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1、,ARM汇编指令集,www.embedu.org,ARM指令可以通过添加适当的条件码前缀来达到条件执行的目的。 这样可以提高代码密度，减少分支跳转指令数目，提高性能。 CMP r3,#0 CMP r3,#0 BEQ skip ADDNE r0,r1,r2 ADD r0,r1,r2 skip 默认情况下，数据处理指令不影响条件码标志位，但可以选择通过添加“S”来影响标志位。 CMP不需要增加 “S”就可改变相应的标志位。 SUBS r3,r3,#0 BEQ skip,条件执行及标志位,www.embedu.org,条件码,下表为所有可能的条件码： 注意:AL为默认状态，需要单独指出,www.em
2、bedu.org,条件执行示例,一系列的指令都使用条件指令 if (a=0) func(1); CMP r1,#0 MOVEQ r0,#1 BLEQ func 置标志位，再使用不同的条件码 if (a=0) x=0; if (a0) x=1; CMP r0,#0 MOVEQ r1,#0 MOVGT r1,#1 使用条件比较指令 if (a=4 | a=10) x=0; CMP r0,#4 CMPNE r0,#10 MOVEQ r1,#0,www.embedu.org,ARM数据处理指令机器码格式,mov r1,r2,lsl #2 指令机器码 0xe1a01102 Cond：指令的条件码。 Op
3、code：指令操作码。 S：操作是否影响cpsr,S=0不影响，S=1影响。 Rn：包含第一个操作数的寄存器编码。 Rd：目标寄存器编码。 Operand2：第2操作数、Rm I :用于区别Operand2是立即数（I=1），还是寄存器移位（I=0） Shift amount :移位数 Shift : 移位方式,www.embedu.org,ARM处理指令机器码格式,www.embedu.org,Branch : B label Branch with Link : BL subroutine_label 处理器核按偏移量左移两位，符号扩展，再把该值加到当前PC寄存器内 跳转范围： 32 Mb
4、yte 如何执行长跳转？,28,31,24,0,Cond 1 0 1 L 偏移量,条件码区域,Link bit 0 = Branch 1 = Branch with link,23,25,27,分支指令,www.embedu.org,数据处理指令,包括： 算术指令： ADD ADC SUB SBC RSB RSC 逻辑指令： AND ORR EOR BIC 比较指令： CMP CMN TST TEQ 数据搬移： MOV MVN 上述指令只能对寄存器操作，不能针对存储器。 语法： S Rd, Rn, Operand2 只有比较指令影响标志位 -不指定Rd 数据搬移（MOV指令）不指定Rn 第二个
5、操作数通过桶型移位器送到ALU中。,数据处理指令,加法指令 ADD R1，R2，R3 R1=R2+R3 带进位加法 ADC R1，R2，R3 R1=R2+R3+C 减法指令 SUB R1，R2，R3 R1=R2-R3 逆向减法 RSB R1，R2，R3 R1=R3-R2 带借位减法 SBC R1，R2，R3 R1=R2-R3-!C 带借位逆减法 RSC R1，R2，R3 R1=R3-R2-!C 逻辑与指令 AND R0，R0，#0X0F 逻辑或指令 ORR R0，R0，#0X0F 逻辑异或 EOR R0，R0，#0X0F 位清除 BIC R0，R0，#9 比较指令 CMP R1，#10 cps
6、r = R1-10 反值比较指令 CMN R1，R2 cpsr =R1+R2 位测试指令 TST R1，#3 cpsr = R1 AND 3 相等测试 TEQ R1，R2 cpsr = R1 EOR R2 数据传输指令 MOV R1，R2 R1=R2 取反传送指令 MVN R1，R2 R1= R2,www.embedu.org,Destination,CF,0,Destination,CF,LSL : Logical Left Shift,ASR: Arithmetic Right Shift,（无符号数）乘2,除2，并保留符号位,Destination,CF,.0,Destination,C
7、F,LSR : Logical Shift Right,ROR: Rotate Right,（无符号数）除2,位轮换,Destination,RRX: Rotate Right Extended,位轮换，从 CF到MSB都参与操作,CF,桶型移位器,www.embedu.org,寄存器, 可选择是否增加移位操作. 移位值可以是： 5 bit 无符号整数 放在另一个寄存器的低字节 用于常数乘法 立即数 8 bit ，大小范围0-255。 右移偶数位 允许直接加载32-bit 常数到寄存器中。,结果,桶型移位器:第二个操作数,www.embedu.org,没有任何一条ARM 指令可包括一个32 b
8、it的立即数 所有的ARM指令都是32 bits固定长度 数据处理指令格式中，第二个操作数有12位 4 bit 移位值 (0-15)乘于2，得到一个范围在0-30，步长为 2的移位值。 记住一条准则： “最后8位一定要移动偶数位”.,0,7,11,8,immed_8,Shifter ROR,rot,x2,Quick Quiz: 0xe3a004ff MOV r0, #? MOV r0, #0xff00000,立即数 (1),www.embedu.org,Examples: 下列命令中，汇编器把立即数转换为移位操作： MOV r0,#4096 ; uses 0x40 ror 26 ADD r1,
9、r2,#0xFF0000 ; uses 0xFF ror 16 也可使用 MVN来进行位反转: MOV r0, #0xFFFFFFFF ; assembles to MVN r0,#0 立即数不能使用上述方法产生,否则将导致错误。,0,31,ror #0,range 0-0xff000000 step 0x01000000,ror #8,range 0-0x000000ff step 0x00000001,range 0-0x000003fc step 0x00000004,ror #30,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
10、0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,立即数 (2),www.embedu.org,为允许装载大常数，汇编器提供了一条伪指令: LDR rd, =const 它可能汇编成下列指令： MOV or MVN。 或 LDR 指令，从数据池（Literal pools）读取常数。 For example LDR r0,=0xFF = MOV r0,#0xFF LDR r0,=0x55555555 = LDR r0,PC,#Imm12 DCD 0x555555
11、55 建议把常数装载到寄存器中时一律使用该伪指令。,装载32 bit常数,www.embedu.org,测验 #1,1. 写一条 ARM 指令，分别完成下列操作： a) r0 = 16 b) r0 = r1 / 16 (带符号的数字) c) r1 = r2 * 3 d) r0 = -r0 2. 下面哪些立即数是数据处理指令中有效的数据? a) 0x00AB0000 b) 0x0000FFFF c) 0xF000000F d) 0x08000012 e) 0x00001f80 f) 0xFFFFFFFF 3. BIC指令做什么用？ 4. 为什么ARM 处理器增加了一条RSB 指令?,www.em
12、bedu.org,Start,stop,r0 = r1 ?,r0 r1 ?,r0 = r0 - r1,r1 = r1 - r0,Yes,No,Yes,No,你只需要使用CMP、SUB和B指令。 充分使用条件执行！,.global _start _start: MOV r0, #9 MOV r1, #15 Loop: ;your code here stop: B stop .end,测验 #2 - GCD,新建一个 ARM Executable Image 项目 新建一个 text文件 另存为 “gcd.s” 加入到项目中 Build 并执行,www.embedu.org,乘法,语法： 32位
13、乘法 MULS R0, R1, R2 R0 = R1 * R2 MLAS R0,R1,R2,R3 R0 = (R1 * R2) + R3 64位乘法 U|SMULLS R0, R1, R2, R3 R0=R2*R3(低32位) R1=R2*R3（高32位） U|SMLALS R0, R1, R2, R3 R0=R2*R3+R0 (低32位) R1=R2*R3+R1 占用的周期数 基本 MUL 指令 ARM7TDMI 上为2-5 周期 StrongARM/XScale上为1-3 周期 ARM9E/ARM102xE上为2 周期 ARM9TDMI 比 ARM7TDMI多1 周期 累加再多1 周期 (
14、不针对9E，尽管结果延迟多于1周期) 对于“long”型数据，多1 周期 以上均为一般规则，确切细节查看相应手册。,www.embedu.org,单寄存器数据传送,LDR STR Word LDRB STRB Byte LDRH STRH Halfword LDRSB 带符号的byte load LDRSH 带符号的halfword load 存储器系统必须支持所有访问宽度 语法： LDR Rd, STR Rd, e.g. LDREQB,www.embedu.org,地址访问,LDR/STR访问的地址由基址寄存器加上偏移量来产生。 针对word和无符号byte 的访问, 偏移量可以是： 一个无符号12-bit立即数 (如 0 - 4095 bytes). LDR r0,r1,#8 一个寄存器，或再加上移位（由立即数指定） LDR r0,r1,r2 LDR r0,r1,r2,LSL#2 可以是从基址寄存器上加或减去偏移量: LDR r0,r1,#-8 LDR r0,r1,-r2 LDR r0,r1,-r2,LSL#2 对于halfword和带符号的hal
