第3章ARM微处理器指令系统与编程示例技巧.ppt

ARM处理器的指令系统;1.ARM程序的文件类型： C程序：ARM开发中大部分程序使用C语言编写，文件类型为“*.C”； 汇编程序：涉及到硬件底层操作的代码有时必须使用汇编语言编写，文件类型为“*.S”。 2.为什么学习ARM指令系统： 操作系统移植 编写启动代码 方便程序调试;本章目标; ARM处理器是基于精简指令集计算机(RISC)原理设计的，指令集和相关译码机制较为简单。ARM7TDMI(-S)具有32位ARM指令集和16位Thumb指令集，ARM指令集效率高，但是代码密度低;而Thumb指令集具有较高的代码密度，却仍然保持ARM的大多数性能上的优势，它是ARM指令集的子集。 所有的ARM指令都是可以有条件执行的，而Thumb指令仅有一条指令具备条件执行功能。 ARM程序和Thumb程序可相互调用，相互之间的状态切换开销几乎为零。 ;ARM指令集与Thumb指令集的关系;3.1 ARM处理器寻址方式; 操作数的??在寄存器中，指令中的地址码字段指出的是寄存器编号，指令执行时直接取出寄存器值来操作。寄存器寻址指令举例如下： MOV R1,R2 ;将R2的值存入R1 SUB R0,R1,R2 ;将R1的值减去R2的值，结果保存到R0 ; 立即寻址指令中的操作码字段后面的地址码部分即是操作数本身，也就是说，数据就包含在指令当中，取出指令也就取出了可以立即使用的操作数(这样的数称为立即数)。立即寻址指令举例如下： SUBS R0,R0,#1 ;R0减1，结果放入R0，并且影响标志位 MOV R0,#0xFF000 ;将立即数0xFF000装入R0寄存器 ; 寄存器移位寻址是ARM指令集特有的寻址方式。当第2个操作数是寄存器移位方式时，第2个寄存器操作数在与第1个操作数结合之前，选择进行移位操作。寄存器移位寻址指令举例如下： MOV R0,R2,LSL #3 ;R2的值左移3位，结果放入R0， ;即是R0=R2×8 ANDS R1,R1,R2,LSL R3 ;R2的值左移R3位，然后和R1相 ;“与”操作，结果放入R1; 寄存器间接寻址指令中的地址码给出的是一个通用寄存器的编号，所需的操作数保存在寄存器指定地址的存储单元中，即寄存器为操作数的地址指针。寄存器间接寻址指令举例如下： LDR R1,[R2] ;将R2指向的存储单元的数据读出 ;保存在R1中 SWP R1,R1,[R2] ;将寄存器R1的值和R2指定的存储 ;单元的内容交换 ; 基址寻址就是将基址寄存器的内容与指令中给出的偏移量相加，形成操作数的有效地址。基址寻址用于访问基址附近的存储单元，常用于查表、数组操作、功能部件寄存器访问等。基址寻址指令举例如下： LDR R2,[R3,#0x0C] ;读取R3+0x0C地址上的存储单元 ;的内容，放入R2 STR R1,[R0,#-4]! ;先R0=R0-4，然后把R1的值寄存 ;到保存到R0指定的存储单元 ; 多寄存器寻址一次可传送几个寄存器值，允许一条指令传送16个寄存器的任何子集或所有寄存器。多寄存器寻址指令举例如下： LDMIA R1!,{R2-R7,R12} ;将R1指向的单元中的数据读出到 ;R2～R7、R12中(R1自动加1) STMIA R0!,{R2-R7,R12} ;将寄存器R2～R7、R12的值保 ;存到R0指向的存储; 单元中 ;(R0自动加1); 堆栈是一个按特定顺序进行存取的存储区，操作顺序为“后进先出” 。堆栈寻址是隐含的，它使用一个专门的寄存器(堆栈指针)指向一块存储区域(堆栈)，指针所指向的存储单元即是堆栈的栈顶。存储器堆栈可分为两种： 向上生长：向高地址方向生长，称为递增堆栈 向下生长：向低地址方向生长，称为递减堆栈;3.1 ARM处理器寻址方式;;所以可以组合出四种类型的堆栈方式： 满递增：堆栈向上增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最高地址。指令如LDMFA、STMFA等； 空递增：堆栈向上增长，堆栈指针指向堆栈上的第一个空位置。指令如LDMEA、STMEA等； 满递减：堆栈向下增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最低地址。指令如LDMFD、STMFD等； 空递减：堆栈向下增长，堆栈指针向堆栈下的第一个空位置。指令如LDMED、STMED等。 ; 相对寻址是基址寻址的一种变通。由程序计数器PC提供基准地址，指令中的地址码字段作为偏移量，两者相加后得到的地址即