第3章ARM微处理器的指令系统本章介绍ARM指令集、Thumb指令集,以及各类指令对应的寻址方式,通过对本章的阅读,希望读者能了解ARM微处理器所支持的指令集及具体的使用方法。本章的主要内容有:- ARM指令集、Thumb指令集概述。- ARM指令集的分类与具体应用。- Thumb指令集简介及应用场合。,也即指令集仅能处理寄存器中的数据,而且处理结果都要放回寄存器中,而对系统存储器的访问则需要通过专门的加载/存储指令来完成。ARM微处理器的指令集可以分为跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器(PSR)处理指令、加载/存储指令、协处理器指令和异常产生指令六大类,具体的指令及功能如表3-1所示(表中指令为基本ARM指令,不包括派生的ARM指令)。表3-,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 清零无符号数小于0100MIN置位负数0101PLN清零正数或零0110VSV置位溢出0111VCV清零未溢出1000HIC置位Z清零无符号数大于1001LSC清零Z置位无符号数小于或等于1010GEN等于V带符号数大于或等于1011LTN不等于V带符号数小于1100GTZ清零且(N等于V)带符号数大于1101LEZ置位或(N不等于V) 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。 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:ADD R0,R0,#1 ;R0←R0+1ADD R0,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“&”。 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:ADD R0,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。 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:ADDR0,R1,[R2] ;R0←R1+[R2]LDR R0,[R1] ;R0←[R1]STR R0,[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。 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
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