13 ARM指令集与Thumb指令集

指令格式

ARM基本格式

<opcode>{<cond>}{S}{.W|.N}<Rd>,<Rn>{,<operand2>}

opecode:指令助记符

cond:执行条件

助记符

标志

含义

EQ

Z=1

相等

NE

Z=0

不相等

CS/HS

C=1

无符号数大于或等于

CC/LO

C=0

无符号数小于

MI

N=1

负数

PL

N=0

正数或0

VS

V=1

溢出

VC

V=0

没有溢出

HI

C=1,Z=0

无符号数大于

LS

C=0,Z=1

无符号数小于或等于

GE

N=V

有符号数大于或等于

LT

N!=V

有符号数小于

GT

Z=0,N=V

有符号数大于

LE

Z=1,N!=V

有符号数小于或等于

AL

任何

无条件执行(指令默认条件)

S:指令是否影响CPSR寄存器

.W和.N:宽度说明符,默认16位,32位使用 .W说明符。ARM和Thumb都可以使用

1。跳转指令,4条

       1。B跳转:B{cond} label

       2。BL带链接跳转(类似单步步入)将当前指令下一条指令地址存入R14寄存器,常用来调用子程序:BL{cond} label

       3。BX带状态切换跳转(在ARM与Thumb之间切换)处理器判断Rm的位[0]为1,是则将CPSR寄存器标志T置位,切换至Thumb,反之切换为ARM:RX{cond} Rm

       4。BLX带链接和状态切换的跳转:BLX{cond} Rm

2。存储器访问指令: 

       LDR:寄存器←存储器

       格式:LDR{type}{cond} Rd,label         LDRD{cond} Rd,Rd2,label

       Type取值:

              B:无符号字节(加载时0扩展为32位)

              SB:有符号字节(加载时符号扩展为32位)

              H:无符号半字节(加载时0扩展为32位)

              SH:有符号半字节(加载时符号扩展为32位)

       Rd:加载寄存器

       Label:读取的内存地址

       LDRD:一次加载双字的数据

       STR:寄存器→内存

       STR{type}{cond} Rd,label

       STRD{cond} Rd,Rd2,label

              Type中的SB和HS对STR无效

      

       LDM可以指定多个存储单元:寄存器←内存

       LDM{addr_mode}{cond} Rn{!} reglist

       addr_mode:

              IA:Increase After,基址寄存器在执行指令后增加,默认

              IB:Increase Before,基址寄存器在执行指令前增加(仅ARM)

              DA:Decrease After,基址寄存器在执行指令后减少(仅ARM)

              DB:Decrease Before,基址寄存器在执行指令之前减少

              FD:满递减堆栈,堆栈向低地址生长,堆栈指针指向最后一个入栈的有效数据项

              FA:满递增堆栈,堆栈向高地址生长,堆栈指针指向下一个要放入的空地址

              ED:空递减堆栈,堆栈向低地址生长

              EA:孔递增堆栈,堆栈向高地址生长

       Rn:基地址寄存器,存储初始地址

       !:可选后缀,有则最终地址将写回到Rn寄存器

       reglist:存储数据的寄存器列表,多个连续寄存器可用“-”链接,不连续用“,”分隔

      

STM:寄存器列表数据→内存

STM{addr_mode}{cond} Rn{!} reglist

      

       PUSH:将寄存器推入满递减堆栈

       PUSH{cond} reglist

       POP:从满递减堆栈弹出寄存器信息

       POP{cond} reglist

       SWP:寄存器←→内存

       SWP{B}{cond} Rd,Rm,[Rn]

       B:可选字节,有B则交换字节否则交换32位的字

       cond:执行条件

       Rd:从内存中加载数据的寄存器

       Rm:写入数据的到内存的寄存器

       Rn:需要交换数据的存储器地址。Rn不能与Rd和Rm相同

                     Eg:SWP R1,R1,[R0]  交换R1和R0   

                            SWPB R1,R2,[R0] 将R0一字节给R1高位清0,R2给内存

3。数据处理指令:数据传输,算术运算,逻辑运算,比较4类。

       数据处理指令是寄存器之间的数据操作,均可使用S后缀决定是否影响状态标志。

       比较指令,不需要S后缀直接影响状态标志

      

       MOV:将8位的立即数或寄存器内容传送到目标寄存器

       MOV{cond} {S} Rd,operand2

       MVN:将8位的立即数或寄存器内容按位取反传送到目标寄存器

       MVN{cond}{S} Rd,operand2

       ADD

       ADD{cond}{S} Rd,Rn,operand2

       ADC:带进位加法,将Rn寄存器与operand2值相加,再加上CPSR寄存器的C条件标志位的值,保存到Rn寄存器

       ADC{cond}{S} Rd,Rn,operand2

       SUB:Rn-operand2

       SUB{cond}{S} Rd,Rn,operand2

       RSB:operand2-Rn

       RSB{cond}{S} Rd,Rn,operand2

      

       SBC:Rn-operand2-CPSR寄存器的C条件标志位的值

SBC{cond}{S} Rd,Rn,operand2

RSC:operand2-Rn-CPSR寄存器的C条件标志位的值

RSC{cond}{S} Rd,Rn,operand2

MUL:Rd=Rm*Rn

MUL{cond}{S} Rd,Rm,Rn

MLS:Rd=Ra-Rm*Rn

MLS{cond}{S} Rd,Rm,Rn,Ra

UMULL:将Rm*Rn的值分成RdHi=高32位,RdLo=低32位

       UMULL{cond}{S} RdLo,RdHi,Rm,Rn

       SMULL:将Rm*Rn的值作为无符号数分成RdHi=高32位,RdLo=低32位

SMULL{cond}{S} RdLo,RdHi,Rm,Rn

       UMLAL:将Rm*Rn的值作为无符号数分成RdHi=高32位,RdLo=低32位,然后64位结果在于RdHi和RdLo相加

UMLAL{cond}{S} RdLo,RdHi,Rm,Rn

SMLAL:将Rm*Rn的值作为有符号数分成RdHi=高32位,RdLo=低32位,然后64位结果在于RdHi和RdLo相加,

SMLAL{cond}{S} RdLo,RdHi,Rm,Rn

SMLAD:Rd=Rm*Rn(都是低半字节)+Rm*Rn(都是高半字节)+Ra

SMLAD{cond}{S} Rd,Rm,Rn,Ra

SMLSD:Rd= Rm*Rn(都是低半字节)-Rm*Rn(都是高半字节)+Ra

SMLSD{cond}{S} Rd,Rm,Rn,Ra

       SDIV:有符号除法

       SDIV{cond} Rd,Rm,Rn

UDIV:无符号除法

       UDIV{cond} Rd,Rm,Rn

       ASR:算术右移

       ASR{cond}{S} Rd,Rm,operand2

       AND

AND{cond}{S} Rd,Rn,operand2

ORR

ORR{cond}{S} Rd,Rn,operand2

EOR

EOR{cond}{S} Rd,Rn,operand2

BIC:位清除指令,将operand2取反,与Rn值 与操作 结果保存到Rd

BIC {cond}{S} Rd,Rn,operand2

LSL:逻辑左移

LSL{cond}{S} Rd,Rm,operand2

LSR:逻辑右移

LSR{cond}{S} Rd,Rm,operand2

ROR:循环右移,移出的位回到左边

ROR{cond}{S} Rd,Rm,operand2

RRX:带扩展循环右移,Rm循环右移1位,寄存器最高位用标志为的值填充,结果存入Rd

RRX{cond}{S} Rd,Rm

CMP:Rn-operand2,根据结果设置标志位

CMP{cond} Rn,operand2

CMN:Rn+operand2,根据结果设置标志位

CMN{cond} Rn,operand2

TST:位测试指令,Rn与operand2与操作,根据结果设置标志位

TST{cond} Rn,operand2

TEQ:位测试指令,Rn与operand2异或操作,根据结果设置标志位

TEQ{cond} Rn,operand2

4。其他指令:

       SWI:软件中断指令

       SWI{cond},immed_24

       Android系统中,系统调用为0号中断,R7寄存器存放系统调用号,R0~R3

传递系统调用前的4个参数,大于4个参数用堆栈调用

      

       NOP:空指令

       MRS:读状态寄存器指令

       MRS Rd,psr        psr取值可以是CPSR或SPSR

       MSR写状态寄存器指令

       MSR Rd,psr_fields,operand2

       field指定传送区域(field所代表的字母必须小写):

              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])

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