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c微处理器05_CorTex_Mx指令系统1

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1. 存储器访问指令 1.压栈操作前寄存器 2.压栈操作前堆栈指

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第5章 Cortex-Mx 指令系统

Cortex-Mx 指令集根据不同目标需求，有较大的伸缩

基本指令集较小-----------RISC思想

最小系统约56种，M3约97种

Cortex-Mx 指令集概览

1、什么是Thumb?

Thumb指令能够看做是ARM指令压缩形式的子集。是针对代码密度的问题而提出的。它具有16位的代码密度。Thumb不是一个完整

的体系结构，不能指望处理程序仅仅运行Thumb指令而不支持ARM指令集[5]。

2、为什么要有Thumb2,它与其他指令的关系如何?

注意上面的官方用语，用的是技术而不是说“Thumb-2指令集”。从官方角度说，并没有“Thumb-2指令集”。但[1]提及了，也算是合理

的存在吧。

基于Thumb-2技术的Thumb指令集，不仅在原先的Thumb指令集基础上又添加了一些与ARM指令集中相同的指令（添加的这些指令

大多是4字节编码的），而且降低了大多数原先Thumb指令集中运行条件的限制[3]。另外，为了提高架构见的软件移植性，并使得不同

架构的ARM处理器符合同一汇编语言语法[1]，基于Thumb-2技术的Thumb指令集引入了全新的汇编语法——“统一汇编语言UAL”,从而

实现了对独立的ARM语法和Thumb语法的代替[3]。

3、Cortex-M与Thumb-2

为了方便设计对成本敏感的设备，Cortex-M7处理器实现了紧密耦合的系统组件，减少了处理器面积，同时显著提高了中断处理和系

统调试能力。Cortex-M7处理器实现了基于Thumb-2技术的Thumb®指令集的一个版本，确保了高的代码密度和降低的程序内存需求。

Cortex-M7处理器指令集提供了现代32位架构所期望的卓越性能，比大多数8位和16位微控制器具有更好的代码密度[2]。

由于处理器支持Thumb-2指令集中的16和32指令，因此无须在Thumb状态（16位指令）和ARM状态（32位指令）间来回切换。

CortexM系列对Thumb-2指令集支持的程度是不同的，具体详见各自的手册。可以根据不同处理器支持的特性来初步判断是否有某些

指令，如CortexM4支持浮点运算，因此就有“V”开头的一些浮点运算指令。

一点参考

Cortex-Mx 基本指令类型

“最”基本 35 种

存储访问类

LDR LDRB LDRH LDRSB LDSH LDM

STR STRB STRH STM

算术、逻辑运算类

ADC ADD SBC SUB RSB

AND ORR EOR MUL

比较运算类

CMP CMN TST

移位指令类

LSL LSR ROR ASR BIC

数据传送类

MOV MVN PUSH POP ADR

分支类

B BL SVC

为何选择M0指令集做介绍?

立即寻址

寄存器寻址

寄存器偏移寻址

寄存器间接寻址

基址寻址

多寄存器寻址

堆栈寻址

块拷贝寻址

相对寻址

寻址方式

MOV R0, #0xFF00 ;0xFF00 -> R0

ADD R0, R0,#1 ;R0 + 1 -> R0

SUB R0, R1,R2 ;R1 - R2 -> R0

AND R1, R1,R2,LSL #3 ;R2左移3位，跟R1 与操作，结果放入 R1

LDR R1, [R2] ;将R2中的数值作为地址，取出此地址中的数据保存在 R1 中

STR R1, [R0,#-2] ;将R0中的数值减2作为地址，把 R1的值保存到此地址中

LDMIA R1!,{R2-R7,R12} ;将 R1的值读出到 R2-R7，R12，过程中R1 自动加 1

STMFD SP!,{R1-R7,LR} ; 将 R1～R7，LR 入栈。满递减堆栈。

STMIA R0!,{R1-R7} ;将R1～R7的数据保存到存储器中，存储器指针在保存第一个

值之后增加，增长方向为向上增长

BL ROUTE1 ;调用ROUTE1 子程序 ----(相对PC)

寻址方式是指令的重要组成部分

也是指令多样性的因素

寄存器、地址

是操作数的最常见形式

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