常用ARM指令集及汇编.pdf

### 常用ARM指令集及汇编知识点详解 #### ARM指令集概览 本文档主要介绍了ARM架构下的指令集及其应用，包括不同处理器模式下的寄存器使用、各种指令的功能与实现方式等内容。 #### 寄存器和处理器模式 ARM处理器支持多种处理器模式，并且配置了大量的寄存器资源供程序设计时使用。根据文档中的信息，ARM处理器具有以下特点： 1. **寄存器数量：**ARM处理器包含27个寄存器，但在某一时刻仅能使用16个。 2. **通用寄存器（R0-R7）：**这些寄存器用途广泛，可用于存储临时数据、参数传递等。与x86架构不同，ARM并不指定特定寄存器用于特定功能。 3. **通用寄存器（R8-R12）：**这些寄存器也作为通用寄存器使用，但在FIQ模式下会切换到影子寄存器。 4. **栈指针寄存器（R13）：**虽然通常用作栈指针，但也可作为通用寄存器使用。 5. **连接寄存器（R14）：**用于保存子程序返回地址。 6. **程序计数器（R15/PC）：**存储当前指令的地址，同时包含处理器状态信息。 #### 处理器模式 ARM处理器支持多种处理器模式，每种模式具有不同的权限和应用场景： - **用户模式（User）：**适用于普通应用程序的执行，访问权限受限。 - **系统模式（SVC）：**用于软件中断和服务请求，拥有较高权限。 - **中断模式（IRQ）：**处理外部中断事件，如键盘输入、硬盘活动等。 - **快速中断模式（FIQ）：**处理需要快速响应的中断，如数据传输处理。 #### 指令类型 文档中提到了多种类型的指令，包括但不限于： - **程序状态寄存器（PSR）操纵指令：**用于改变处理器的状态，如设置标志位等。 - **寄存器装载和存储指令：**负责将数据从内存加载到寄存器或将寄存器数据存储回内存。 - **算术和逻辑指令：**执行基本的算术运算和逻辑运算，如加减法、与或非等。 - **移位操作：**包括左移、右移等，常用于位操作。 - **乘法指令：**实现乘法运算。 - **比较指令：**比较两个值，更新条件码标志。 - **分支指令：**根据条件跳转到不同的程序位置。 - **条件执行：**根据条件选择性地执行指令。 - **软件中断指令：**用于触发软件中断，进入系统模式。 - **IEEE浮点指令：**支持浮点运算，如加、减、乘、除等。 - **汇编器伪指令：**帮助组织代码结构，如定义符号、分配空间等。 #### APCS (ARM Process Call Standard) APCS定义了ARM架构下调用约定的标准，包括参数传递方式、返回值的处理、以及寄存器的使用规范等。遵循APCS有助于提高程序间的兼容性和可移植性。 #### 编写安全的32-bit代码的基本规则 编写高效的ARM程序需要注意以下几个方面： - 确保正确使用寄存器，避免不必要的寄存器溢出。 - 合理安排堆栈使用，避免堆栈溢出。 - 使用条件码进行优化，减少不必要的分支。 - 遵循APCS规范，确保函数调用的一致性。 - 利用循环展开等技术提高代码效率。 #### 结论 本文档全面介绍了ARM指令集的基础知识和关键特性，通过理解ARM处理器的工作原理和指令集结构，开发人员能够更好地利用ARM架构的优势来设计高性能的应用程序。对于从事嵌入式系统开发的技术人员来说，掌握这些知识尤为重要。