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四川师范大学成都学院 课时授课计划 （教案） 第三章 指令系统及程序设计 教学目标 通过本章的学习，要理解Thumb-2的指令编码格式；掌握指令寻方式、Thumb-2指令格式，掌握存 储器访问指令、数据处理指令、转移指令、杂项指令以及程序设计的方法；了解ARMCortex-M3 中较新 颖的指令用法。 本章介绍Thumb-2 指令集，它是16位Thumb 指令集的一个超集，同时支持16位和32 位的指令， 但不再支持32 位ARM 指令集，系统根据指令码来识别。介绍程序设计包括汇编语和C语言。 3.1 指令格式 指令的基本格式如下： opcode {cond}{S}{P} Rd, Rn {,operand2} 其中，号内的项是必需的，{}号内的项是可选的。如opcode是指令助符，这个必须书写的， 而{code}为指令执行条件，是可选项，若不书写则使用默认的条件AL （无条件执行）。 Opcode ： 指令助读符，如MOV、LDR、STR 等。 Cond ： 指令执行条件码，如EQ、NE 等，如表3.1所示。 S ： 是否更新APSR 寄存器的值。 P ： 指令的编码类型，当P 为.N 时，该条指令编译为16位Thumb-2 编码指令；当P 为.W 时，则该指令指定编译为32 位Thumb-2 编码指令，若未指定指令编码类型，则由编译器自动选择指令 的类型，且根据指令存在的编码类型优先选择 16位指令。 Rd ：目的寄存器。 Rn ：第 1个操作数的寄存器。 Operand2：第2 个操作数 如程序清单L3.1所示。 程序清单L3.1 汇编格式示例1 ADDS R1，R2，#1 ；R1 R2+1，其中S表示执行将更新APSR，指令编码为16位。 LDR.W R2,[R2,#0x20] ；将地址为R2+0x20单元的数据加载到R2中，此指令为32位编码。 在上述指令格式中，要特别注意第2 个操作数 （operand2），其形式有：常数、立即数、寄存器方 式、寄存器移位方式，应用非常灵活。 如程序清单L3.2 所示。 备课日期： 2011 年 03 月 1 日 第 1 页 四川师范大学成都学院 课时授课计划 （教案） 程序清单L3.2 汇编格式示例2 MOV.W R1,0；R1 0常数表达式 MOV R1，0x1234 ；R1 0x1234，立即数 SUB R1，R1，R2 ；R1 R1-R2，寄存器方式 ADD R1，R1，R1，LSL #3 ；R1 R1+R1*8，寄存器移位方式 3.2 条件码 Thumb-2指令集采用了条件码，在编写代中使用指令条件码可以实现高效的逻辑操作，提高代码的 执行效率。指令条件如表3.1所示。 在Cortex-M3中，对条件码的使用是有限制的，只有分支转移指令 （B指令）才可以随意使用条件 码，而对于其它指令，Cortex-M3引入了IF-THEN指令块，指令只有在这个块中才能加条件码，且必须 加条件码。 表3.1 指令条件码 条件码助记符 标志 含义 EQ Z 1 相等 NE Z 0 不相等 CS/HS C 1 进位 （无符号数大于或等于） CC/LO C 0 未进位 （无符号数小于） MI N 1 负数 PL N 0 非负数 VS V 1 溢出 VC V 0 没有溢出 HI C