系统学习ARM之二 --ARM指令集

一、简介：

定义：
    ARM 指令集：ARM处理器能够运行的命令的集合。
特点：
所有ARM指令均为32-bits长
大部分为单周期指令       1T
所有指令都可以条件执行
采用 Load/Store 架构  --- load/store指令
          mov r1,100   @ r1 =*(100)  把内存地址为100的单元格里的内容赋值给r1，ARM指令 不支持
          mov r1,#100  @ r1=100

二、数据处理指令：

1. 指令：

    算术指令： ADD ADC SUB SBC RSB RSC
    逻辑指令： AND ORR EOR BIC
    比较指令： CMP CMN TST TEQ
    数据搬移： MOV MVN
        加法指令            ADD R1，R2，R3        R1 = R2 + R3
        带进位加法        ADC R1，R2，R3        R1 = R2 + R3 + C
        减法指令            SUB R1，R2，R3        R1 = R2 - R3
        逆向减法            RSB R1，R2，R3        R1 = R3 - R2
        带借位减法        SBC R1，R2，R3        R1 = R2 - R3 - !C
        带借位逆减法   SBC R1，R2，R3         R1 = R3 - R2 - !C

        逻辑与指令       AND R0，R0，#0X0F        &
        逻辑或指令       ORR R0，R0，#0X0F        |

        逻辑异或           AND R0，R0，#0X0F        ^

        位清除               BIC R0，R0，#9          R0 = R0 & (~#9)
        比较指令           CMP R1，#10               cpsr = R1 - 10
        反值比较指令   CMN R1，R2                cpsr = R1 + R2
        位测试指令      TST R1，#3                    cpsr = R1 & 3
        相等测试          TEQ R1，R2                  cpsr = R1 ^ R2

        数据传输          MOV R1，R2                 R1 = R2
        数据取反传输  MVNR1，R2                  R1 = R2

        

2. 条件码：判断指令是否执行的依据

      EQ   相等
      NE   不相等
      GE   大于等于
      LE   小于等于
      GT   大于
      LT   小于

3. 指令如何执行 ：

指令后面没有条件码： 执行
指令后面有条件码  ：
  首先判断条件码是否成立，CPSR条件位和条件码标志
                成立    -- 指令执行
                不成立 --- 指令不执行
       
         cmp   r1，#3   @ r1- 3 ，结果影响了CPSR的条件位  结果为0，Z=1  结果不为0，Z=0
       addeq  r2 ，r1，r1       z=1,eq条件码成立; z=0，eq条件码不成立

4. 条件位的影响：

     1-- 默认所有的指令，不会影响CPSR寄存器的条件位nzcv
         除了比较指令： 比较指令：CMP CMN TST TEQ

     1-- 通过指令后面加S，指令的执行就肯定会影响nzcv位
例子：
    if (a==4 || a==10) --> cmp r4，#4
                   x=0;              cmpne r4,#10
                                        moveq r5,#0

四、跳转指令：

        Branch : B{<cond>} label
        Branch with Link : BL{<cond>} subroutine_label
相对跳转：
        pc'= pc +偏移量
跳转范围：
        ± 32 Mbyte

五、交换指令 ：

（1）指令功能：在寄存器和存储器之间，由一次存储器读和一次存储器写组成的原子操作。

            (原子操作表示，在操作的时候不能被别的程序打断)

        一条指令完成了内存单元和寄存器的数据交换

       swp（字交换）：相当于

             temp   = *（Rn）

             *（Rn）= Rm

            Rd     = temp

                是32位的操作

       swpb（字节交换）：也同上边，只是操作的是8位的数据

            将内存中的一个字节单元和一个指定寄存器的低8位相交换。

（2）信号量操作

（3）注意：

         不能通过写c语言程序实现该指令

         只能通过手写汇编

六、软中断指令 ：

（1）指令功能：引起异常，系统调用
（2）指令格式：
 SWI{<cond>} <SWI number>

七、PSR 传送指令 ：

（1）指令功能：CPSR寄存器不允许数据处理指令直接操作，只能由PSR寄存器操作
（2）指令格式：
      MRS{<cond>} Rd,cpsr                      @ Rd   = cpsr
      MSR{<cond>} <psr[_fields]>,Rm   @ cpsr = Rm

八、协处理器指令 ：

协处理器寄存器传送指令
   MRC：从协处理器寄存器移到ARM 寄存器
   MCR：从 ARM 寄存器移到协处理器寄存器