上講知識回顧異常6種異常響應過程及返回方法；

本講學習內(nèi)容1、ARM指令系統(tǒng)版本（了解）2、ARM微處理器格式3、ARM微處理器指令的尋址方式4、6種異常響應過程及返回方法；第三章ARM指令系統(tǒng)本章學習要求：◆要求了解指令系統(tǒng)的格式◆掌握ARM微處理器指令的尋址方式◆掌握一些常用的ARM指令的使用方法

3.1ARM指令系統(tǒng)版本

ARM公司從最初的開發(fā)到現(xiàn)在，ARM指令集結構有了巨大的改進，并在不斷完善和發(fā)展。為了清楚地表達每個ARM內(nèi)核所使用的指令集，ARM公司定義了一系列的指令集體系結構版本，以vx表示某種版本。（V1，V2，V3，V4，V5，V6）

指令系統(tǒng)概念

指令：是規(guī)定計算機進行某種操作的命令。

指令系統(tǒng)：計算機能夠執(zhí)行的各種指令的集合。3.2ARM微處理器指令格式1）所有指令都是32位的。(1)大多數(shù)指令都在單周期內(nèi)完成。(2)所有指令都可以條件執(zhí)行。(3)ARM指令為load/store類型。(4)基本指令僅36條，分成五類。(5)有9種尋址方式。(6)指令集可以通過協(xié)處理器擴展。1.ARM指令特點

2）ARM指令是加載/存儲(Load/Store)型：指令集僅能處理寄存器中的數(shù)據(jù)，處理結果都要放回寄存器中對系統(tǒng)存儲器的訪問則需要通過專門的加載/存儲指令來完成。

3）ARM指令可以分為五大類： 數(shù)據(jù)處理指令、存儲器訪問指令、分支指令、協(xié)處理器指令、雜項指令。

4）ARM指令有9種尋址方式：寄存器尋址、立即尋址、寄存器偏移尋址、寄存器間接尋址、基址尋址、堆棧尋址、多寄存器尋址、塊拷貝尋址、相對尋址。2.ARM指令格式

1)ARM處理器是基于RISC原理設計的.2)具有32位ARM指令集和16位Thumb指令集3)ARM指令集效率高，但是代碼密度低4)Thumb指令集具有更好的代碼密度，卻仍然保持ARM的大多數(shù)性能上的優(yōu)勢，它是ARM指令集的子集。

5)所有ARM指令都是可以有條件執(zhí)行的，而Thumb指令僅有一條指令具備條件執(zhí)行功能。

6)ARM程序和Thumb程序可相互調(diào)用，相互之間的狀態(tài)切換開銷幾乎為零。ARM指令字長為固定的32位。一條典型的ARM指令編碼格式如下：ARM指令的語法格式如下：<opcode>{<cond>}{S}<Rd>,<Rn>{,<opcode2>}其中，符號“<>”內(nèi)的項是必須的，符號“{}”內(nèi)的項是可選的。<opcode>是指令操作碼，是必須的，如ADDS，SUBNES等。{<cond>}為指令執(zhí)行條件碼，是可選的，如EQ，NE等，如果不寫則使用默認條件AL(無條件執(zhí)行)。S為是否影響CPSR寄存器的值，書寫時影響CPSR，否則不影響。Rd為目標寄存器編碼。Rn為第一個操作數(shù)的寄存器編碼。operand2為第二個操作數(shù)。Arm指令中，操作碼（opcode）、目的操作數(shù)（Rd）、源操作數(shù)1（Rn）是必須的字段。

條件碼（cond）、符號位標記（s）源操作數(shù)2（oprand2）是可選的。

其中Rd和Rn必須是寄存器，因此Arm的“立即數(shù)”只能存儲在oprand2。3.ARM指令條件碼當處理器工作在ARM狀態(tài)時，幾乎所有的指令都根據(jù)CPSR中條件碼的狀態(tài)和指令的條件域有條件地執(zhí)行。當指令的執(zhí)行條件滿足時，指令被執(zhí)行，否則被忽略。

每一條ARM指令包含4位的條件碼，位于指令的最高4位[31：28]。條件碼共有16種，每種條件碼可用兩個字符表示，這兩個字符可以加在指令助記符后面和指令同時使用。如：跳轉指令B可以加上后綴EQ變?yōu)锽EQ表示“相等則跳轉”，即當CPSR中的Z標志置位時發(fā)生跳轉。對于Thumb指令集，只有B指令具有條件碼執(zhí)行功能，此指令條件碼同表3.3.1，但如果為無條件執(zhí)行時,條件碼助記符“AL”不能在指令中書寫。尋址方式定義：處理器根據(jù)指令中給出的地址/信息，尋找操作數(shù)/物理地址的方式。ARM指令系統(tǒng)的尋址方式分為9種,有的分為7種的等,下面介紹7種尋址方式：3.3ARM指令的主要尋址方式1.立即尋址（立即數(shù)尋址）

定義：操作數(shù)本身就在指令中給出，只要取出指令也就取到了操作數(shù)。這個操作數(shù)被稱為立即數(shù)，對應的尋址方式也就叫做立即尋址。

ADDR0，R0，＃1

；

R0←R0＋1

MOV R0 ，＃0x3f ;R0←＃0x3f

注意：

書寫立即數(shù)時，要求以“?！睘榍熬Y。 十六進制數(shù)，＃后加0x或&,如#0x3f,#&3f.

二進制數(shù)， ＃后加0b,如#0b1011

十進制數(shù)， #后加0d或缺省,如#0d678,#789

在指令格式中，第二個操作數(shù)有12位：因此有效立即數(shù)immediate可以表示成：

<immediate>=immed_8循環(huán)右移（2×rot） 4bit移位值(0-15)乘于2，得到一個范圍在0-30，步長為2的移位值。 因此，將ARM中的立即數(shù)稱為8位位圖。

記住一條準則：“最后8位移動偶數(shù)位”得到立即數(shù)。Immed_8rot……1211870ShifterRORimmediate

用12位第二操作數(shù)來表示一個32位立即數(shù)時，采用的是將8位數(shù)通過移位的方式來實現(xiàn)的。

12bit空間中，低8字節(jié)存儲8位位圖，高4字節(jié)存儲循環(huán)右移的次數(shù)。4字節(jié)只能表示24=16種移動次數(shù)，但是由于常數(shù)表達式定義中，移位限定為偶數(shù)次，因此這4個字節(jié)剛好能表示0、2、4、6、8…32位16個數(shù)字！AND

R1,R2,#0xff

當處理器處理這條指令的第二操作數(shù)0xff時，因為0xff為8位二進制數(shù)，所以處理器就將其直接放進8位“基本”數(shù)中，而4位“移位”數(shù)則為0.AND

R1,R2,#0x104

當處理器處理這條指令的第二操作數(shù)0x104時，因為此時0x104已經(jīng)超過了8位二進制數(shù)，所以處理器就要將其“改造”一下，我們先把0x104轉換成二進制0000

0000

0000

0000

0000

0001

0000

0100,我們可以看到，這個數(shù)是0000

0000

0000

0000

0000

0000

0100

0001通過循環(huán)右移30位得到的。思考：AND

R1,R2,#0xff000000

2.寄存器尋址寄存器尋址——利用寄存器中的數(shù)值作為操作數(shù)。(這種尋址方式是各類微處理器經(jīng)常采用的一種方式，也是一種執(zhí)行效率較高的尋址方式。)兩種具體形式：寄存器尋址、寄存器移位尋址。一、寄存器尋址如指令：

ADD R0，R1，R2 ；R0←R1＋R2

二、寄存器移位尋址

1)寄存器移位尋址 當?shù)诙僮鲾?shù)為寄存器型時，在執(zhí)行寄存器尋址操作時，也可以對第二操作數(shù)寄存器進行移位，此時第二操作數(shù)形式為： MOVRd,Rn,Rm，{<shift>}其中：Rm稱為第二操作數(shù)寄存器

<shift>用來指定移位類型和移位位數(shù)，有兩種形式：

5位立即數(shù) （其值小于32）寄存器(用Rs表示) （其值小于32） 在指令執(zhí)行時將寄存器移位后的內(nèi)容作為第二操作數(shù)參與運算。例如指令：

ADDR3，R2，R1，LSR#2

；R3←R2+(R1右移2位) ADDR3，R2，R1，LSRR0

；R3←R2+(R1右移R0位)

2)第二操作數(shù)移位方式

共有6種移位方式：—LSL邏輯左移 —LSR邏輯右移—ASL算術左移 —ASR算術右移—ROR循環(huán)右移 —RRX帶擴展的循環(huán)右移（1）LSL：邏輯左移，空出的最低有效位用0填充。03100（2）LSR：邏輯右移，空出的最高有效位用0填充。310SUBR3，R2，R1，LSL#2；R3←R2-(R1左移2位)SUBR3，R2，R1，LSRR0；R3←R2-(R1右移R0位)0

（3）ASL：算術左移，由于左移空出的有效位用0填充，因此它與LSL同義。

（4）ASR：算術右移

(ArithmeticShiftRight)。算術移位的對象是帶符號數(shù)，移位過程中必須保持操作數(shù)的符號不變。如果源操作數(shù)是正數(shù)，空出的最高有效位用0填充，如果是負數(shù)用1填充。ADDR3，R2，R1，ASL#2

；R3←R2+(R1左移2位)SUBR3，R2，R1，ASRR3

；R3←R2-(R1算術右移R3位)

300（5）ROR：循環(huán)右移(RotateRight)，移出的字的最低有效位依次填入空出的最高有效位。

31

0

（6）RRX：帶進位位的循環(huán)右移(RotateRightExtended)。將寄存器的內(nèi)容循環(huán)右移1位，空位用原來C標志位填充。

310

CSUBR3，R2，R1，ROR#2

；R3←R2+(R1循環(huán)右移2位)SUBR3，R2，R1，RRXR0

；R3←R2-(R1帶進位位循環(huán)右移R0位)3)第二操作數(shù)的移位位數(shù)

移位位數(shù)可以用立即數(shù)方式或者寄存器方式給出，其值均小于32，應為0---31。如下所示：ADDR3，R2，R1，LSR#2；R3

R2+(R1右移2位)ADDR3，R2，R1，LSRR4；R3

R2+(R1右移R4位) 寄存器R1的內(nèi)容分別邏輯右移2位、R4位