ARM指令集

时间:2008-12-20

  ARM指令集可以分为6类,即跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器(PSR)传输指令、Load/Store指令、协处理器指令和异常中版产生指令。下面分别对这6种指令进行介绍。

  1.跳转指令

  在ARM中有两种方式可以实现程序的跳转:一种是刀‘转指令;另一种是直接向PC寄存器(R15)中写入目标地址值。

  通过直接向PC寄存器中写入目标地址值可以实现在46B地址空间中任意跳转,这种跳转指令又称为长跳转。如果在长跳转指令之前使用MOV LR,PC等指令,则可以保存将来返回的地址值,这样就实现了在46B地址空间中的子程序调用。

  在ARM版本5及以上的体系中,实现了ARM指令集和Thumb指令集的混合使用。指令使用目标地址值的bit[0]来确定目标程序的类型。bit[0]的值为1时,目标程序为Thumb指令;bit[0]值为0时,目标程序为ARM指令。

  在ARM版本5以前的体系中,传送到PC寄存器中的目标地址值的低两位bits[1∶0]被忽略,跳转指令只能在ARM指令集中执行,即程序不能从ARM状态切换到Thumb状态。非T系列ARM版本5体系不含Thumb指令,当程序试图切换到Thumb状态时,将产生未定义指令异常中断。

  ARM跳转指令可以从当前指令向前或向后的32MB地址空间跳转。这类跳转指令有以下4种。

  (1)B 跳4专指令

  B〔条件) (地址)

  B指令属于ARM指令集,是简单的分支指令。一旦遇到一个B指令,ARM处理器将立即跳转到给定的地址,从那里继续执行。注意:存储在分支指令中的实际值是相对当前R15的值的一个偏移量,而不是一个地址。它的值由汇编器来计算,是24位有符号数,左移两位后有符号扩展为32位,表示的有效偏移位为26位(+/- 32 MB)。

  (2)BL 带返回的跳转指令

  BI,〔条件) (地址)

  BL指令也属于ARM指令集,是另一个分支指令。就在分支之前,在寄存器R14中装载上R15的内容,因此可以重新装载R14到R15中来返回到这个分支之后的那个指令处执行,它是子例程的一个基本但强力的实现。

  (3)BLX 带返回和状态切换的跳转指令

  BLX <地址>

  BLX指令有两种格式,第1种格式的BLX指令记作BLX(1)。BLX(1)从ARM指令集跳转到指令中指定的目标地址,并将程序状态切换到Thumb状态,该指令同时将PC寄存器的内容复制到LR寄存器中。

  BLX(1)指令属于无条件执行的指令。

  第2种格式的BLX指令记作BLX(2)。BLX(2)指令从ARM指令集跳转到指令中指定的目标地址,目标地址的指令可以是ARM指令,也可以是Thumb指令。目标地址放在指令中的寄存器<dest>中,该地址的bit[0]值为0,目标地址处的指令类型由CPSR中的T位决定。该指令同时将PC寄存器的内容复制到LR寄存器中。

  (4)BX 带状态切换的跳转指令

  BX(条件)  (dest)

  BX指令跳转到指令中指定的目标地址,目标地址处的指令可以是ARM指令,也可以是Thumb指令。目标地址值为指令的值和0xFl·FFFFFF做“与”操作的结果,目标地址处的指令类型由寄存器决定。

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