ARM指令寻址方式之： 数据处理指令的寻址方式

4.1 数据处理指令的寻址方式

4.1.1 数据处理指令的寻址方式概要

数据处理指令的基本语法格式如下。

<opcode> {<cond>} {S} <Rd>,<Rn>,<shifter_operand>

其中<shifter_operand>有下面11种形式，如表4.1所示。

表4.1 <shifter_operand>的寻址方式

数据处理指令的寻址方式根据<shifter_operand>的不同，相应的分为11种。

4.1.2 指令解码

图4.1显示了数据处理指令不同寻址方式下的解码格式。

图4.1 数据操作指令编码格式

编码格式中各域含义如下。

· <opcode>：确定具体指令。

· S：标识指令是否影响程序状态寄存器CPSR条件标志。

· Rd：指令操作的目的寄存器。

· Rn：指令第一源操作数。

· bit[11∶0]：移位操作，详见本章移位操作一节。

· bit[25]：被用来区分是立即数移位操作还是寄存器移位操作。

如果指令编码出现下面情况：bit[25] = 0并且bit[4] = 1并且bit[7] = 1，则指令并非数据处理指令，它可能是Load/Store指令或算术指令。

4.1.3 移位操作

数据处理指令是在算术逻辑单元ALU中完成。ARM处理器一个显著特征就是可以在操作数进入ALU之前，对操作数进行指定位数的左移或右移操作。这种功能明显增强了数据处理操作的灵活性。

移位操作可能产生进位，更新程序状态寄存器CPSR的进位标志C。移位操作有下面3种基本方式。

1．立即数方式

没有任何一条ARM指令可以包含一个32位的立即数，数据处理指令编码格式中，第二个操作数有12位。指令的编码格式如图4.1所示。

指令中的立即数是由一个8 bit的常数移动4 bit偶数位（0，2，4，…，26，28，30）得到的。所以，每一条指令都包含一个8 bit的常数X和移位值Y，得到的立即数=X循环右移（2×Y）。

下面列举了一些有效的立即数。

0xFF、0x104、0xFF0、0x FF00、0x FF000、0x FF000000、0x F000000F

下面是一些无效的立即数。

0x101、0x102、0x FF1、0x FF04、0x FF003、0x FFFFFFFF、0x F000001F

下面是一些应用立即数的指令。

MOV r0，＃0 ;送0到r0

ADD r3，r3，＃1 ;r3的值加1

CMP r7，＃1000 ;r7的值和1000比较

BIC r9，r8，＃0x FF00 ;将r8中8～15位清零，结果保存在r9中

2．寄存器方式

寄存器的值可以被直接用于数据操作指令，如：

MOV r2，r0 ;r0的值送r2

ADD r4，r3，r2 ;r2加r3，结果送r4

CMP r7，r8 ;比较r7和r8的值

3．寄存器移位方式

寄存器的值在被送到ALU之前，可以事先经过桶形移位寄存器的处理。预处理和移位发生在同一周期内，所以有效的使用移位寄存器，可以增加代码的执行效率。

具体的移位（或者循环移位）方式有下面几种。

· ASR：算术右移。

· LSL：逻辑左移。

· LSR：逻辑右移。

· ROR：循环右移。

· RRX：扩展的循环右移。

以上5种移位方式，移位值均可以由立即数或寄存器指定。下面是一些在指令中使用了移位操作的例子。

ADD r2,r0,r1,LSR #5

MOV r1,r0,LSL #2

RSB r9,r5,r5,LSL #1

SUB r1,r2,r0,LSR ＃4

MOV r2,r