ARM汇编基础

ARM体系平台手册笔记04

字节序

32位的大小端问题：大端是数据的高位，在内存的低地址，小端是数据的低位，在内存的低地址
以数据0x12345678举例：
大端模式下：
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f
78 56 34 12
小端模式下：
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f
12 34 56 78

64位数据大小端问题，下面用两个表描述一下：

大端模式下：    63                      32                 31                     0        Word at Address A+4                        Word at Address Ahalf W at Addr A+4  half W at Addr A+6    half W at Addr A  half W at Addr A+ 2小端模式下：        Word at Address A+4                        Word at Address Ahalf W at Addr A+6  half W at Addr A+4    half W at Addr A+ 2  half W at Addr A以数据0x0123456789abcdef举例    00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f //内存地址    4567 0123 cdef 89ab  

指令集编码

总纲：ARM 指令集编码，共四字节

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 cond[1] 0 0 0 opcode S Rn Rd shift amount shift amount shift 0 Rm cond[1] 0 0 0 1 0 x x 0 x x x x x x x x x x x x x x x x 0 x x x x cond[1] 0 0 0 opcode S Rn Rd Rs 0 shift 1 Rm

其他…..

条件字段

简介
arm指令可以条件执行指令集编码的31:28是条件执行位[]

Every instruction contains a 4-bit condition code field in bits 31 to 28:31      28 27                                       0   cond

详细列表：

Opcode（操作码）[31:28] Mnemonic extension(助记符) meaning（含义） Condition flags state(条件状态) 0000 EQ Equal Z set 0001 NE Not equal Z clear 0010 CS/HS Carry set/unsigned high or same C set 0011 CC/LO Carry clear/unsigned lower C clear 0100 MI Minus/negative N set 0101 PL Plus/positive or zero N clear 0110 VS Overflow V set 0111 VC No overflow V clear 1000 HI Unsigned higher C set and Z clear 1001 LS Unsigned lower or same C clear or Z set 1010 GE Signed greater than or equal N set and V set,N clear and V clear(N==V) 1011 LT Signed less than N set and V clear or N clear and V set (N != V) 1100 GT Signed greater than Z clear and either N set and V set or N clear and V clear(Z==0,N==V) 1101 LE Signed less than or equal Z set, or N set and V clear,or N clear and V set (Z==1 or N!=V) 1110 AL Always(uncondtional)

无符号比较只有高低，没有大小
有符号比较才有大于小于的概念

分支指令

B 前后跳转32MB:    所有的arm处理器分支指令支持条件执行向前跳转或则向后跳转32MB.BL 调用子程序：    可以通过标准分支指令的变体来执行子程序调用。除了允许分支前进或后退高达32MB，    分支链路（BL）指令保留LR（R14）中分支（返回地址）之后的指令的地址。BX 带模式切换的跳转：    分支和交换（BX）指令将通用寄存器Rm的内容复制到PC（如MOV PC，Rm指令），    附加功能如果传输值的位[0]为1，则处理器转到Thumb®状态BLX 带模式切换的子函数调用：    相当于执行mov lr,pc mov pc,rmBXJ  分支和改变Jazelle State   例子：

        B   lable           branch uncondtional to lable        BCC lable               branch to lable if carry flag is clear        BEQ lable           branch to lable if zero flag is set        mov PC,#0           r15 = 0 brache to location zero        BL  func            subroutine call to function        func.        mov pc,lr           //r15 = r14,执行完BL之后，返回到BL之后的一条指令        mov lr,pc                   ldr pc , = func

数据处理指令

Opcode    Mnemonic  Operation                   Action0000      AND       Logical AND                 Rd:=Rn AND shifter_operand0001      EOR       Logical Exclusive OR        Rd:=Rn EOR shifter_operand0010      SUB       Subtract                    Rd:=Rn -shifter_operand0011      RSB       Reverse Substract           Rd:=shifter_operand - Rn0100      ADD       Add                         Rd:=Rn + shifter_operand0101      ADC       Add with Carry              Rd:=Rn + shifter_operand + Carry Flags0110      SBC       Substract with Carry        Rd:=Rn -shifter_operand - NOT(Carry)0111      RSC       Reverse Substract with Carry   Rd:=shifter_operand - Rn - NOT(Carry)1000      TST       Test                        Update flags after Rn AND shifter_operand1001      TEQ       Test Equivalence            Update flags after Rn EOR shifter_operand1010      CMP       Compare                     Update flags after Rn - shifter_operand1011      CMN       Compare Negative            Update flags after Rn + shifter_operand1100      ORR       Logical (inclusive) OR      Rd:=Rn OR  shifter_operand1101      MOV       Move                        Rd:=shifter_operand(no first operand)1110      BIC       Bit Clear                   Rd:=Rn AND NOT(shifter_operand)1111      MVN       Move Not                    Rd:=NOT shifter_operand(no first operand)

在两个源操作数中，一个始终是一个寄存器。另一个被称为移位器操作数，并且是立即值或寄存器。
如果第二个操作数是一个寄存器值，它可以对它进行移位

指令编码

有三类操作：    <opcode1>{<cond>}{S}   <Rd>,<shifter_operand>    MOV | MVN    <opcode2>{<cond>} <Rn>,<shifter_operand>    CMP | CMN|  TST| TEQ    <opcde3>{<cond>} {S} <Rd> <Rn> <shifter_operand>    ADD SUB RSB ADC SBC RSC AND  BIC EOR ORR    31      28 27 26 25 24      21 20 19         16 15       12 11              0       cond    0  0  I    opcode   S      Rn             Rd        shifter_operand    I 位：    区别shifter_operand 是寄存器还是立即数形式    S 位：    表明指令将跟新SPSR的条件标志位    Rn      表明第一个源操作寄存器    Rd      表明目标寄存器    shifter_operand 表明第二个源操作数

乘法指令

乘法类型分类1、Normal 32 bit x 32 bit ,bottom 32 bit result(32位相乘，低32位结果)2、Long    32 bit x 32 bit ,64 bit result（32位相乘，64位结果）3、Halfword 32 bit x 32 bit ,32 bit result（32相乘，32位结果）4、Word halfword 32 bit x 16bit top 32bit result（32位乘16位，高32位结果）5、Most significant word （32位相乘，高32位结果）    32 bit x 32bit ,top 32 bit result6、Dual halfword dual 16 bix x 16bit 32 bit result（16位相乘，32位结果）

Normal 乘法

MUL  将两个寄存器的值相乘，将结果截断为32位，并将结果存储在第三个寄存器中MLA  将两个寄存器的值相乘，将第三个寄存器的值相加，将结果截断为32位，    并将结果存储在第四个寄存器中。这可以用于执行乘法累加操作。正常乘法指令均可以可选地设置N（负）和Z（零）条件码标志。有符号和无符号变体之间没有区别。结果中只有最低有效的32位存储在目标寄存器中，操作数的符号不会影响该值

Long 乘法

SMULLUMULLUMAAL两个变量将两个寄存器的值相乘在一起，并将64位结果存储在第三和第四寄存器中。有符号（SMULL）和无符号（UMULL）变体。如果任一个或两个源操作数为负，则带符号变量在最高有效32位中产生不同的结果

64位相乘：

有符号：SMLAL 无符号：UMLAL

两个变量将两个寄存器的值相乘，从第三个和第四个寄存器添加64位值，并将64位结果存储回这些寄存器（第三和第四个）。
有符号（SMLAL）和无符号（UMLAL）变体。这些指令执行长乘法和累加

除了UMAAL之外的所有长乘法指令都可以选择设置N（负）和Z（零）条件码标志。 UMAAL不影响任何标志。

Halfword multiply 16 x 16 bit 乘法

SMULxy 将两个半寄存器的16位值相乘在一起，并将有符号的32位结果存储在第三个寄存器中。SMLAXY  将两个半寄存器的16位值相乘，将来自第三寄存器的32位值相加，并将有符号的32位结果存储在第四寄存器 SMLALxy 将两个半寄存器的16位值相乘在一起，从第三和第四寄存器添加64位值，并将64位结果存储回这些寄存器（第三和第四）。

Word x halfword 乘法

SMULWy 将一个寄存器的32位值与第二寄存器的任一半字的16位值相乘，并将有符号48位结果的前32位存储在第三个寄存器中SMLAWy 将一个寄存器的32位值与第二个寄存器的任一半字的16位值相乘，提取前32位，从第三个寄存器中添加32位值，并将有符号的32位结果存储在第四个寄存器

高位字乘法 Most significant word multiply

SMMUL   32乘32位，存储64位的结果数据的高32位到第三个寄存器SMMLA   32 乘32u，将64位结果的高32位数加上一个32位数据，最后结果存储到第四个寄存器SMMLS   32 位乘32位，从第三个寄存器的32位值中减去32位，并将有符号的32位结果存储在第四个寄存器

双16位半字乘法

SMUAD  将两个寄存器的上半部分的值相乘在一起，将相同的两个寄存器的底部半字的值相乘在一起，将乘积相加，并将32位结果存储在第三个寄存器中SMUSD   将两个寄存器的上半部分的值相乘在一起，将相同两个寄存器的下半部分的值相乘，从另一个寄存器中减去一个乘积，并将32位结果存储在第三个寄存器SMLAD   将两个寄存器的32位值相乘，提取前32位，从第三个寄存器的32位值中减去该位，并将有符号的32位结果存储在第四个寄存器中。SMLSD   将两个寄存器的32位值相乘在一起，提取前32位，从第三个寄存器添加32位值，并将有符号的32位结果存储在第四个寄存器中SMLALD  将两个寄存器的32位值相乘，提取前32位，从第三个寄存器的32位值中减去32位，并将有符号的32位结果存储在第四个寄存器SMLSLD  将两个寄存器的32位值相乘，提取前32位，从第三个寄存器的32位值中减去32位，并将有符号的32位结果存储在第四个寄存器SMUAD，SMLAD和SMLSLD可以在操作中发生溢出时设置Q标志。所有其他指令不影响任何标志

例子:MUL R4, R2,R1               R4 = R2 * R1MULS R4,R2,R1               R4 = R2 * R1 ,Set N and Z flagsMLA   R7,R9,R9,R3           R7 = R8 *R9 + R3SMULL R4,R8,R2,R3           R4 = bit 0 to 31 of R2 *R3                            R8  = bit 32 to 63 of R2 *R3UMULL R6,R8 R0,R1           R6 = bit 0 to 32 of R0 * R1                            R8  = bit 31 to 63 of R0 * R1UMLAL R5,R8,R0,R1           R5 = bit 0 to 31 of R0 *R1 + R5                            R8 = bit 32 to 63 of R0* R1 + R8                            32 位乘以32位，64位的结果再加上64位的一个数