上海交通大学：《单片机原理与接口技术》课程教学资源（课件讲稿）ARM指令集

第三章ARM指令集 ·条件执行 ·指令分类说明 一存储器访问指令 一数据处理指令 一分支指令 一协处理器指令 一杂项指令 -ARM伪指令

第三章 ARM指令集 • 条件执行 • 指令分类说明 – 存储器访问指令 – 数据处理指令 – 分支指令 – 协处理器指令 – 杂项指令 – ARM伪指令

ARM指令集概要 ·ARM指令的一般编码格式 ARM指令字长为固定的32位。一条典型的ARM指令编码 格式为： 31 28272524 2120 19 1615 1211 0 cond 001 opcode S Rn Rd Shifter_Operand 其中： opcode:指令操作符代码。 cond:指令执行的条件编码。 S:决定指令的操作是否影响CPSR的值。 Rd:目标寄存器编码。 Rn:包含第1个操作数的目标寄存器编码。 shift operand:表示第2个操作数

• ARM指令的一般编码格式 ARM指令字长为固定的32位。一条典型的ARM指令编码 格式为： 其中： opcode：指令操作符代码。 cond：指令执行的条件编码。 S：决定指令的操作是否影响CPSR的值。 Rd：目标寄存器编码。 Rn：包含第1个操作数的目标寄存器编码。 shift_operand：表示第2个操作数。 ARM指令集概要 cond 001 opcode S Rn Rd Shifter_Operand 31 28 27 25 24 21 20 19 16 15 12 11 0

ARM指令集概要 ·一条典型的ARM指令语法格式如下： {}{S},, 其中： 是指令助记符，如ADD,Mov等。 {}表示指令执行的条件。 S}决定指令的操作是否影响CPSR的值。 表示目标寄存器 表示包含第1个操作数的寄存器。 表示第2个操作数。 例如：ADDEQS R1,R2,#5

• 一条典型的ARM指令语法格式如下： {} {S} ,, 其中： 是指令助记符，如ADD，Mov等。 {}表示指令执行的条件。 {S}决定指令的操作是否影响CPSR的值。 表示目标寄存器 表示包含第1个操作数的寄存器。 表示第2个操作数。 例如：ADDEQS R1,R2,#5 ARM指令集概要

条件执行 ·几乎所有的ARM指令均可包含一个可选的 条件码，只有在CPSR中的条件码满足指定 的条件时，带条件码的指令才能执行。 ·几乎所有的ARM数据处理指令均可根据执 行结果来选择是否更新条件码标志。如果 要更新条件标志，需要在指令后面加“S”. 一些指令eg:CMP,CMN,TST,TEQ不需要加 “S”。它们唯一的功能就是更新条件码标 志，且始终更新条件码标志

条件执行 • 几乎所有的ARM指令均可包含一个可选的 条件码，只有在CPSR中的条件码满足指定 的条件时，带条件码的指令才能执行。 • 几乎所有的ARM数据处理指令均可根据执 行结果来选择是否更新条件码标志。如果 要更新条件标志，需要在指令后面加“S”. • 一些指令eg:CMP,CMN,TST,TEQ不需要加 “S”。它们唯一的功能就是更新条件码标 志，且始终更新条件码标志

ARM条件码 操作码[31：28] 助记符后缀 标志 含义 0000 EQ Z置位 相等 0001 NE Z清零 不等 0010 CS/HS C置位· 大于或等于（无符号>=） 0011 CC/LO· C清零 小于（无符号） 1001 LS C清零或Z置位 小于或等于（无符号= 1011 LT N和V不同 带符号 1110. LE Z置位或N和V不同 带符号<= 1111 AL 任何 总是（通常省略）

ARM条件码

ARM存储器访问指令 1.LDR和STR一字和无符号字节 LDR:加载寄存器 STR:存储寄存器 字节加载用0扩展到32位。 句法： 1.op {cond){B}{T}Rd,[Rn] ；零偏移 2.op{cond{B}Rd,[Rn,Flexoffset];前索引偏移 3.op {cond){B)Rd,label ；程序相对偏移 4.op{cond{B}{T}Rd,[Rn],Flexoffset;后索引偏移 T:即使在特权模式下，存储系统也将访问看成是处理器是在用户模式下。 Label::程序相对偏移表达式。必须是在当前指令的士4KB范围内。 !:若Rn是R15,则不能使用后缀“！

ARM存储器访问指令 1. LDR和STR——字和无符号字节 • LDR：加载寄存器 • STR：存储寄存器 • 字节加载用0扩展到32位。 • 句法： 1. op {cond} {B} {T} Rd，[Rn] ；零偏移 2. op {cond} {B} Rd，[Rn，Flexoffset] {!} ;前索引偏移 3. op {cond} {B} Rd，label ；程序相对偏移 4. op {cond} {B} {T} Rd，[Rn]，Flexoffset;后索引偏移 T：即使在特权模式下，存储系统也将访问看成是处理器是在用户模式下。 Label：程序相对偏移表达式。必须是在当前指令的±4KB范围内。 ！：若Rn是R15，则不能使用后缀“！

LDR和STR一字和无符号字节 ·Flexoffset句法： 前索引和后索引可以是以下2种形式之一： ·#eXpr ·{-}Rm{,shift) 其中： -:可选的负号。若带负号，则从R中减去偏移量。 expr:表达式，取值范围：-4096+4096，经常取常量。 Rm:内含偏移量的寄存器。Rm不允许为R15。 shit:Rm的可选移位方法。可以是移位寻址的6种方法之一 大多数情况下，必须保证用于32位传送的地址是32位对准 的。将指定的地址取成4的倍数。 ·通常应尽量避免从R15中存储

• Flexoffset句法： 前索引和后索引可以是以下2种形式之一： • #expr • {-} Rm {，shift} 其中： -：可选的负号。若带负号，则从Rn中减去偏移量。 expr：表达式，取值范围：-4096～+4096，经常取常量。 Rm：内含偏移量的寄存器。Rm不允许为R15。 shift：Rm的可选移位方法。可以是移位寻址的6种方法之一 • 大多数情况下，必须保证用于32位传送的地址是32位对准 的。将指定的地址取成4的倍数。 • 通常应尽量避免从R15中存储。 LDR和STR——字和无符号字节

LDR和STR一字和无符号字节 ·例子： LDR R8,[R10] >LDRNE R2,[R5,#960]! >STR R2,[R9,#consta-struc] >STRB R0,[R3,-R8,ASR#2] >STR R5,[R7],#-8 >LDR RO,localdata

• 例子： ¾ LDR R8，[R10] ¾ LDRNE R2，[R5，#960]！ ¾ STR R2，[R9，#consta-struc] ¾ STRB R0，[R3，-R8，ASR #2] ¾ STR R5，[R7]，#-8 ¾ LDR R0，localdata LDR和STR——字和无符号字节

2.LDR和STR一半字和带符号字节 加载寄存器、带符号的8位字节、带符号和无符号的 16位半字。存储寄存器、16位半字。 带符号的加载是指带符号扩展到32位。无符号的半字 加载是指零扩展到32位。 句法： 1.op {cond}type Rd,[Rn] 2.op {cond}type Rd,[Rn,offset]{ 3.op {cond}type Rd,label 4.op {cond)type Rd,[Rn],offset type:必须是以下所列之一： SH:对带符号半字（仅LDR) H:对无符号半字 SB:对带符号字节（仅LDR) label:程序相对偏移表达式。必须在当前指令的士255字节内。 offset:加在Rn上的偏移量

2. LDR和STR——半字和带符号字节 • 加载寄存器、带符号的8位字节、带符号和无符号的 16位半字。存储寄存器、16位半字。 • 带符号的加载是指带符号扩展到32位。无符号的半字 加载是指零扩展到32位。 • 句法： 1. op {cond} type Rd，[Rn] 2. op {cond} type Rd，[Rn，offset] {!} 3. op {cond} type Rd，label 4. op {cond} type Rd，[Rn]，offset type：必须是以下所列之一： SH：对带符号半字（仅LDR） H：对无符号半字 SB：对带符号字节（仅LDR） label：程序相对偏移表达式。必须在当前指令的±255字节内。 offset：加在Rn上的偏移量

LDR和STR一半字和带符号字节 offset句法： 前索引和后索引可以是以下2种形式之一： ·#eXpr ·{-}Rm expr是表达式，其值在±255范围内的整数，经常是数字常量。 ·半字节传送的地址必须是偶数。 ·不能将半字或字节加载到R15。 ·例子： LDREQSH R11,[R6] LDRH R1,[R0,#22] STRH R4,[R0,R1]! LDRSB R6,constf LDRSB R1,[R6],R3,LSL#4;X

• offset句法： 前索引和后索引可以是以下2种形式之一： • #expr • {-} Rm expr是表达式，其值在±255范围内的整数，经常是数字常量。 • 半字节传送的地址必须是偶数。 • 不能将半字或字节加载到R15。 • 例子： LDREQSH R11，[R6] LDRH R1，[R0，#22] STRH R4，[R0，R1]！ LDRSB R6，constf LDRSB R1，[R6]，R3，LSL #4；× LDR和STR——半字和带符号字节