ARM系统简介

ARM系统学习笔记

ARM系统简介1.1 ARM工作模式1.2 ARM寄存器1.3 ARM寻址方式1.4 ARM 指令集1.4.1 跳转指令1.4.2 数据处理指令1.4.3 程序状态寄存器访问指令1.SEO靠我4.4 加载/存储指令1.4.5 批量加载/存储指令1.4.6 数据交换指令1.4.7 移位指令 1.5 ARM伪指令1.6 c/c++/汇编混合编程

ARM系统简介

1.1 ARM工作模式

ARM有两种工SEO靠我作状态：

第一种为ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令

第二种为Thumb状态，此时处理器执行16位、半字节对齐的Thumb指令

ARM支持7种工作模式：

1、用户模式（usr）(10000)SEO靠我:

正常执行程序

2、快速中断模式（FIQ）(10001):

高速数据传输

3、外部中断模式（IRQ）(10010):

普通中断处理

4、管理模式（svc）(10011)

操作系统使用的保护模式

5、数据访问终止模式SEO靠我（abt）(10111):

用于虚拟存储和存储保护

6、系统模式（sys)(11111):

用于运行特权级的操作系统任务

7、未定义指令中止模式（und）(11011):

用于支持通过软件仿真硬件的协处理器

1.SEO靠我2 ARM寄存器

ARM微处理器共有37个寄存器，其中31个通用寄存器，6个状态寄存器。寄存器无法同时被访问，具体可以访问哪些寄存器取决于ARM处理器工作状态及具体的运行模式。

不分组寄存器：R0~R7

分SEO靠我组寄存器：R8~R14

1、R13通常用作堆栈指针SP

2、R14用作子程序链接寄存器（Link Register-LR）指向函数的返回地址

程序寄存器：R15（PC指针（程序运行的位置））

状态寄存器CPSSEO靠我R/SPSR各位表示的信息：

1.3 ARM寻址方式

寻址方式根据指令中给出的地址来寻找物理地址的方式。

立即寻址也叫立即数寻址，直接给定具体数字；

寄存器寻址是查找寄存器里的值来寻找；

寄存器间接寻找（寄存器SEO靠我里的值是地址）；

基地变址寻址，给出的地址进行偏移从而得到有效地址；

多寄存器寻址，一次访问多个寄存器

相对寻址，与基地变址寻址相似，比如进入子程序，在主程序上进行偏移

堆栈寻址,先进后出寻址。

1.4 ARMSEO靠我 指令集

1.4.1 跳转指令

B 跳转指令

B{条件} 目的地址 #{}表示条件可以有也可以没有。

B Label #程序直接跳转到label

BEQ Label #当CPSR寄存器中的Z条件码置位时，程序跳SEO靠我转到label

条件包括下面这些条件：

BL 带返回的跳转指令

BL{条件} 目标地址

BL 在跳转之前，会在寄存器R14中保存PC当前值。通过将R14的内容重新加载到PC，来返回到跳转指令之后的那个指令执行SEO靠我。一般实现子函数的调用

example：BL Label

BLX 带返回和状态切换的跳转指令

BLX{条件} 目标地址，指令跳转到目标地址并将处理器的工作状态由ARM状态切换为Thumb状态，同将PC的当前SEO靠我内容保存到寄存器R14中。因此，当子程序使用thumb指令集，可以通过此指令。

BX 带状态切换的跳转指令

BX{条件} 目标地址

1.4.2 数据处理指令

MOV指令

MOV{条件}{s} 目的寄存器，源操作SEO靠我数

example：

MOV R1,R0 ；将寄存器R0传到R1

MVN指令

MVN{条件}{s} 目的寄存器，源操作数 #与mov指令的不同之处在于传送之前按位被取反，即把一个被取反的值传送到寄存器中，例MSEO靠我VN R0，#0xff； R0<=0xffffff00

CMP比较指令

CMP{条件} 操作数1，操作数2 # 比较完之后，会更新CPSR中条件标志位的值，该指令执行一次减法运算，不存储结果，只更改条件标SEO靠我志位

TST指令，将一个寄存器的内容与另一个寄存器或是立即数按位与的运算，将结果更新到CPSR中，结果为0则EQ位被设置

TST{条件} 操作数1，操作数2；例如： TST R1， # %1；用于测试R1SEO靠我中最低位是否为1

ADD指令-相加

ADD{条件}{s} 目的寄存器，操作数1，操作数2

ADD R0,R2,R3,LSL#1; # R0 = R2 + (R3<<1)

SUB指令-相减

SUB{条件}{s} SEO靠我目的寄存器，操作数1，操作数2

SUB R0,R2,R3,LSL#1; # R0 = R2 - (R3<<1)

AND指令-两个操作数进行逻辑与

AND{条件}{s} 目的寄存器，操作数1，操作数2

AND SEO靠我R0， R0，#3；保持R0的0、1位，其余位清零 R0 = R0 & 3；

ORR指令-两个操作数进行逻辑或

ORR{条件}{s} 目的寄存器，操作数1，操作数2

ORR R0， R0，#3；R0的0、1SEO靠我位清零，其他位不变 R0 = R0 | 3；

BIC指令

BIC{cond}{s} Rd，Rn，操作数2 #清楚Rn中的某些位，结果存放在Rd中。

BIC R0， R0，#%1011；R0的0、1、3位清零SEO靠我，其他位不变

MUL指令-乘法

MUL{条件}{s} 目的寄存器，操作数1，操作数2

MUL R0，R1，R2；# R0 = R1 * R2

1.4.3 程序状态寄存器访问指令

MRS 指令

MRS{条件} 通用SEO靠我寄存器，程序状态寄存器（CPSR或SPSR）

该指令用于将程序状态寄存器的内容传送到通用寄存器，原因是程序状态寄存器没办法直接操作

MRS R0，CPSR；将CPSR状态传递到R0中

MSR 指令

MSR{条SEO靠我件} 程序状态寄存器_<域>（CPSR或SPSR）， 通用寄存器

该指令与MRS相反，将操作数的内容传送到程序状态寄存器的特定域中。

位[31:24]为条件标志域，用f表示；位[23:16]为状态域，用表SEO靠我示

位[15:8]为扩展位域，用x表示；位 [7:0]位控制位域，用c表示

MSR CPSR，R0；将R0的内容传递给CPSR

MSR CPSR_c,R0;传送R0的内容到SPSR，但仅仅修改CPSR中的cSEO靠我控制位域

1.4.4 加载/存储指令

LDR 指令

LDR{条件} 目的寄存器，<存储器地址>

用于从存储器中将一个32位的字数据传送到目的寄存器中，读取32位的字数据到通用寄存器中

LDR R0，[R1];将SEO靠我存储器地址为R1的字数据读入寄存器R0

LDR R0，[R1， R2];将地址为R1+R2的字数据读入寄存器R0，并将新地址R1+R2存到R1中

LDRB 指令

LDRB{条件} 目的寄存器，<存储器地址>SEO靠我

同LDR，只是这个只取字节数据的低8位，高24位清零

LDRH 指令

LDRH{条件} 目的寄存器，<存储器地址>

同LDR，只是这个只取字节数据的低16位，高16位清零

STR 指令

STR{条件} 源寄存器SEO靠我，<存储器地址>

用于从源寄存器中将32位的字数据传送到存储器地址中

STR R0， [R1], #8;将R0中的字数据写入到R1为地址的存储器中，并将新地址R1+8写入R1

STR R0，[R1, #8]SEO靠我;将R0中的字数据写入到以R1+8位地址的存储器中

1.4.5 批量加载/存储指令

LDM 批量数据加载指令

LDM{条件}{类型} 基址寄存器{！}，寄存器列表{^}

从由基址寄存器所指示的一片连续存储器到SEO靠我寄存器列表所指示的多个寄存器之间的传送数据

STM 批量数据存储指令

STM{条件}{类型} 基址寄存器{！}，寄存器列表{^}

STMFD R13！，{R0，R4-R12, LR}；将寄存器列表中的寄存器SEO靠我R0，R4到R12，LR存储到R13寄存器所指的内存地址中去（堆栈）

LDMFD R13！，{R0，R4-R12, LR}；将堆栈内容恢复到寄存器R0，R4到R12，LR中

其中，{类型}有以下几种情况：SEO靠我

IA 每次传送后地址加1

IB 每次传送前地址加1

DA 每次传送后地址减1

DB 每次传送前地址减1

FD 满递减堆栈

ED 空递减堆栈

FA 满递增堆栈

EA 空递增堆栈

{！}{^}为可选后缀

1.4.6 数据交SEO靠我换指令

SWP 字数据交换指令

SWP{条件} 目的寄存器，源寄存器1，[源寄存器2]

将源寄存器2所指向的存储器中的字数据传送到目的寄存器中，同时将源寄存器1中的字数据传送到源寄存器2所指的存储器中

SWPSEO靠我 R0， R1，[R2]; 将R2所指向的存储器中的字数据传送到R0，同时将R1中的字数据传送到R2所指向的存储器单元

SWP R0，R0，[R1];R1所指向的存储器中的字数据与R0中的字数据交换

SWSEO靠我PB 字节数据交换指令

1.4.7 移位指令

LSL 左移位指令

通用寄存器，LSL操作数

MOV R0，R1，LSL#2；将R1中的内容左移两位后传送到R0中

ROR 循环右移

MOV R0，R1,ROR#2；SEO靠我将R1中的内容循环右移两位后传送到R0中

1.5 ARM伪指令

在ARM汇编语言程序里，有一些特殊的指令助记符，称为伪指令，作用是为了完成汇编程序做各种准备工作，仅在汇编过程中起作用。主要分为以下几类：

符SEO靠我号定义伪指令

用于定义ARM汇编程序中的变量、对变量赋值以及定义寄存器的别名等操作。常见的有 定义全局变量的GBLA、GBLL和GBLS定义局部变量的LCLA、LCLL和LCLSSEO靠我对变量赋值的SETA、SETL、SETS为通用寄存器列表定义名称的RLIST

GBLA test1

定义一个全局数字变量，变量名为test1

test1 SETA 0xaa

将变量赋值为0xaa

GBLL teSEO靠我st2

定义一个全局逻辑变量

test2 SETL {TRUE}

赋值为真

GBLS test3

定义一个全局字符串变量，变量名为test3

test3 SETS “testing”

RegList RLIST {SEO靠我R0-R5,R8,R10}；将寄存器列表名称定义为RegList 数据定义伪指令

标号 DCB 表达式

分配一片连续的字节存储单元并按指定的表达式初始化

Str DCB “this SEO靠我is a test“；分配一片连续的字节存储单元并初始化，Str只是取的别名

标号 SPACE 表达式

DataSpace SPACE 100；分配连续的100字节的存储单元并初始化为0；

MAP 表达式 SEO靠我{基址寄存器}

MAP 0x100，R0；定义内存表首地址是R0+0x100

标号 FIELD 表达式

MAP 0x100；定义结构化内存表首地址为0x100

A FIELD 16；定义A的长度为16字节，地SEO靠我址为0x100

B FIELD 32；定义B的长度为32字节，地址为0x110汇编控制伪指令

GBLL test；声明一个逻辑变量

IF test = TRUE

指令序列1

ELSE

指令序列2

ENDIF

WHILSEO靠我E 逻辑表达式

指令序列

WEND

1.6 c/c++/汇编混合编程

汇编语言与c/c++的混合方式主要有：

在c/c++程序中嵌入汇编指令在汇编程序中访问c/c++定义的全局变量在c/c++程序中调用汇编函数SEO靠我汇编程序中调用c/c++函数 在c/c++程序中嵌入汇编指令格式如下：

__asm

{

汇编程序

}在汇编程序中访问c/c++定义的全局变量，格式如下：

int gVar = 12;

汇编SEO靠我文件：

IMPORT gVar在c/c++程序中调用汇编函数，一是在c中声明函数原型，并加extern关键字，二是在汇编中用EXPORT导出，格式如下

汇编文件：

EXPORT asm_strcpy

asm_SEO靠我strcpy

loop：

…

END

c文件中：

extern void asm_strcpy（const char*s， const char * d）；汇编程序中调用c/c++函数，格式如下：

c文件中定义函SEO靠我数cfun（）

汇编文件：

IMPORT cfun

ENTRY

…

BL cfun #跳转到cfun

END