ARM体系结构学习3

ARM体系结构包含1个当前程序状态寄存器（CPSR）和5个各份的程序状态寄存器（SPSRs）。使用MSR和MRS指令来设置和读取这些寄存器。

当前程序状态寄存器（CPSR），持有关于当前处理器状态的信息。其他5个各份的程序状态寄存器（SPSR），每个特权模式都有一个，持有完成在这个模式下的例外处理时处理器必须返回的关于状态的信息。

SPSR用来进行异常处理，其功能包括：

（1）保存ALU中的当前操作信息。

（2）控制允许和禁止中断。

（3）设置处理器的运行模式。

程序状态寄存器的每一位的安排如图所示。

图程序状态寄存器格式

1．条件码标志（Condition Code Flags）

N、Z、C、V均为条件码标志位。它们的内容可被算术或逻辑运算的结果所改变，并且可以决定某条指令是否被执行。

在ARM状态下，绝大多数的指令都是有条件执行的；在Thumb状态下，仅有分支指令是有条件执行的。条件码标志位的各位具体含义如表1所示。

表1 条件码标志位的具体含义

2．控制位

PSR的低8位（包括I、F、T和M［4∶0］）称为控制位，当发生异常时这些位可以被改变。如果处理器运行特权模式，那么这些位也可以由程序修改。

（1）中断禁止位I、F。

·I=1，禁止IRQ中断；

·F=1，禁止FIQ中断。

（2）T标志位：该位反映处理器的运行状态。

·对于ARM体系结构v5及以上版本的T系列处理器，当该位为l时，程序运行于Thumb状态，否则运行于ARM状态。

·对于ARM体系结构v5及以上版本的非T系列处理器，当该位为1时，执行下一条指令以引起位定义的指令异常；当该位为0时，表示运行于ARM状态。

（3）运行模式位M［4∶0］：MO、M1、M2、M3、M4是模式位，这些位决定了处理器的运行模式。具体含义如表2所示。图片加载中......

表2 运行模式位M［4∶0］的具体含义

由表2可知，并不是所有的运行模式位的组合都是有效的，其他的组合结果会导致处理器进入一个不可恢复的状态。

3.保留位

PSR中的其余位为保留位，当改变PSR中的条件码标志位或者控制位时，保留位不要改变，在程序中也不要使用保留位来存储数据。保留位将用于ARM版本的扩展。

一、数据传输指令
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它们在存贮器和寄存器、寄存器和输入输出端口之间传送数据.
1. 通用数据传送指令.
MOV 传送字或字节.
MOVSX 先符号扩展,再传送.
MOVZX 先零扩展,再传送.
PUSH 把字压入堆栈.
POP 把字弹出堆栈.
PUSHA 把AX,CX,DX,BX,SP,BP,SI,DI依次压入堆栈.
POPA 把DI,SI,BP,SP,BX,DX,CX,AX依次弹出堆栈.
PUSHAD 把EAX,ECX,EDX,EBX,ESP,EBP,ESI,EDI依次压入堆栈.
POPAD 把EDI,ESI,EBP,ESP,EBX,EDX,ECX,EAX依次弹出堆栈.
BSWAP 交换32位寄存器里字节的顺序
XCHG 交换字或字节.( 至少有一个操作数为寄存器,段寄存器不可作为操作数)
CMPXCHG 比较并交换操作数.( 第二个操作数必须为累加器AL/AX/EAX )
XADD 先交换再累加.( 结果在第一个操作数里 )
XLAT 字节查表转换.
── BX 指向一张 256 字节的表的起点, AL 为表的索引值 (0-255,即
0-FFH); 返回 AL 为查表结果. ( [BX+AL]->AL )
2. 输入输出端口传送指令.
IN I/O端口输入. ( 语法: IN 累加器, {端口号│DX} )
OUT I/O端口输出. ( 语法: OUT {端口号│DX},累加器 )
输入输出端口由立即方式指定时, 其范围是 0-255; 由寄存器 DX 指定时,
其范围是 0-65535.
3. 目的地址传送指令.
LEA 装入有效地址.
例: LEA DX,string ;把偏移地址存到DX.
LDS 传送目标指针,把指针内容装入DS.
例: LDS SI,string ;把段地址:偏移地址存到DS:SI.
LES 传送目标指针,把指针内容装入ES.
例: LES DI,string ;把段地址:偏移地址存到ES:DI.
LFS 传送目标指针,把指针内容装入FS.
例: LFS DI,string ;把段地址:偏移地址存到FS:DI.
LGS 传送目标指针,把指针内容装入GS.
例: LGS DI,string ;把段地址:偏移地址存到GS:DI.
LSS 传送目标指针,把指针内容装入SS.
例: LSS DI,string ;把段地址:偏移地址存到SS:DI.
4. 标志传送指令.
LAHF 标志寄存器传送,把标志装入AH.
SAHF 标志寄存器传送,把AH内容装入标志寄存器.
PUSHF 标志入栈.
POPF 标志出栈.
PUSHD 32位标志入栈.
POPD 32位标志出栈.

二、算术运算指令
───────────────────────────────────────
　　ADD 加法.
ADC 带进位加法.
INC 加 1.
AAA 加法的ASCII码调整.
DAA 加法的十进制调整.
SUB 减法.
SBB 带借位减法.
DEC 减 1.
NEC 求反(以 0 减之).
CMP 比较.(两操作数作减法,仅修改标志位,不回送结果).
AAS 减法的ASCII码调整.
DAS 减法的十进制调整.
MUL 无符号乘法.
IMUL 整数乘法.
以上两条,结果回送AH和AL(字节运算),或DX和AX(字运算),
AAM 乘法的ASCII码调整.
div 无符号除法.
Idiv 整数除法.
以上两条,结果回送:
商回送AL,余数回送AH, (字节运算);
或 商回送AX,余数回送DX, (字运算).
AAD 除法的ASCII码调整.
CBW 字节转换为字. (把AL中字节的符号扩展到AH中去)
CWD 字转换为双字. (把AX中的字的符号扩展到DX中去)
CWDE 字转换为双字. (把AX中的字符号扩展到EAX中去)
CDQ 双字扩展. (把EAX中的字的符号扩展到EDX中去)

三、逻辑运算指令
───────────────────────────────────────
　　AND 与运算.
or 或运算.
XOR