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一、ARM指令概述
1.ARM指令集特点
1.1ARM指令机器编码基本格式
| 格式 | 条件码 | 指令码 | 目的寄存器 | 操作数一寄存器 | 操作数二 |
|---|---|---|---|---|---|
| 所占位数 | 31-28 | 27-20 | 19-16 | 15-12 | 11-0 |
1.2ARM汇编语言指令格式
(opcoed){(cond)}{s} (Rd), (Rn){(operate2)}
opcoed:操作码，比如B(跳转指令),STR;
cond:可选择的条件码,执行条件,如NE,EQ(相等);
S:若有S后缀,则根据计算结果更新CPSR(状态寄存器)中的条件码;
Rd:目标寄存器;
Rn:存放第一个操作数的寄存器;
operate2:第二个操作数;
例如:
/*假设R2与R3的内容相等
后缀助记符 标志位 内容含义
EQ Z=1 相等 */
SUBS R1,R2,R3 ;R1 = R2 - R3
BEQ Lable ;跳转到Lable标号执行指令
/*因为SUBS带有S后缀则会通过该指令所得到的结果进行更新CPSR寄存器,
因为R1寄存器中的内容为0所以可以判定R2等于R3,此时CPSR寄存器中的
标志位Z被置1。
B为跳转指令因为BEQ包含其条件码,因为上一条指令已经将标志位置1,
所以会执行此处的跳转指令。*/
二、ARM的寻址方式
1.立即寻址
含义: 操作数包含在指令的32位机器编码中;
例如:
ADD R0, R0, #5 ;R0 = R0 + 5
AND R1, R2, #0x01 ;R1 = R2 AND 0x01
注意: 立即数所占位数是12位(不明白请看上面)所以0x2345是不能作为立即数放入ARM指令中并且立即数只能放在操作数2中。
问题: 这个操作数2和寄存器里面的数据在ARM的CPU逻辑运算单元进行计算的时候这些数据都要转换成32位的数据,那么12位的立即数是如何在ARM硬件当中被转换成32的立即数？
解决: 12位的编码中包括8位常数和4位循环右移值,由8位常数循环右移4位值的二倍得到最后的32位立即数。
例如: MOV R0,#0x0000F200 ;R0 = 0x0000F200
机器代码: E3A00CF2
由上面可知晓机器指令格式，E(1110)为条件码其后缀助符为AL，标志位为无条件，定义也为无条件。也就说没有条件可以限制MOV指令是否可以执行也可以将其指令写成MOVAL R0,0x0000F200。同理3A就是MOV指令的机器编码，下面就不一一赘述不明白请移步到上一次的笔记中看相关解析。
4位循环右移值: C(十进制12)
8位常数: 0xF2
方法: 循环右移的位数是12✖2=24，然后就得到了32位的数值
移位前: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 0010
移位后: 0000 0000 0000 0000 1111 0010 0000 0000
注意: 并不是所有的32位立即数都可以这样编码！在使用立即数之前需要做合法性的判断。这是对编程实在是很不友好，值得庆幸的是编译系统提供了伪指令LDR。LDR R1,=0x87654321。即使R1 = 0x87654321
2.寄存器寻址
含义: 操作数存放在寄存器中;
基本方式:
ADD R0，R1，R2 ;R0 = R1 + R2 因为操作数2占了12位，用12位去描述R0到R15寄存器是完全足够的，
;其实用四位就可以描述R0到R15寄存器所以其他位数就可以进行一些其他的操作。
第二操作数寄存器的移位操作:
ADD R3,R2,R1,LSR #2 ;R3 = R2 + R1/4
3.寄存器间接寻址
含义: 利用寄存器的数值作为存储器指针，数据传送类的load/store类指令都使用寄存器间接寻址方式;
例如:
LDR R0,[R1] ;即将R1的数值作为内存单元的地址获的该地址的内容放进R0中,
;此处R1可以理解成C语言中的指针
4.基址加偏移地址
- 前变址 例如:
LDR R0,[R1,#4] ;此时R1作为基地址往高地址在加一个单元
;获得其中内容放进R0中
- 自动变址 例如:
LDR R0,[R1,#4]! ;此时R1作为基地址往高地址在加一个单元获得其中内容放进R0中。
;并且将基址寄存器做一次更新即R1 = R1 + 4
- 后变址 例如:
LDR R0,[R1],#4;即将R1的数值作为内存单元的地址获的该地址的内容放进R0中,
;并且将基址寄存器做一次更新即R1 = R1 + 4
- 寄存器偏移地址 例如:
LDR R0,[R1,R2] ;此时R1为基地址R2为偏移地址，
;将R1+R2的值作为地址获得其地址的内容放入R0中。
LDR R0,[R1,R2,LSL,#2] ;其地址为R1+R2✖4，将其地址的内容放进R0中。
5.多寄存器及块拷贝寻址
含义: 一条指令完成多字数据或数据块的传送;
基本指令: LDM/STM
基址寄存器变化方式:
IA: 操作完后地址递增。
IB: 地址先增加后完成操作。
DA: 操作完后地址递减。
DB: 地址先递减后完成操作。
多寄存器语法表示:
多寄存器用"{}"包含,连续寄存器使用"-"间隔,否在用","分隔
例如:
LDMIA R0,{R1-R4,R6} ;R1 = [R0],R2 = [R0 + 4],......,R6 = [R0 + 16]
;此时R0的数值是不会更新的
LDMIA R0!,{R1-R4,R6} ;此时R0的数值是会更新的
6.堆栈寻址
含义: 存储空间中的数据栈与寄存器组之间的批量数据传输;
基本指令: LDM/STM;
FD/ED: 满递减/空递减 （满就是sp指针所指的位置是否有压入的数据,空则相反）
FA/EA: 满递增/空递增 （减就是栈的生长方式即往栈中压入数据其地址是由高地址向 低地址生长）
例如:
STMFD SP！ {R0-R7,LR} ;入栈
LDMFD SP！ {R0-R7,LR} ;弹出堆栈
7.相对寻址
含义: 将程序计数器PC作为基址寄存器,指令中的地址标号字段作为偏移量进行寻址,跳转指令采用相对寻址方式。
结尾:
初学ARM汇编将其分段整理成笔记供自己参考也供与大家学习，如有错误请大佬们直言指出，如果感觉有用那就点个赞留个言，谢谢观众老爷们的赏脸。
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