【物联网】ARM核常用指令(详解)：数据传送、计算、位运算、比较、跳转、内存访问、CPSR/SPSR
文章目录
- 指令格式（重点）
- 1. 立即数
- 2. 寄存器位移
- 一、数据传送指令
- 1. MOV指令
- 2. MVN指令
- 3. LDR指令
- 二、数据计算指令
- 1. ADD指令
- 1. SUB指令
- 1. MUL指令
- 三、位运算指令
- 1. AND指令
- 2. ORR指令
- 3. EOR指令
- 4. BIC指令
- 四、比较指令
- 五、跳转指令
- 1. B/BL指令
- 2. ldr指令
- 练习
- 六、内存访问指令
- 1. 单内存访问指令
- 练习
- 2. 多内存访问指令
- 示例
- 3. 栈操作指令
- 示例
- 七、CPSR/SPSR操作指令
- 练习
指令格式（重点）
1. 立即数
一个常数，该常数必须对应8位位图，即一个8位的常数通过,循环右移偶数位得到该数，该数
数为合法立即数。
在指令中表示方法:#数字，例如：#100
快速判定是否是合法立即数：
- 首先将这个数转换为32bit的16进制形式，例如
218=0xDA=0x000000DA - 除零外，仅有一位数为合法立即数
- 除零外，仅有二位数，并且相邻(包括首尾，如
0x1000000A)的为合法立即数。 - 除零外，仅有三位数，并且相邻(包括中间有0相间，例如
0x10800000，包括首尾相邻
如:0x14000003),这三位数中，最高位取值仅能为1、2、3，最低位取值仅能为4、8、C
中间位0x0~0xF。 这种组合的为合法立即数。
2. 寄存器位移
将寄存器值读取之后，进行移位运算后，作为操作数2参与运算。支持的移位方式如下:
LSL(Logical shift Left)逻辑右移LSR(Logical shift Right)逻辑左移ASR(Arithmetic shift Right)算术右移
r0,lsr #4 表示r0 >>4
r0,lsr r1 表示r0 >>r1
#3,LsL #4 错误，只能是寄存器移位，不能是立即数移位
一、数据传送指令
1. MOV指令
格式：mov 目标寄存器，操作数2
功能：将操作数2的值赋值给目标寄存器
2. MVN指令
格式:mvn 目标寄存器，操作数2
功能:将操作2取反的值给目标寄存器
3. LDR指令
格式: LDR 目标寄存器,= 数据
功能: 完成任意的数据传送到目标寄存器
注意: 数据前面不能加#，因为此时数据不按立即数来处理
二、数据计算指令
1. ADD指令
格式: add 目标寄存器，操作数1，操作数2
功能: 将操作数1加上操作数2的结果给目标寄存器
1. SUB指令
格式: sub 目标寄存器，操作数1，操作数2
功能: 将操作数1减去操作数2的结果给目标寄存器
1. MUL指令
格式: mul 目标寄存器，操作1，操作2
功能: 将操作数1乘以操作数2的结果存放在目标寄存器
注意：操作数1和操作2必须都是寄存器,并且操作1的寄存器编号不能和目标寄存器一样
三、位运算指令
1. AND指令
格式: and 目标寄存器，操作数1，操作数2
功能: 将操作数1按位与操作数2的结果存放在目标寄存器
2. ORR指令
格式: orr 目标寄存器，操作数1，操作数2
功能: 将操作1按位或操作2的结果存放在目标寄存器
3. EOR指令
格式: eor 目标寄存器，操作1，操作2
功能: 将操作数1按位异或操作数2的结果存放在目标寄存器
4. BIC指令
格式: bic 目标寄存器，操作1，操作2
功能: 将操作数1按位与操作数2取反的结果存放在目标寄存器
目标寄存器 = 操作数1 & ~操作数2
四、比较指令
格式: cmp 寄存器，操作数2
等于寄存器减去操作数2
功能: 将寄存器的值与操作2比较，比较的结果会自动影响CPSR的NZCV
答案
五、跳转指令
1. B/BL指令
格式: B/BL 标签
功能: 跳到一个指定的标签,BL 跳转之前，将跳转前的PC的值保存在LR,跳转范围+/- 32M
NZCV 标志位
| 标志位 | 含义 |
|---|---|
| N (Negative) | 结果为负数（Rn < Rm） |
| Z (Zero) | 结果为 0（Rn == Rm） |
| C (Carry) | 发生借位（无符号比较时 Rn < Rm） |
| V (Overflow) | 溢出（有符号计算超出范围） |
比较指令 + B 条件跳转
| 指令 | 条件 | 说明 |
|---|---|---|
BEQ label | Z == 1 | 相等（Rn == Rm）时跳转 |
BNE label | Z == 0 | 不相等（Rn ≠ Rm）时跳转 |
BGT label | Z == 0 且 N == V | 大于（Rn > Rm，有符号）时跳转 |
BGE label | N == V | 大于等于（Rn ≥ Rm，有符号）时跳转 |
BLT label | N ≠ V | 小于（Rn < Rm，有符号）时跳转 |
BLE label | Z == 1 或 N ≠ V | 小于等于（Rn ≤ Rm，有符号）时跳转 |
BHI label | C == 1 且 Z == 0 | 大于（Rn > Rm，无符号）时跳转 |
BHS label | C == 1 | 大于等于（Rn ≥ Rm，无符号）时跳转 |
BLO label | C == 0 | 小于（Rn < Rm，无符号）时跳转 |
BLS label | C == 0 或 Z == 1 | 小于等于（Rn ≤ Rm，无符号）时跳转 |
2. ldr指令
格式: ldr pc,= 标签名
功能: 将PC指针指闻标签表示的地址
练习
答案
六、内存访问指令
1. 单内存访问指令
LDR 将内存中的值加载到寄存器(读内存)
STR 将寄存器的内容写入内存(写内存)
寄存器间接寻址：寄存器的值是一个地址
LDR ro,[r1 ] //r0 = *r1
STR ro,[ r1 ] //*r1 = ro
基址变址寻址：将基地址寄存器加上指令中给出的偏移量，得到数据存放的地址
- A. 前索引
STR r0,[r1,#4] //*(r1 + 4)= r0
LDR r0,[r1,#4] //r0 =*(r1+ 4)
- B. 后索引
STR r0,[r1],#4 //*r1=r0 &&r1=r1 + 4
LDR r0,[r1],#4 //r0=*r1 &&r1=r1 + 4
- C. 自动索引
STR r0,[r1,#4]! //*(r1+4)=r0&&r1=r1+4
LDR r0,[r1,#4]! //r0=*(r1+4)&&r1 =r1+4
示范：
练习
将1-10数据存放在基地址为0x4000,0000,将0x4000,0000起始地址的值拷贝到0x4000,0100
答案
将0x1234写到0x4000,0000,将0xabcd写到0x4000,0004,然后从这两个地址读取数据做案加，最终结果存放在r0
答案2
2. 多内存访问指令
LDM 将一块内存的数据，加载到多个寄存器中
STM 将多个寄存器的值，存储到一块内存
格式:
LDM{条件}{s}<MODE>基址寄存器{!},{Reglist}^
STM{条件}{s}<MODE>基址寄存器{!},{Reglist}^
| mode | 说明 |
|---|---|
| IA | 后增加地址 |
| IB | 先增加地址 |
| DA | 后减少地址 |
| DB | 先减少地址 |
基址寄存器
用于放内存的起始地址
!
最后更新基址寄存器的值
Reglist
- 多个寄存器，从小到大，中间用
,隔开，如{r0,r2,r3}或{r0-r7,r10} - 寄存器号大的对应内存的高地址，寄存器号小的对应内存的低地址
^
- 它存在，如果
Reglist没有pc的时候，这个时候操作的寄存器是用户模式下的寄存器 - 在
LDM指令中，有PC的时候，在数据传送的时候，会将SPSR的值拷贝到CPSR，用于异常的返回
流程图：
示例
3. 栈操作指令
A. 进栈
stmfd sp!,{寄存器列表}
B. 出栈
Idmfd sp!,{寄存器列表}
注意
在对栈操作之前，必须先设置sp的值,进栈和出栈的方式一样，ATPCS标准规定满减栈
流程图：
堆栈指针指向最后压入的堆栈的有效数据项，称为满堆栈
堆栈指针指向下一个待压入数据的空位置，称为空堆栈
示例
七、CPSR/SPSR操作指令
A. 读操作
MRS Rn,CPSR/SPSR
将状态寄存器的值，读到通用寄存器中
B. 写操作
MSR CPSR/SPSR,Rn
将通用寄存器的值，写到状态寄存器
练习
A.写一段代码，将CPSR的第I(7)位清0,其他位不变(使能IRQ异常)
B.写一段代码，将CPSR的第I(7)位置1,其他位不变(禁用IRQ异常)
答案
