arm微处理器的指令系统

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1、18ARM应用系统开发详解──基于S3C4510B的系统设计第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。3.1ARM微处理器的指令集概述3.1.1ARM微处理器的指令的分类与格式ARM微处理器的指令集是加载/存储型的，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

2、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3-1ARM指令及功能描述助记符指令功能描述ADC带进位加法指令ADD加法指令AND逻辑与指令B跳转指令BIC位清零指令BL带返回的跳转指令BLX带返回和状态切换的跳转指令BX带状态切换的跳转指令CDP协处理器数据操作指令CMN比较反值指令CMP比较指令EOR异或指令LDC存储器到协处理器的数据传输指令L

3、DM加载多个寄存器指令LDR存储器到寄存器的数据传输指令MCR从ARM寄存器到协处理器寄存器的数据传输指令MLA乘加运算指令MOV数据传送指令MRC从协处理器寄存器到ARM寄存器的数据传输指令MRS传送CPSR或SPSR的内容到通用寄存器指令MSR传送通用寄存器到CPSR或SPSR的指令MUL32位乘法指令MLA32位乘加指令18ARM应用系统开发详解──基于S3C4510B的系统设计MVN数据取反传送指令ORR逻辑或指令RSB逆向减法指令RSC带借位的逆向减法指令SBC带借位减法指令STC协处理器寄存器写入存储器指令STM批量内存字写入指令STR寄存器到

4、存储器的数据传输指令SUB减法指令SWI软件中断指令SWP交换指令TEQ相等测试指令TST位测试指令3.1.2指令的条件域当处理器工作在ARM状态时，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

5、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指令的条件码条件码助记符后缀标志含义0000EQZ置位相等0001NEZ清零不相等0010CSC置位无符号数大于或等于0011CCC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）带符

6、号数小于或等于1110AL忽略无条件执行3.2ARM指令的寻址方式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。18ARM应用系统开发详解──基于S3C4510B的系统设计3.2.1立即寻址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：ADDR0，R0，＃1；R0←R0＋1ADDR0，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

7、，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“&”。3.2.2寄存器寻址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：ADDR0，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。3.2.2寄存器间接寻址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]LDRR0，[R1]；R0←[R1]STRR

8、0，[R1]；[R1]←R0在第一条指令中，以寄存器R2的值作为操