指令格式與條件碼

3嵌入式ARM指令系統(tǒng)第章本章目標(biāo)了解ARM指令系統(tǒng)的特點(diǎn)掌握ARM指令的尋址方式及指令了解Thumb指令系統(tǒng)3.1ARM指令集概述

ARM指令的基本格式如下：3.1.1指令格式ARM指令集——指令格式<opcode>{<cond>}{S}<Rd>,<Rn>,{<operand2>}

其中<>號(hào)內(nèi)的項(xiàng)是必須的，{}號(hào)內(nèi)的項(xiàng)是可選的。各項(xiàng)的說(shuō)明如下：opcode：指令助記符；Rd：目標(biāo)寄存器（操作數(shù)據(jù)的最終結(jié)果存放的寄存器）； cond：執(zhí)行條件；Rn：第1個(gè)操作數(shù)的寄存器；S：它是標(biāo)記，是否影響/修改CPSR寄存器對(duì)應(yīng)位的值；operand2：第2個(gè)操作數(shù)；ARM指令格式舉例:ARM指令:用黑色表示；條件碼：用藍(lán)色表示；標(biāo)記：用紅色表示；LDR R0,[R1];讀取R1地址上的存儲(chǔ)單元內(nèi)容,執(zhí)行條件AL；BEQ DATAEVEN;條件執(zhí)行分支指令,執(zhí)行條件EQ,即相等則跳轉(zhuǎn)到DATAEVEN；ADDS R2,R1,#1;加法指令,R2R1+1,影響/修改CPSR寄存器對(duì)應(yīng)C位的值；SUBNESR2,R1,#0x20;條件執(zhí)行的減法運(yùn)算,執(zhí)行條件NE,R1-0x20-->R2,影響CPSR寄存器；

ARM指令的基本格式如下：ARM指令集——第2個(gè)操作數(shù)，使用的非常靈活<opcode>{<cond>}{S}<Rd>,<Rn>{,<operand2>}

靈活的使用第2個(gè)操作數(shù)“operand2”能夠提高代碼效率。它有如下的形式：#immed_8r——常數(shù)表達(dá)式，立即數(shù)（挺難理解）；Rm——寄存器方式（操作數(shù)即為寄存器中的數(shù)值）；Rm,shift——寄存器移位方式；ARM指令集——第2個(gè)操作數(shù)#immed_8r——常數(shù)表達(dá)式一個(gè)立即數(shù)必須用一個(gè)字節(jié)（8bit）可以描述完成該常數(shù)必須對(duì)應(yīng)8位位圖(pattern)，即一個(gè)8位的常數(shù)通過(guò)循環(huán)右移偶數(shù)位得到,為合法常量。循環(huán)右移10位0x00000000000x00000000000x00000000000x00000000000x00000000000x80100000000x04000001008位常數(shù)0x1200010010ARM指令集——第2個(gè)操作數(shù)例如：MOV R0,#1;R0=1AND R1,R2,#0x0F;R2與0x0F,結(jié)果保存在R1中LDRR0,[R1],#-4;讀取R1地址上的存儲(chǔ)器單元內(nèi)容,

;且R1=R1-4如何判斷合法常量與非法常量？一個(gè)常數(shù)中的兩個(gè)“1”在8個(gè)比特中實(shí)現(xiàn)，并且后面跟偶數(shù)個(gè)零（二進(jìn)制）合法常量0xFF、0x104、0xFF0、0xFF000、0xFF000000、0xF000000F非法常量:0x101、0x102、0xFF1、0xFF04,0xFF003、0xFFFFFFFFARM指令集——第2個(gè)操作數(shù)Rm——寄存器方式(可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的立即數(shù)（非法）)

在寄存器方式下，操作數(shù)即為寄存器中內(nèi)容的數(shù)值。例如：SUB R1,R1,R2;R1--R2R1MOV PC,R0;PC=R0,程序跳轉(zhuǎn)到指定地址LDRR0，[R1]，-R2;讀取R1地址上的存儲(chǔ)器單元內(nèi)容

;并存入R0，且R1=R1-R2ARM指令集——第2個(gè)操作數(shù)Rm,shift——寄存器移位方式將寄存器的移位結(jié)果作為操作數(shù)，但Rm值保持不變，移位方法如下：操作碼說(shuō)明操作碼說(shuō)明LSL#n邏輯左移n位(1≤n≤31)ASR#n算術(shù)右移n位(1≤n≤32)LSR#n邏輯右移n位(1≤n≤32)ROR#n循環(huán)右移n位(1≤n≤31)ASL#n算術(shù)左移n位(與LSL同義)RRX

帶擴(kuò)展的循環(huán)右移1位ARM指令集——第2個(gè)操作數(shù)0LSR移位操作：0ASR移位操作：ROR移位操作：RRX移位操作：每次只能移動(dòng)一位，把CPSR寄存器中的C/進(jìn)位位補(bǔ)充到最左邊CASL移位操作：空出的最低有效位用0填充空出的最高有效位用0填充算術(shù)移位的對(duì)象是有符號(hào)數(shù)，移位過(guò)程中必須保持操作數(shù)的符號(hào)不變。即源操作數(shù)是正數(shù)，則空出的最高有效位用0填充，如果是負(fù)數(shù)，則用1填充。將寄存器的內(nèi)容循環(huán)右移1位，空位用原來(lái)的C標(biāo)志位填充。0ARM指令集——第2個(gè)操作數(shù)Rm,shift——寄存器移位方式例如：ADD R1,R1,R1,LSL#3 ;R1=R1+R1*8=9R1，即R1乘以9SUB R1,R1,R2,LSRR3 ;R1=R1-(R2/2R3)注意：ARM指令只會(huì)改變目標(biāo)寄存器中的內(nèi)容，而操作數(shù)寄存器中的內(nèi)容不會(huì)改變；錯(cuò)例:ADDR3,R7,#1023(十進(jìn)制);1023(0x3FF)不是一個(gè)循環(huán)移位的8位位圖SUBR11,R12,R3,LSL#32

;#32超出了LSL范圍MOVSR4,R4,RRX#3;RRX不需指定移位量,RRX總是移1位

ARM指令的基本格式如下：3.1.3條件碼ARM指令集——條件碼條件碼是在ARM指令執(zhí)行之前，進(jìn)行判斷的，只要符合條件，ARM指令才執(zhí)行<opcode>{<cond>}{S}<Rd>,<Rn>{,<operand2>}

使用條件碼“cond”可以實(shí)現(xiàn)高效的邏輯操作，提高代碼效率。所有的ARM指令都可以條件執(zhí)行，而Thumb指令只有B（跳轉(zhuǎn)）指令具有條件執(zhí)行功能。如果指令不標(biāo)明條件代碼，將默認(rèn)為無(wú)條件（AL）執(zhí)行。操作碼條件助記符判斷的標(biāo)志含義0000EQZ=1相等0001NEZ=0不相等0010CS/HSC=1無(wú)符號(hào)數(shù)大于或等于0011CC/LOC=0無(wú)符號(hào)數(shù)小于0100MIN=1負(fù)數(shù)0101PLN=0正數(shù)或零0110VSV=1溢出0111VCV=0沒(méi)有溢出1000HIC=1,Z=0無(wú)符號(hào)數(shù)大于1001LSC=0,Z=1無(wú)符號(hào)數(shù)小于或等于1010GEN=V有符號(hào)數(shù)大于或等于

1011LTN!=V有符號(hào)數(shù)小于

1100GTZ=0,N=V有符號(hào)數(shù)大于

1101LEZ=1,N!=V有符號(hào)數(shù)小于或等于

1110AL任何無(wú)條件執(zhí)行

(指令默認(rèn)條件)1111NV任何從不執(zhí)行(不要使用)指令條件碼表ARM指令集——條件碼理解條件碼的含義，HI/LS都是條件碼C代碼：If(a>b) a++;Else b++;對(duì)應(yīng)的匯編代碼如下.其R0為a,R1為bCMP R0,R1 ;R0與R1比較ADDHI R0,R0,#1;若R0>R1，則R0=R0+1ADDLS R1,R1,#1;若R0≤R1，則R1=R1+1示例1：ARM指令集——條件碼C代碼：If(a!=10)&&(b!=20)a=a+b對(duì)應(yīng)的匯編代碼如下.其R0為a,R1為bCMP R0,#10;比較R0是否為10CMPNER1,#20;若R0不為10,則比較

;R1是否為20ADDNER0,R0,R1;若R0不為10且R1;不為20