ARM 匯編指令學習:[2]ARM指令集

一、跳轉指令

1、 B(跳轉指令)及BL(帶返回跳轉指令)

    B{L}{<cond>} <target_address>

其中：

L　決定是否保存當前PC寄存器地址到LR寄存器中。

<target_address>　為指令跳轉的目標地址。這個地址的計算方法是：將指令中的24位帶符號的補碼立即數擴展為32位(擴展其符號位)；將此32位數左移兩位；將得到的值加到PC寄存器中，即得到跳轉的目標地址。由這種計算方法可知跳轉的范圍大致為-32MB~+32MB。

2、第一種BLX(帶返回和狀態切換的跳轉指令)

    BLX <target_address>

其中，<target_address>的用法與B及BL指令中的用法相同。

3、第二種BLX(帶返回和狀態切換的跳轉指令)

    BLX{<cond>} <Rm>

其中：

<Rm>　該寄存器中為跳轉的目標地址。當<Rm>寄存器的bit[0]值為0時，目標地址處的指令為ARM指令；當<Rm>寄存器的bit[0]值為1時，目標地址處的指令為Thumb指令。當<Rm>寄存器為R15(PC)時，會產生不可預知的結果(跑飛)。

4、 BX(帶狀態切換的跳轉指令)

    BX{<cond>} <Rm>

其中，<Rm>的用法與BLX指令中的用法相同。

二、數據處理指令

1、 MOV　數據傳送指令

    MOV{<cond>}{S} <Rd>, <shifter_operand>

MOV指令將<shifter_operand>表示的數據傳送到目標寄存器<Rd>中，并根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位。

2、 MVN　數據求反傳送指令

    MVN{<cond>}{S} <Rd>, <shifter_operand>

MVN指令將<shifter_operand>表示的數據的反碼傳送到目標寄存器<Rd>中，并根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位。

3、 CMP　比較指令

    CMP{<cond>} <Rn>, <shifter_operand>

CMP指令從寄存器<Rn>中減去<shifter_operand>表示的數據，并根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位，后面的指令就可以根據CPSR中相應的條件標志位來判斷是否執行。

4、 CMN　基于相反數的比較指令

    CMN{<cond>} <Rn>, <shifter_operand>

CMN指令從寄存器<Rn>中加上<shifter_operand>表示的數據，并根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位，后面的指令就可以根據CPSR中相應的條件標志位來判斷是否執行。

5、 TST　位測試指令

    TST{<cond>} <Rn>, <shifter_operand>

TST指令將<shifter_operand>表示的數據與寄存器<Rn>的值按位作邏輯與操作，并根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位，后面的指令就可以根據CPSR中相應的條件標志位來判斷是否執行。

6、 TEQ　相等測試指令

    TEQ{<cond>} <Rn>, <shifter_operand>

TEQ指令將<shifter_operand>表示的數據與寄存器<Rn>的值按位作邏輯異或操作，并根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位，后面的指令就可以根據CPSR中相應的條件標志位來判斷是否執行。

7、 ADD　加法指令

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

ADD指令將<shifter_operand>表示的數據的與<Rn>的值相加，并把結果保存到目標寄存器<Rd>中，同時根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位。

8、 SUB　減法指令

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

SUB指令從寄存器<Rn>中減去<shifter_operand>表示的數據，并把結果保存到目標寄存器<Rd>中，同時根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位。

9、 RSB　逆向減法指令

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

RSB指令從<shifter_operand>表示的數據中減去寄存器<Rn>的值，并把結果保存到目標寄存器<Rd>中，同時根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位。

10、 ADC　帶位加法指令

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

ADC指令將<shifter_operand>表示的數據的與<Rn>的值相加，再加上寄存器CPSR中的C條件標志位的值，并把結果保存到目標寄存器<Rd>中，同時根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位。

11、 SBC　帶位減法指令

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

SBC指令從寄存器<Rn>中減去<shifter_operand>表示的數據，再減去寄存器CPSR中的C條件標志位的反碼，并把結果保存到目標寄存器<Rd>中，同時根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位。

12、 RSC　帶位逆向減法指令

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

RSC指令從<shifter_operand>表示的數據中減去寄存器<Rn>的值，再減去寄存器CPSR中的C條件標志位的反碼，并把結果保存到目標寄存器<Rd>中，同時根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位。

13、 AND　邏輯與操作指令

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

AND指令將<shifter_operand>表示的數據與寄存器<Rn>的值按位作邏輯與操作，并把結果保存到目標寄存器<Rd>中，同時根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位。

14、 BIC　位清除指令

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

BIC指令將<shifter_operand>表示的數據與寄存器<Rn>的反碼按位作邏輯與操作，并把結果保存到目標寄存器<Rd>中，同時根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位。

15、 EOR　邏輯異或操作指令

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

EOR指令將<shifter_operand>表示的數據與寄存器<Rn>的值按位作邏輯異或操作，并把結果保存到目標寄存器<Rd>中，同時根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位。

16、 ORR　邏輯或操作指令

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

ORR指令將<shifter_operand>表示的數據與寄存器<Rn>的值按位作邏輯或操作，并把結果保存到目標寄存器<Rd>中，同時根據操作的結果更新CPSR中相應的條件標志位。

17、乘法指令

MUL　32位乘法指令

    MUL{<cond>}{S} <Rd>, <Rm>, <Rs>

示例

    MUL　R0,　R1, R2　;  R0=R1*R2

MLA　32位帶加數的乘法指令

    MLA{<cond>}{S} <Rd>, <Rm>, <Rs>, <Rn>

示例

    MLA　R0,　R1, R2, R3　;  R0=R1*R2+R3

SMULL　64位有符號數乘法指令

    SMULL{<cond>}{S} <RdLo>, <RdHi>, <Rm>, <Rs>

示例

    SMULL　R1,　R2, R3, R4　;  R1=R3*R4的低32位;R2=R3*R4的高32位

SMLAL　64位帶加數的有符號數乘法指令

    SMLAL{<cond>}{S} <RdLo>, <RdHi>, <Rm>, <Rs>

示例

    SMLAL　R1,　R2, R3, R4　;  R1=R3*R4的低32位+R1;R2=R3*R4的高32位+R2

UMULL　64位無符號數乘法指令

    UMULL{<cond>}{S} <RdLo>, <RdHi>, <Rm>, <Rs>

UMLAL　64位帶加數的無符號數乘法指令

    UMLAL{<cond>}{S} <RdLo>, <RdHi>, <Rm>, <Rs>

18、雜類的算術指令

CLZ　前導0個數計數指令

    CLZ{<cond>} <Rd>, <Rm>

CLZ指令用于計算寄存器中操作數最高端的0的個數。如果操作數的bit[31]為1，則指令返回0；如果操作數為0，則指令返回32。

三、程序狀態寄存器(PSR)傳輸指令

1、 MRS　狀態寄存器到通用寄存器的傳送指令

    MRS{<cond>} <Rd>, CPSR
    MRS{<cond>} <Rd>, SPSR

2、 MSR　通用寄存器到狀態寄存器的傳送指令

    MSR{<cond>} CPSR_<fields>, #<immediate>
    MSR{<cond>} CPSR_<fields>, <Rm>
    MSR{<cond>} SPSR_<fields>, #<immediate>
    MSR{<cond>} SPSR_<fields>, <Rm>

四、Load/Store指令

LDR
LDRB
LDRBT
LDRH
LDRSB
LDRSH
LDRT
STR
STRB
STRBT
STRH
STRSB
STRSH
STRT
......

詳見我的上一篇文章。

信號量操作指令

SWP　交換指令

    SWP{<cond>} <Rd>, <Rm>, [<Rn>]

示例

    SWP　R1,　R2, [R3]　;  將內存單元(R3)中的字數據讀取到R1寄存器中，同時將R2寄存器的數據寫入到內存單元(R3)中

SWPB　字節交換指令

    SWPB{<cond>} <Rd>, <Rm>, [<Rn>]

示例

    SWPB　R1,　R2, [R3]　;  將內存單元(R3)中的字節數據讀取到R1寄存器中，R1的高24位為0，同時將R2寄存器的低8位寫入到內存單元(R3)中

五、協處理器指令

1、 CDP　協處理器數據操作指令

    CDP{<cond>} <coproc>, <opcode_1>, <CRd>, <CRn>, <CRm>, <opcode_2>
    CDP2 <coproc>, <opcode_1>, <CRd>, <CRn>, <CRm>, <opcode_2>

本指令是ARM處理器用于通知ARM協處理器執行特定的操作。該操作不涉及ARM寄存器和內存單元。

示例

    CPD p5, 2, c12, c10, c3, 4　;  協處理器p5的操作初始化。其中，操作碼1為2，操作碼2為4，目標寄存器為c12，源操作寄存器為c10和c3

2、 LDC　協處理器數據讀取指令

    LDC{<cond>}{L} <coproc>, <CRd>, <addressing_mode>
    LDC2{L} <coproc>, <CRd>, <addressing_mode>

LDC指令從一系列連續的內存單元將數據讀取到協處理器的寄存器中。

示例

    LDC p6, CR4, [R2, #4]　;  R2為ARM處理器，指令讀取內存單元(R2+4)的字數據，傳送到協處理器p6的CR4寄存器中

3、 STC　協處理器數據寫入指令

    STC{<cond>}{L} <coproc>, <CRd>, <addressing_mode>
    STC2{L} <coproc>, <CRd>, <addressing_mode>

STC指令將協處理器的寄存器中的數據寫入到一系列連續的內存單元中。

示例

    STC p6, CR4, [R2, #4]　;  R2為ARM處理器，指令將協處理器p6的CR4寄存器中的字數據寫入到內存單元(R2+4)中

4、 MCR　ARM寄存器到協處理器寄存器的數據傳送指令

    MCR{<cond>} <coproc>, <opcode_1>, <Rd>, <CRn>, <CRm>{, <opcode_2>}
    MCR2 <coproc>, <opcode_1>, <Rd>, <CRn>, <CRm>{, <opcode_2>}

MCR指令將ARM處理器的寄存器中的數據傳送到協處理器的寄存器中。

示例

    MCR p14, 3， R7， c7, c11, 6　;  指令將ARM寄存器中將數據傳送到協處理器p14的寄存器中，其中R7為ARM處理器，存放源操作數；C7和C11為協處理器寄存器，為目標寄存器；操作碼1為3，操作碼2為6

5、 MRC　協處理器寄存器到ARM寄存器的數據傳送指令

    MRC{<cond>} <coproc>, <opcode_1>, <Rd>, <CRn>, <CRm>{, <opcode_2>}
    MRC2 <coproc>, <opcode_1>, <Rd>, <CRn>, <CRm>{, <opcode_2>}

MRC指令將協處理器的寄存器中的數據傳送到ARM處理器的寄存器中。

示例

    MRC p14, 3， R7， c7, c11, 6　;  指令將協處理器p14的寄存器中將數據傳送到ARM寄存器中，其中R7為ARM處理器，為目標寄存器；C7和C11為協處理器寄存器，存放源操作數；操作碼1為3，操作碼2為6

六、異常中斷產生指令

1、 SWI　軟中斷指令

    SWI{<cond>} <immed_24>

SWI指令用于產生軟中斷。

2、 BKPT　斷點中斷指令

    BKPT <immed_16>

BKPT指令用于產生軟件斷點中斷。軟件調試程序可以使用該中斷。當系統使用硬件調試部件時可以忽略該中斷。

參考自《ARM體系架構與編程》杜春雷

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一、跳轉指令

二、數據處理指令

三、程序狀態寄存器(PSR)傳輸指令

四、Load/Store指令

五、協處理器指令

六、異常中斷產生指令

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