ARM 指令集 详解

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1. 指令与伪指令
   1. 指令与伪指令区别
   2. ARM汇编的特点
   3. ARM指令的两种不同编程风格
2. 指令
   1. 数据处理指令
   2. CPSR访问指令
   3. 跳转分支指令
   4. 访存指令
   5. 软中断指令
   6. 立即数的表示
   7. 协处理器相关指令
   8. 多周期访问指令
3. 伪指令

指令与伪指令

指令与伪指令区别

• （汇编）指令是CPU机器指令的助记符，经过编译后会得到一串10组成的机器码，可以由CPU读取执行。
• （汇编）伪指令本质上不是指令（只是和指令一起写在代码中），它是编译器环境提供的，目的是用来指导编译过程，经过编译后伪指令最终不会生成机器码。

ARM汇编的特点

1. LDR/STR架构 
   ARM采用RISC架构，CPU本身不能直接读取内存，而需要先将内存中内容加载入CPU中的通用寄存器中才能被CPU处理。 
   ldr（load register）指令将内存内容加载入通用寄存器。 
   str（store register）指令将寄存器内容存入内存空间中。 
   ldr/str组合用来实现 ARM CPU和内存数据交换。 
   

2. 八种寻址方式 
   立即寻址 (操作数本身就是在指令中给出) 
   
   寄存器寻址 (寄存器中的数值作为操作数) 
   
   寄存器移位寻址 (对第二个源操作数进行移位操作后作为操作数) 
   
   寄存器间接寻址 (寄存器中的值作为操作数的地址，而操作数存放在该地址空间下) 
   
   基址变址寻址 (将寄存器中的内容与指令中偏移量相加作为操作数的地址，而操作数存放在该地址空间下) 
   
   多寄存器寻址 
   
   堆栈寻址 
   
   
   相对寻址 
   

   相关搜索：ARM 汇编里的literal pools（文字池）

3. 指令后缀 
   同一指令经常附带不同后缀，变成不同的指令。经常使用的后缀有： 
   B（byte）功能不变，操作长度变为8位 
   H（half word）功能不变，长度变为16位 
   S（signed）功能不变，操作数变为有符号 
   如 ldr ldrb ldrh ldrsb ldrsh 
   S（S标志）功能不变，影响CPSR标志位 
   如 mov和movs movs r0, #0

4. 条件执行后缀(Conditional execution) 
    
   a. Unordered means at least one NaN operand. 
   b. HS (unsigned higher or same) is a synonym for CS. 
   c. LO (unsigned lower) is a synonym for CC. 
   d. AL is an optional mnemonic extension for always, except in IT instructions.

5. 多级指令流水线 
   为增加处理器指令流的速度，ARM使用多级流水线。（S5PV210使用13级流水线，ARM11为8级） 
   下图为3级流水线工作原理示意图： 
   

PC指向正被取指的指令，而非正在执行的指令.

ARM指令的两种不同编程风格

• ARM官方的ARM汇编风格：指令一般用大写、Windows中IDE开发环境（如ADS、MDK等）常用。如： LDR R0, [R1]
• GNU风格的ARM汇编：指令一般用小写字母、linux中常用。如：ldr r0, [r1]

指令

数据处理指令

CPSR访问指令

跳转（分支）指令

访存指令

软中断指令

立即数的表示

协处理器相关指令

多周期访问指令

伪指令

参考文档：DDI0406C_C_arm_architecture_reference_manual. 
参考文献：王茹 浅析ARM指令的寻址方式 2012. 
参考内容：朱有鹏老师课件 
参考博客：http://blog.csdn.net/ASMARM/article/details/25792701