常用ARM令集及汇编

### 常用ARM指令集及汇编 #### ARM架构简介 ARM（Advanced RISC Machines）是一种基于精简指令集计算机（RISC）技术的架构，由英国ARM Holdings公司开发。ARM架构以其高性能、低成本、低功耗等特点而著称，在嵌入式系统、移动设备等领域得到了广泛应用。 #### ARM处理器及其应用领域 ARM处理器广泛应用于多个领域： - **嵌入式控制系统**：用于汽车电子、工业自动化等场合。 - **消费/教育类多媒体**：例如智能手机、平板电脑和智能电视等。 - **数字信号处理（DSP）**：在音频和视频处理方面有出色表现。 - **移动应用**：智能手机和平板电脑的核心处理器通常采用ARM架构。 #### ARM技术的授权模式 ARM公司并不直接制造芯片，而是将ARM架构的设计和技术授权给其他制造商。这些合作伙伴可以根据自身需求定制和生产基于ARM架构的产品。这种方式促进了ARM技术在全球范围内的快速普及和发展。 #### ARM7TDMI-S内核 本文档主要围绕ARM7TDMI-S内核展开讲解。ARM7TDMI-S是一款经典的32位RISC微处理器内核，其中： - **T** 表示Thumb指令集的支持。 - **D** 表示支持调试功能。 - **M** 表示支持内存管理单元（MMU）。 - **I** 表示内置ICE（In-Circuit Emulator）调试接口。 - **S** 表示增强的安全特性。 #### ARM指令集与寻址方式 ##### 寻址方式 ARM指令集支持多种寻址方式，包括但不限于： - **寄存器寻址**：直接使用寄存器的内容作为操作数。 - **立即寻址**：操作数直接包含在指令中。 - **寄存器偏移寻址**：操作数地址为某个寄存器值加上一个常数偏移量。 - **寄存器间接寻址**：操作数位于内存中，其地址由寄存器给出。 - **基址寻址**：类似于寄存器偏移寻址，但通常用于循环或数组访问。 - **多寄存器寻址**：一次操作可以涉及多个寄存器。 - **堆栈寻址**：通过修改堆栈指针来进行内存访问。 - **块拷贝寻址**：允许一次性复制连续的内存块。 - **相对寻址**：跳转到当前指令之后的一个偏移位置。 ##### 指令集介绍 - **ARM指令集**：主要分为数据处理指令、存储器访问指令、跳转指令和协处理器指令等几大类。 - **数据处理指令**：如`MOV`（移动）、`ADD`（加法）、`AND`（按位与）等。 - **存储器访问指令**：如`LDR`（加载）、`STR`（存储）等。 - **跳转指令**：如`B`（无条件跳转）、`BL`（带链接的跳转）等。 - **协处理器指令**：用于访问协处理器的功能。 - **Thumb指令集**：是ARM指令集的一种紧凑形式，主要用于代码大小敏感的应用场景。Thumb指令集具有较低的代码密度，但能够满足大多数嵌入式系统的需求。 #### ARM指令详解 下面将详细介绍几种常见的ARM指令： 1. **LDR和STR**：这两条指令分别用于从内存中加载数据到寄存器以及将寄存器中的数据存储到内存中。它们支持多种寻址方式，并且在嵌入式系统中极为常见。 2. **LDM和STM**：这些指令用于批量加载和存储多个寄存器的数据。在需要高效地保存和恢复寄存器状态时非常有用。 3. **SWP**：交换指令，用于原子地交换两个内存位置的数据。对于实现并发控制机制特别有用。 4. **数据处理指令**：如`ADD`、`SUB`、`AND`等。这些指令用于执行基本的算术和逻辑运算，是任何程序的基础。 5. **比较指令**：如`CMP`、`CMN`、`TST`等。这些指令用于比较操作数，并设置条件标志位，常用于分支控制。 6. **乘法指令**：如`MUL`、`MLA`等。这些指令支持32位和64位的乘法运算。 7. **跳转指令**：如`B`、`BL`、`BX`等。用于实现程序流程控制，如函数调用和返回。 8. **协处理器指令**：如`CDP`、`LDC`、`STC`等。用于访问协处理器的特殊寄存器，实现高级功能。 9. **杂项指令**：如`SWI`、`MRS`、`MSR`等。用于触发异常、读写CPU状态寄存器等操作。 10. **ARM伪指令**：如`ADR`、`ADRL`、`LDR`等。这些指令虽然不是真正的机器指令，但在汇编过程中会被转换为相应的机器码。 11. **Thumb指令集**：与ARM指令集相比，Thumb指令集的指令长度较短，适合对代码大小敏感的应用。 #### 总结 本文档详细介绍了ARM7TDMI-S内核的相关指令集及其寻址方式，这对于理解和掌握ARM架构下的编程至关重要。通过学习这些指令，开发者可以更好地优化程序性能，提高代码效率。随着ARM技术的不断发展，这些基础知识仍然是进入嵌入式系统领域的关键。