很好的 ARM指令集解析

ARM指令和指令系统：

指令是指示计算机某种操作的命令，指令的集合称为指令系统。指令系统的功能强弱很大程度上决定了这类计算机智能的高低，它集中地反应了微处理器的硬件功能和属性。

ARM指令在机器中的表示格式是用32位的二进制数表示。如ARM中有一条指令为

ADDEQS R0，R1，#8；

其二进制代码形式为：

31~28 | 27~25 |

ARM指令和指令系统：

指令是指示计算机某种操作的命令，指令的集合称为指令系统。指令系统的功能强弱很大程度上决定了这类计算机智能的高低，它集中地反应了微处理器的硬件功能和属性。

ARM指令在机器中的表示格式是用32位的二进制数表示。如ARM中有一条指令为

ADDEQS R0，R1，#8；

其二进制代码形式为：

31~28 | 27~25 | 24~21 | 20 | 19~16 | 15~12 | 11~0

0000 | 001 | 0100 | 1 | 0001 | 0000 | 0000 0000 1000

cond | opcode | Rn | Rd | Op2

ARM指令格式一般如下：

{}{s}，{，}

格式中< >的内容是必不可少的，{ }中的内容可忽略

表示操作码。如ADD表示算术加法

{} 表示指令执行的条件域。如EQ、NE等，缺省为AL。

{S} 决定指令的执行结果是否影响CPSR的值，使用该后缀则指令执行结果影响CPSR的值，否则不影响

表示目的寄存器

表示第一个操作数，为寄存器

表示第二个操作数，可以是立即数。寄存器和寄存器移位操作数

ARM指令后缀：S、！

S后缀：指令中使用S后缀时，指令执行后程序状态寄存器的条件标志位将被刷新，不使用S后缀时，指令执行后程序状态寄存器的条件标志将不会发生变化。S后缀常用于对条件进行测试，如是否有溢出，是否进位等，根据这些变化，就可以进行一些判断，如是否大于，相等，从而影响指令执行的顺序。

！后缀：如果指令地址表达式中不含！后缀，则基址寄存器中的地址值不会发生变化。加上此后缀后，基址寄存器中的值（指令执行后） = 指令执行前的值 + 地址偏移量

（1）！后缀必须紧跟在地址表达式后面，而地址表达式要有明确的地址偏移量

（2）！后缀不能用于R15（PC）的后面

（3）当用在单个地址寄存器后面时，必须确信这个寄存器有隐性的偏移量，例如“STMDB R1！，{R3，R5，R7}”。此时地址基址寄存器R1的隐性偏移量为4（一条指令占32位，即4个字节）

指令的条件码：31-28位4个字节存储，共16个条件码

条件码 助记符后缀 标志 含义

0000 EQ Z置位 相等

0001 NE Z清零 不相等

0010 CS C置位 无符号数大于或等于

0011 CC C清零 无符号数小于

0100 MI N置位 负数

0101 PL N清零 正数或零

0110 VS V置位 溢出

0111 VC V清零 未溢出

1000 HI C置位 Z清零 无符号数大于

1001 LS C清零 Z置位 无符号数小于或等于

1010 GE N等于V 带符号数大于或等于

1011 LT N不等于V 带符号数小于

1100 GT Z清零且（N等于V） 带符号数大于

1101 LE Z置位或（N不等于V） 带符号数小于或等于

1110 AL 忽略 无条件执行

ARM指令分类：六大类

ARM指令集可以分为数据处理指令，数据加载指令和存储指令，分支指令，程序状态寄存器（PSR）处理指令，协处理器指令和异常产生指令六大类。

ARM指令的寻址方式：8类

ARM指令的寻址方式一般可以分为8类：立即数寻址，寄存器寻址，寄存器间接寻址，寄存器移位寻址，基址变址寻址，多寄存器寻址，相对寻址，堆栈寻址等

举例：

MOV R0，#15 ；立即数15放入寄存器R0中

ADD R0，R1，R2 ；R0 <= R1+R2

LDR R0，[R4] ；R0 <= [R4]（R4中存放的是一个指针变量，[ ]表示取改地址值指向的内容）

ADD R0，R1，R2，LSL #1 ；R0 <= R1+R2（R2左移一位后的值）

MOV R0，R1，LSL R3 ；R0<=R1（R1左移R3位后）

LDR R0，[R1，#4] ；R0<=[R1+4]

LDR R0，[R1，#4]! ；R0<=[R1+4]，R1<= R1+4。同时更新基址

LDR R0，[R1]，#4 ；R0<=[R1]，R1<= R1+4

LDR R0，[R1，R2] ；R0<=[R1+R2]

LDMIA R0!，{R1 - R4} ；R1<=[R0]、R1<=[R0+4]、R1<=[R0+8]、R1<=[R0+12]

BL proc ；跳转到子程序proc处执行，执行完毕后返回（L标记，带返回的跳转）。

STMFD R13!，{R0 - R4} ；R0-R4压栈，FD为满栈递减，地址从高到低，R13为SP堆栈指针

LDMFD R13!，{R0 - R4} ；R0-R4出栈，FD为满栈递减

ARM寄存器数据处理指令：

1、数据处理指令机器编码格式：

31~28 | 27~26 25 | 24~21 | 20 | 19~16 | 15~12 | 11~0

cond | 00 I | opcode | S | Rn | Rd | Op2

cond：指令执行的条件码

I：用于区别第二操作数是立即数（I=1）还是寄存器移位（I=0）

opcode：数据处理指令操作码

S：用于设置条件码，S=0时，条件码不改变，S=1时，条件码根据具体指令的结果修改

Rn：第一操作数寄存器

Rd：目标寄存器

Op2：第二操作数，该数可以是立即数或寄存器移位数

2、数据传送指令：MOV MVN

MOV R1，R0 ；将寄存器R0的值传送到寄存器R1

MOV PC，R14 ；将寄存器R14的值传送到PC，常用于子