ARM體系結(jié)構(gòu)與編程(第2版)第2章

1、第第2章章 ARM指令分類及其尋址方式指令分類及其尋址方式在本章中，將介紹在本章中，將介紹ARM指令分類以及各類指令對(duì)指令分類以及各類指令對(duì)應(yīng)的尋址方式。應(yīng)的尋址方式。22.1 ARM指令集概要介紹指令集概要介紹在本節(jié)中，將介紹在本節(jié)中，將介紹ARM指令相關(guān)的一些基本概念，指令相關(guān)的一些基本概念，包括指令的分類、指令的一般編碼格式以及包括指令的分類、指令的一般編碼格式以及ARM指令中的條件碼。指令中的條件碼。32.1.1 ARM指令的分類指令的分類ARM指令集可以分為跳轉(zhuǎn)指令、數(shù)據(jù)處理指令、指令集可以分為跳轉(zhuǎn)指令、數(shù)據(jù)處理指令、程序狀態(tài)寄存器程序狀態(tài)寄存器(PSR)傳輸指令、傳輸指令、Load

2、/Store指令、協(xié)處理器指令和異常中斷產(chǎn)生指令指令、協(xié)處理器指令和異常中斷產(chǎn)生指令6類。類。42.1.2 ARM指令的一般編碼格式指令的一般編碼格式ARM指令字長(zhǎng)為固定的指令字長(zhǎng)為固定的32位。一條典型的位。一條典型的ARM指指令編碼格式如下：令編碼格式如下：31 28 27 25 24 21 20 19 16 15 12 11 8 7 0其中的符號(hào)及參數(shù)說(shuō)明如下。其中的符號(hào)及參數(shù)說(shuō)明如下。opcode：指令操作符編碼。cond：指令執(zhí)行的條件編碼。S：決定指令的操作是否影響CPSR的值。Rd：目標(biāo)寄存器編碼。Rn：包含第1個(gè)操作數(shù)的寄存器編碼。shifter_operand：表示第2個(gè)操作

3、數(shù)。5cond0 0 1opcodeS Rn Rdshifter_operand2.1.3 ARM指令的條件碼域指令的條件碼域條件碼共有條件碼共有16個(gè)，各條件碼的含義和助記符如表個(gè)，各條件碼的含義和助記符如表2.1所示。可條件執(zhí)行的指令可以在其助記符的擴(kuò)所示。可條件執(zhí)行的指令可以在其助記符的擴(kuò)展域加上條件碼助記符，從而在特定的條件下執(zhí)行。展域加上條件碼助記符，從而在特定的條件下執(zhí)行。參見教材P2362.2 ARM指令的尋址方式指令的尋址方式ARM指令的尋址方式有以下幾種，分別進(jìn)行討論：指令的尋址方式有以下幾種，分別進(jìn)行討論：數(shù)據(jù)處理指令的操作數(shù)的尋址方式。字及無(wú)符號(hào)字節(jié)的Load/Store

4、指令的尋址方式。雜類Load/Store指令的尋址方式。批量Load/Store指令的尋址方式。協(xié)處理器Load/Store指令的尋址方式。72.2.1 數(shù)據(jù)處理指令的操作數(shù)的尋址方式數(shù)據(jù)處理指令的操作數(shù)的尋址方式通常數(shù)據(jù)處理指令的格式如下所示：通常數(shù)據(jù)處理指令的格式如下所示： S , 其中的符號(hào)及參數(shù)說(shuō)明如下。其中的符號(hào)及參數(shù)說(shuō)明如下。：是指令助記符，如ADD表示算術(shù)加操作指令。：表示指令執(zhí)行的條件。S：決定指令的操作是否影響CPSR的值。：表示目標(biāo)寄存器。：表示包含第1個(gè)操作數(shù)的寄存器。：表示第2個(gè)操作數(shù)。82.2.1 數(shù)據(jù)處理指令的操作數(shù)的尋址方式數(shù)據(jù)處理指令的操作數(shù)的尋址方式通常有下面

5、通常有下面3種格式。種格式。(1)立即數(shù)方式。(2)寄存器方式。(3)寄存器移位方式。數(shù)據(jù)處理指令操作數(shù)的具體尋址方式有下面數(shù)據(jù)處理指令操作數(shù)的具體尋址方式有下面11種。種。#, LSL #, LSL , LSR #, LSR , ASR #, ASR , ROR #, ROR , RRX92.2.2 字及無(wú)符號(hào)字節(jié)的字及無(wú)符號(hào)字節(jié)的Load/Store指令的尋址方式指令的尋址方式各種類型的各種類型的Load/Store指令的尋址方式由兩部分組指令的尋址方式由兩部分組成。一部分為一個(gè)的基址寄存器；另一部分為一個(gè)成。一部分為一個(gè)的基址寄存器；另一部分為一個(gè)地址偏移量?；芳拇嫫骺梢詾槿我粋€(gè)通用寄

6、存地址偏移量?；芳拇嫫骺梢詾槿我粋€(gè)通用寄存器；地址偏移量可以有以下器；地址偏移量可以有以下3種格式：種格式：立即數(shù)。寄存器。寄存器及一個(gè)移位常數(shù)。同樣，尋址方式的地址計(jì)算方法有如下同樣，尋址方式的地址計(jì)算方法有如下3種：種：偏移量方法。事先更新方法。事后更新方法。102.2.2 字及無(wú)符號(hào)字節(jié)的字及無(wú)符號(hào)字節(jié)的Load/Store指令的尋址方式指令的尋址方式LDR指令的語(yǔ)法格式如下所示：指令的語(yǔ)法格式如下所示： LDRB T,其中，其中，表示第表示第2個(gè)操作數(shù)的內(nèi)存?zhèn)€操作數(shù)的內(nèi)存地址，共有如下地址，共有如下9種格式：種格式：, #+/, +/, +/，#, #+/!, +/!, +/，#!,

7、 #+/, +/, +/，#112.2.3 雜類雜類Load/Store指令的尋址方式指令的尋址方式這里所說(shuō)的雜類這里所說(shuō)的雜類Load/Store指令，包括操作數(shù)為半字指令，包括操作數(shù)為半字(無(wú)符無(wú)符號(hào)數(shù)或帶符號(hào)數(shù)號(hào)數(shù)或帶符號(hào)數(shù))數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的Load/Store指令；操作數(shù)為帶符號(hào)指令；操作數(shù)為帶符號(hào)的字節(jié)數(shù)據(jù)的的字節(jié)數(shù)據(jù)的Load 指令；雙字的指令；雙字的Load/Store指令。這類指指令。這類指令的語(yǔ)法格式為：令的語(yǔ)法格式為： LDR|STRH|SH|SB|D , 其中，其中，是指令中內(nèi)存單元的尋址方是指令中內(nèi)存單元的尋址方式，具體有以下式，具體有以下6種格式：種格式：, #+/, +

8、/, #+/!, +/!, #+/, +/122.2.4 批量批量Load/Store指令的尋址方式指令的尋址方式一條批量一條批量Load/Store指令可以實(shí)現(xiàn)在一組寄存器和指令可以實(shí)現(xiàn)在一組寄存器和一塊連續(xù)的內(nèi)存單元之間傳輸數(shù)據(jù)。其語(yǔ)法格式如一塊連續(xù)的內(nèi)存單元之間傳輸數(shù)據(jù)。其語(yǔ)法格式如下：下：DM|STM !, 其中，指令中寄存器和內(nèi)存單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系滿足這其中，指令中寄存器和內(nèi)存單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系滿足這樣的規(guī)則，即編號(hào)低的寄存器對(duì)應(yīng)于內(nèi)存中的低地樣的規(guī)則，即編號(hào)低的寄存器對(duì)應(yīng)于內(nèi)存中的低地址單元，編號(hào)高的寄存器對(duì)應(yīng)于內(nèi)存中的高地址單址單元，編號(hào)高的寄存器對(duì)應(yīng)于內(nèi)存中的高地址單元，元，中存放地址

9、塊的最低地址值。中存放地址塊的最低地址值。132.2.4 批量批量Load/Store指令的尋址方式指令的尋址方式表示地址的變化方式，有以表示地址的變化方式，有以下下4種方式。種方式。IA (Increment After)：事后遞增方式。IB (Increment Before)：事先遞增方式。DA (Decrement After)：事后遞減方式。DB (Decrement Before)：事先遞減方式。批量批量Load/Store指令的編碼格式如下：指令的編碼格式如下：142.2.4 批量批量Load/Store指令的尋址方式指令的尋址方式1. 事后遞增方式事后遞增方式IA2. 事先遞增方式事先遞增方式IB3. 事后遞減方式事后遞減方式DA4. 事先遞減方式事先遞減方式DB5. 對(duì)應(yīng)于棧操作的尋址方式對(duì)應(yīng)于棧操作的尋址方式152.2.5 協(xié)處理器協(xié)處理器Load/Store指令的尋址方式指令的尋址方式一條協(xié)處理器一條協(xié)處理器Load/Store指令可以在指令可以在ARM處理器和協(xié)處理處理器和協(xié)處理器之間傳輸批量數(shù)據(jù)。其語(yǔ)法格式如下：器之間傳輸批量數(shù)據(jù)。其語(yǔ)法格式如下：L ,其中，其中，表示地址的變化方式，有以下表示地址的變化方式，有以下4種格式：種格式：,#+/*4,#+/*4