成多种变化的指令形式，种类繁多。因此，在本章节中 也不可能向读者一一列出ARM指令集中所有的变化形 式。这里着重介绍ARM指令集中的变换规律，例如条 件码的种类和含义，S标志的含义等，读者只要参照对 应的指令说明就可以实现对各种形式的ARM指令的应 用。
BL
BEQ ... LOOP MOV ... SUBR1 ... 齐鲁工业大学 R6,#1
SUBR1
LOOP
;调用到SUBR1子程序
;条件跳转到LOOP标号处
2.2 ARM指令集的基本概念
5. 寻址方式分类——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。 当第2个操作数是寄存器移位方式时，第2个寄存器 操作数在与第1个操作数结合之前，选择进行移位操 逻辑左移3位 作。寄存器移位寻址指令举例如下： MOV R0,R2,LSL 3 位，结果放入 R0 ， R2 #30x01 ;R2 的值左移0x08
保留，未 使用
Z=1 Z=0 C=1 C=0 N=1 N=0 V=1 V=0 C=1 & Z=0 C=0 & Z=1 N=V N!=V Z=0 & N=V Z=1 & N!=V 保留，未使用 保留，未使用
相等或等于0 不相等 大于或等于（无符号比较） 小于（无符号比较） 负数 正数或0 溢出 未溢出 大于无符号比较 小于或等于（无符号比较） 大于或等于（有符号比较） 小于（有符号比较） 大于（有符号比较） 小于或等于（有符号比较） 任意值 保留，未使用
前索引寻址是将基址与偏移量相加作为传送数据的地址，传送数据后自动 将数据的地址传送给基址寄存器。 后索引寻址是将基址作为传送数据的地址，传送数据后自动将基址的内容 与偏移量相加传送给基址寄存器。
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2.2 ARM指令集的基本概念
4. 寻址方式分类——相对寻址
相对寻址是基址寻址的一种变通。由程序计数器 PC 提供 基准地址，指令中的地址码字段作为偏移量，两者相加后得 到的地址即为操作数的有效地址。相对寻址指令举例如下：
ANDS R1,R1,R2,LSL R3
R0
0x55 0x08
;即是R0=R2×8
;R2 的 值 左 移 R3 位 ，然后和 R1 相 ;“与”操作，结果放入R1
MOV
R0,R2,LSL #3
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6. 寻址方式分类——寄存器移位寻址
（1）ASL算术左移操作(Arithmetic shift left)
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2.2 ARM指令集的基本概念
1. 寻址方式分类——立即寻址
立即寻址也称为立即数寻址，是一种特殊的寻址 方式。操作数是直接通过指令给出，数据就包含在 指令的 32 位编码中，只要取出指令就可在指令执行 程序存储 时得到立即操作数。举例如下： MOV R0,#0xFF SUBS R0,R0,#1 ;R0减1，结果放入 R0，并且影响标志位 从代码中获得数据 R0 0xFF 0x55 MOV R0,#0xFF ;将立即数0xFF装入R0寄存器
if(a>b) a++; else b++
CMP R0, R1 ADDHI R0, R0,#1 ADDLS R1, R1，#1
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2.2 ARM指令集的基本概念
通过下面几个例句来回顾ARM汇编指令格式的具体操作使 用方式。 ;读取以R1为地址的寄存器中的内容，执行条件为AL（总 是执行） LDR R0,[R1] ; R0[R1] STR R0,[R1] ; R0[R1] ;条件执行分支指令，执行条件EQ，即相等则跳转标号 DATAEVEN处 BEQ DATAEVEN
ARM 指令语法格式中，< >中的内容是必需的，而{}中 的内容是可选的。
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2.2 ARM指令集的基本概念
ARM指令格式
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2.2.2 ARM指令中的条件执行
在ARM指令编码表中，最高4位[31:28]表示指令的条件码 ，即cond。在ARM汇编语言中，每种条件码都使用两个英 文缩写字母符号来表示其含义。一般条件码都是添加在指 令助记符的后面，用来表示在指令执行的过程中，必须满 足当前的条件。 例如，在ARM汇编语言中数据传送指令MOV后面加上条件后 缀EQ，即MOVEQ，可以用来表示“如果相等，则传送数据 ；如果不相等，则不传送数据”。
注意:立即数要以”#”号为前缀,表示十.2 ARM指令集的基本概念
2. 寻址方式分类——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 来操作。寄存器寻址指令举例如下：
MOV SUB R1,R2 R0,R1,R2 ;将R2的值存入R1
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2.2 ARM指令集的基本概念
2.2.4 ARM基本寻址方式