ARM应用系统开发详解：第3章 ARM微处理器的指令系统

3.1ARM微处理器的指令集概述

3.1.1ARM微处理器的指令的分类与格式

助记符

指令功能描述

ADC

带进位加法指令

ADD

加法指令

AND

逻辑与指令

B

跳转指令

BIC

位清零指令

BL

带返回的跳转指令

BLX

带返回和状态切换的跳转指令

BX

带状态切换的跳转指令

CDP

协处理器数据操作指令

CMN

比较反值指令

CMP

比较指令

EOR

异或指令

LDC

存储器到协处理器的数据传输指令

LDM

加载多个寄存器指令

LDR

存储器到寄存器的数据传输指令

MCR

从ARM寄存器到协处理器寄存器的数据传输指令

MLA

乘加运算指令

MOV

数据传送指令

MRC

从协处理器寄存器到ARM寄存器的数据传输指令

MRS

传送CPSR或SPSR的内容到通用寄存器指令

MSR

传送通用寄存器到CPSR或SPSR的指令

MUL

32位乘法指令

MLA

32位乘加指令

MVN

数据取反传送指令

ORR

逻辑或指令

RSB

逆向减法指令

RSC

带借位的逆向减法指令

SBC

带借位减法指令

STC

协处理器寄存器写入存储器指令

STM

批量内存字写入指令

STR

寄存器到存储器的数据传输指令

SUB

减法指令

SWI

软件中断指令

SWP

交换指令

TEQ

相等测试指令

TST

位测试指令

3.1.2指令的条件域

当处理器工作在ARM状态时，几乎所有的指令均根据CPSR中条件码的状态和指令的条件域有条件的执行。当指令的执行条件满足时，指令被执行，否则指令被忽略。

每一条ARM指令包含4位的条件码，位于指令的最高4位[31:28]。条件码共有16种，每种条件码可用两个字符表示，这两个字符可以添加在指令助记符的后面和指令同时使用。例如，跳转指令B可以加上后缀EQ变为BEQ表示“相等则跳转”，即当CPSR中的Z标志置位时发生跳转。

在16种条件标志码中，只有15种可以使用，如表3-2所示，第16种（1111）为系统保留，暂时不能使用。

表3-2指令的条件码

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

3.2ARM指令的寻址方式

所谓寻址方式就是处理器根据指令中给出的地址信息来寻找物理地址的方式。目前ARM指令系统支持如下几种常见的寻址方式。

3.2.1立即寻址

立即寻址也叫立即数寻址，这是一种特殊的寻址方式，操作数本身就在指令中给出，只要取出指令也就取到了操作数。这个操作数被称为立即数，对应的寻址方式也就叫做立即寻址。例如以下指令：

ADDR0，R0，＃1；R0←R0＋1

ADDR0，R0，＃0x3f；R0←R0＋0x3f

在以上两条指令中，第二个源操作数即为立即数，要求以“＃”为前缀，对于以十六进制表示的立即数，还要求在“＃”后加上“0x”或“&”。

3.2.2寄存器寻址

寄存器寻址就是利用寄存器中的数值作为操作数，这种寻址方式是各类微处理器经常采用的一种方式，也是一种执行效率较高的寻址方式。以下指令：

ADDR0，R1，R2；R0←R1＋R2

该指令的执行效果是将寄存器R1和R2的内容相加，其结果存放在寄存器R0中。

3.2.2寄存器间接寻址

寄存器间接寻址就是以寄存器中的值作为操作数的地址，而操作数本身存放在存储器中。例如以下指令：

ADD R0，R1，[R2]；R0←R1＋[R2]

LDRR0，[R1]；R0←[R1]

STRR0，[R1]；[R1]←R0

在第一条指令中，以寄存器R2的值作为操作数的地址，在存储器中取得一个操作数后与R1相加，结果存入寄存器R0中。

第二条指令将以R1的值为地址的存储器中的数据传送到R0中。

第三条指令将R0的值传送到以R1的值为地址的存储器中。

3.2.3基址变址寻址

基址变址寻址就是将寄存器（该寄存器一般称作基址寄存器）的内容与指令中给出的地址偏移量相加，从而得到一个操作数的有效地址。变址寻址方式常用于访问某基地址附近的地址单元。采用变址寻址方式的指令常见有以下几种形式，如下所示：

LDR R0，[R1，＃4]；R0←[R1＋4]

LDR R0，[R1，＃4]！；R0←[R1＋4]、R1←R1＋4

LDR R0，[R1]，＃4；R0←[R1]、R1←R1＋4

LDR R0，[R1，R2]；R0←[R1＋R2]

在第一条指令中，将寄存器R1的内容加上4形成操作数的有效地址，从而取得操作数存入寄存器R0中。

在第二条指令中，将寄存器R1的内容加上4形成操作数的有效地址，从而取得操作数存入寄存器R0中，然后，R1的内容自增4个字节。

在第三条指令中，以寄存器R1的内容作为操作数的有效地址，从而取得操作数存