第2部分 嵌入式硬件系统设计4

1、第2部分 嵌入式系统(xtng)硬件设计7/19/20221哈尔滨工业大学(威海) 通信(tng xn)工程系共六十三页第六节ARM7TDMI(-S)指令系统(zh ln x tn)有什么(shn me)用？7/19/20222哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页目录(ml)1.ARM处理器寻址方式(fngsh)2.指令集介绍ARM指令集Thumb指令集7/19/20223哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页目录(ml)1.ARM处理器寻址方式(fngsh)2.指令集介绍ARM指令集Thumb指令集7/19/20224哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM7TDMI

2、(-S)指令系统(zh ln x tn)简介(jin ji)1、ARM处理器是基于精简指令集计算机(RISC)原理设计的，指令集和相关译码机制较为简单。 2、ARM7TDMI(-S)具有32位ARM指令集和16位Thumb指令集，ARM指令集效率高，但是代码密度低;而Thumb指令集具有较高的代码密度，却仍然保持ARM的大多数性能上的优势，它是ARM指令集的子集。3、所有的ARM指令都是可以有条件执行的，而Thumb指令仅有一条指令具备条件执行功能。4、ARM程序和Thumb程序可相互调用，相互之间的状态切换开销几乎为零。 B label 跳转指令 7/19/20225哈尔滨工业大学(威海)

3、通信工程系共六十三页ARM7TDMI(-S)指令系统(zh ln x tn)ARM指令集与Thumb指令集的关系(gun x)Thumb指令集具有灵活、小巧的特点ARM指令集支持ARM核所有的特性，具有高效、快速的特点7/19/20226哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页1. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式(fngsh)分类 寻址方式是根据指令中给出的地址码字段来实现寻找真实操作数地址的方式。ARM处理器具有9种基本寻址方式。1.寄存器寻址；2.立即寻址；3.寄存器移位寻址；4.寄存器间接寻址；5.基址寻址；6.多寄存器寻址；7.堆栈寻址；8.块拷贝寻址；9.相对寻址。7

4、/19/20227哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页 操作数的值在寄存器中，指令中的地址码字段指出的是寄存器编号，指令执行时直接取出寄存器值来操作。寄存器寻址指令举例如下(rxi)： MOV R1,R2 ;将R2的值存入R1 SUB R0,R1,R2 ;将R1的值减去R2的值，结果保存到R0 0 xAA0 x55R2R11. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式分类寄存器寻址MOV R1,R20 xAA7/19/20228哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页 立即寻址指令中的操作码字段后面的地址码部分即是操作数本身，也就是说，数据就包含在指令当中，取出指令也就取出了可以

5、(ky)立即使用的操作数(这样的数称为立即数)。立即寻址指令举例如下： MOVR0,#0 xFF000 ;将立即数0 xFF000装入R0寄存器 0 x55R0MOV R0,#0 xFF00程序存储1. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式分类立即寻址MOV R0,#0 xFF000 xFF00从代码中获得数据7/19/20229哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页 寄存器移位寻址是ARM指令集特有的寻址方式。当第2个操作数是寄存器移位方式时，第2个寄存器操作数在与第1个操作数结合之前，选择进行移位操作。寄存器移位寻址指令举例如下(rxi)：MOVR0,R2,LSL #3 ;R2

6、的值左移3位，结果放入R0， ;即是R0=R28 ANDSR1,R1,R2,LSL R3 ;R2的值左移R3位，然后和R1相 ;“与”操作，结果放入R10 x55R0R20 x011. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式分类寄存器移位寻址MOV R0,R2,LSL #30 x080 x08逻辑左移3位7/19/202210哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页 寄存器间接寻址指令中的地址码给出的是一个通用寄存器的编号，所需的操作数保存在寄存器指定地址的存储单元(cn ch dn yun)中，即寄存器为操作数的地址指针。寄存器间接寻址指令举例如下： LDRR1,R2;将R2指向的存

7、储单元的数据读出;保存在R1中 SWPR1,R1,R2;将寄存器R1的值和R2指定的存储;单元的内容交换 0 x55R0R20 x400000000 xAA0 x400000001. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式分类寄存器间接寻址LDR R0,R20 xAA7/19/202211哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页 基址(j zh)寻址就是将基址寄存器的内容与指令中给出的偏移量相加，形成操作数的有效地址。基址寻址用于访问基址附近的存储单元，常用于查表、数组操作、功能部件寄存器访问等。基址寻址指令举例如下： LDRR2,R3,#0 x0C ;读取R3+0 x0C地址上的存储

8、单元 ;的内容，放入R2 STRR1,R0,#-4! ;先R0=R0-4，然后把R1的值寄存 ;到保存到R0指定的存储单元 1. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式分类基址寻址0 x55R2R30 x400000000 xAA0 x4000000CLDR R2,R3,#0 x0C0 xAA将R3+0 x0C作为地址装载数据7/19/202212哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页 多寄存器寻址一次可传送(chun sn)几个寄存器值，允许一条指令传送16个寄存器的任何子集或所有寄存器。多寄存器寻址指令举例如下： LDMIAR1!,R2-R7,R12 ;将R1指向的单元中的数据读

9、出到 ;R2R7、R12中(R1自动加1) STMIAR0!,R2-R7,R12 ;将寄存器R2R7、R12的值保 ;存到R0指向的存储; 单元中 ;(R0自动加1)0 x40000000R1R20 x?0 x010 x400000000 x?R3R40 x?R60 x?0 x020 x030 x040 x400000040 x400000080 x4000000C存储器1. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式分类多寄存器寻址LDMIA R1!,R2-R4,R6 0 x010 x020 x030 x040 x400000007/19/202213哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十

10、三页 堆栈是一个按特定顺序进行存取的存储区，操作顺序为“后进先出” 。堆栈寻址是隐含的，它使用一个专门的寄存器(堆栈指针(zhzhn)指向一块存储区域(堆栈)，指针所指向的存储单元即是堆栈的栈顶。存储器堆栈可分为两种： 向上生长：向高地址方向生长，称为递增堆栈向下生长：向低地址方向生长，称为递减堆栈1. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式分类堆栈寻址7/19/202214哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页1. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式(fngsh)分类堆栈寻址栈底栈顶栈区SP堆栈存储区栈顶栈底栈区SP向下增长向上增长0 x123456780 x1234567

11、8堆栈压栈堆栈压栈7/19/202215哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页栈顶SP栈顶SP栈底空堆栈栈底满堆栈 堆栈指针指向最后压入的堆栈的有效数据项，称为满堆栈；堆栈指针指向下一个待压入数据(shj)的空位置，称为空堆栈。 1. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式分类堆栈寻址0 x123456780 x12345678 栈顶SP0 x12345678栈顶SP压栈压栈7/19/202216哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页所以可以组合出四种类型的堆栈方式：满递增：堆栈向上增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最高地址。指令(zhlng)如LDMFA、STMFA等； 空递

12、增：堆栈向上增长，堆栈指针指向堆栈上的第一个空位置。指令如LDMEA、STMEA等； 满递减：堆栈向下增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最低地址。指令如LDMFD、STMFD等；空递减：堆栈向下增长，堆栈指针向堆栈下的第一个空位置。指令如LDMED、STMED等。 1. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式分类堆栈寻址7/19/202217哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页异常的入口和出口(ch ku)处理 如果异常处理程序已经把返回(fnhu)地址拷贝到堆栈，那么可以使用一条多寄存器传送指令来恢复用户寄存器并实现返回(fnhu)。SUB LR,LR,#4;计算返回地址STMF

13、D SP!,R0-R3,LR ;保存使用到的寄存器. . .LDMFD SP!,R0-R3,PC;中断返回中断处理代码的开始部分和退出部分回顾异常入口和出口操作注意：中断返回指令的寄存器列表（其中必须包括PC）后的“”符号表示这是一条特殊形式的指令。这条指令在从存储器中装载PC的同时（PC是最后恢复的），CPSR也得到恢复。这里使用的堆栈指针SP（R13）是属于异常模式的寄存器，每个异常模式有自己的堆栈指针。这个堆栈指针应必须在系统启动时初始化。 7/19/202218哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页 用于将一块数据从存储器的某一位置拷贝到另一位置。 如：STMIAR0!,R1-R

14、7;将R1R7的数据保存到存储器中。;存储指针在保存第一个值之后增加，;增长方向(fngxing)为向上增长。STMIBR0!,R1-R7;将R1R7的数据保存到存储器中。;存储指针在保存第一个值之前增加，;增长方向为向上增长。 1. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式分类块拷贝寻址R20 x010 x?R10 x02R3R40 x03R60 x040 x?0 x?0 x?R1+4R1+8R1+C存储器STMIA R1!,R2-R4,R6 0 x010 x020 x030 x047/19/202219哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页 相对寻址是基址寻址的一种变通。由程序计数

15、器PC提供基准地址，指令中的地址码字段作为(zuwi)偏移量，两者相加后得到的地址即为操作数的有效地址。1. ARM处理器寻址方式(fngsh)寻址方式分类相对寻址7/19/202220哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页相对(xingdu)寻址 例如(lr)： BLSubroutine_A ；跳转到子程序Subroutine_A处执行 Subroutine_A MOVPC，LR；从子程序返回0 x2100000 偏移量为0 x0100 PC0 x2100100 PC执行7/19/202221哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页目录(ml)1.ARM处理器寻址方式(fngsh)

16、2.指令集介绍ARM指令集Thumb指令集7/19/202222哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页简单(jindn)的ARM程序;文件名：TEST1.S ;功能：实现两个寄存器相加 ;说明：使用(shyng)ARMulate软件仿真调试 AREAExample1,CODE,READONLY ;声明代码段Example1 ENTRY ;标识程序入口 CODE32 ;声明32位ARM指令START MOVR0,#0 ;设置参数 MOVR1,#10LOOPBLADD_SUB ;调用子程序ADD_SUB BLOOP ;跳转到LOOPADD_SUB ADDSR0,R0,R1 ;R0 = R0

17、+ R1 MOVPC,LR ;子程序返回 END ;文件结束 使用“；”进行注释标号顶格写实际代码段声明文件结束7/19/202223哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页简单(jindn)的ARM程序;文件名：TEST1.S ;功能：实现两个(lin )寄存器相加 ;说明：使用ARMulate软件仿真调试 AREAExample1,CODE,READONLY ;声明代码段Example1 ENTRY ;标识程序入口 CODE32 ;声明32位ARM指令START MOVR0,#0 ;设置参数 MOVR1,#10LOOPBLADD_SUB ;调用子程序ADD_SUB BLOOP ;跳转到

18、LOOPADD_SUB ADDSR0,R0,R1 ;R0 = R0 + R1 MOVPC,LR ;子程序返回 END ;文件结束 7/19/202224哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页目录(ml)1.ARM处理器寻址方式(fngsh)2.指令集介绍ARM指令集Thumb指令集7/19/202225哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM指令(zhlng)小节目录1.指令格式(g shi)2.条件码3.存储器访问指令4.数据处理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.协处理器指令8.杂项指令9.伪指令7/19/202226哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM指令

19、(zhlng)小节目录1.指令格式2.条件(tiojin)码3.存储器访问指令4.数据处理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.协处理器指令8.杂项指令9.伪指令7/19/202227哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页 ARM指令的基本(jbn)格式如下：2. 指令集介绍(jisho)ARM指令集指令格式 S , 其中号内的项是必须的，号内的项是可选的。各项的说明如下：opcode：指令助记符；cond：执行条件；S：是否影响CPSR寄存器的值；Rd：目标寄存器； Rn：第1个操作数的寄存器；operand2：第2个操作数；操作码；指令助记符，如LDR、MOV等可选的条件码；执行条件

20、，如EQ、NE等。可选后缀；若指定“S”，则根据指令执行结果更新CPSR中的条件代码标志目标寄存器第一个操作数，必须是寄存器 7/19/202228哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页 ARM指令(zhlng)的基本格式如下：2. 指令集介绍(jisho)ARM指令集第2个操作数 S , 灵活的使用第2个操作数“operand2”能够提高代码效率。它有如下的形式：#immed_8r常数表达式；Rm寄存器方式；Rm,shift寄存器移位方式；7/19/202229哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页2. 指令集介绍(jisho)ARM指令集第2个操作数#immed_8r常数表达式

21、 该常数必须对应8位位图，即一个(y )8位的常数通过循环右移偶数位得到。循环右移10位0 x12000100100 x00000000000 x00000000000 x00000000000 x00000000000 x00000000000 x80100000000 x04000001008位常数7/19/202230哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页2. 指令集介绍(jisho)ARM指令集第2个操作数#immed_8r常数(chngsh)表达式 该常数必须对应8位位图，即一个8位的常数通过循环右移偶数位得到。例如：MOVR0,#1ANDR1,R2,#0 x0F 合法常量：0

22、 x3FC、0、0 xF0000000、200、0 xF0000001。 非法常量 ： 0 xlFE、511、0 xFFFF、0 x1010、0 xF0000010、0 x102。 7/19/202231哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页2. 指令集介绍(jisho)ARM指令集第2个操作数Rm寄存器方式 在寄存器方式下，操作数即为寄存器的数值(shz)。例如：SUBR1,R1,R2MOVPC,R07/19/202232哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页2. 指令集介绍(jisho)ARM指令集第2个操作数Rm,shift寄存器移位方式 将寄存器的移位结果作为(zuwi)操

23、作数，但Rm值保持不变，移位方法如下：操作码说明操作码说明ASR #n算术右移n位ROR #n循环右移n位LSL #n逻辑左移n位RRX带扩展的循环右移1位LSR #n逻辑右移n位Type RsType为移位的一种类型，Rs为偏移量寄存器，低8位有效。7/19/202233哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页2. 指令集介绍(jisho)ARM指令集第2个操作数LSL移位(y wi)操作：0LSR移位操作：0ASR移位操作：ROR移位操作：RRX移位操作：C7/19/202234哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页NZCVIM0M1M2M3M4TF. . .31 30 29 2

24、8 27 26 8 7 6 5 4 3 2 1 0条件(tiojin)代码标志保留(boli)控制位溢出标志 Overflow进位或借位扩展 Carry零 Zero负或小于 NegativeIRQ禁止 InterruptFIQ禁止 Fast状态位 Thumb模式位 ModeNZCVIM0M1M2M3M4TFCPSR寄存器的格式7/19/202235哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页2. 指令集介绍(jisho)ARM指令集第2个操作数Rm,shift寄存器移位(y wi)方式例如：ADDR1,R1,R1,LSL #3;R1=R1+R1*8=9R1SUBR1,R1,R2,LSR R3;

25、R1=R1-(R2/2R3)7/19/202236哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM指令小节(xioji)目录1.指令格式2.条件码3.存储器访问(fngwn)指令4.数据处理指令5.乘法指令6.ARM分支指令7.协处理器指令8.杂项指令9.伪指令7/19/202237哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页 ARM指令(zhlng)的基本格式如下：2. 指令集介绍(jisho)ARM指令集条件码 S , 使用条件码“cond”可以实现高效的逻辑操作，提高代码效率。 所有的ARM指令都可以条件执行，而Thumb指令只有B（跳转）指令具有条件执行 功能。 如果指令不标明条件代

26、码，将默认为无条件（AL）执行。7/19/202238哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页操作码条件助记符标志含义0000EQZ=1相等0001NEZ=0不相等0010CS/HSC=1无符号数大于或等于0011CC/LOC=0无符号数小于0100MIN=1负数0101PLN=0正数或零0110VSV=1溢出0111VCV=0没有溢出1000HIC=1,Z=0无符号数大于1001LSC=0,Z=1无符号数小于或等于1010GEN=V有符号数大于或等于 1011LTN!=V有符号数小于 1100GTZ=0,N=V有符号数大于 1101LEZ=1,N!=V有符号数小于或等于 1110AL任何

27、无条件执行 (指令默认条件) 1111NV任何从不执行(不要使用) 指令(zhlng)条件码表7/19/202239哈尔滨工业大学(威海) 通信(tng xn)工程系共六十三页NZCVIM0M1M2M3M4TF. . .31 30 29 28 27 26 8 7 6 5 4 3 2 1 0条件(tiojin)代码标志保留(boli)控制位溢出标志 Overflow进位或借位扩展 Carry零 Zero负或小于 NegativeIRQ禁止 InterruptFIQ禁止 Fast状态位 Thumb模式位 ModeNZCVIM0M1M2M3M4TFCPSR寄存器的格式7/19/202240哈尔滨工业

28、大学(威海) 通信工程系共六十三页2. 指令集介绍(jisho)ARM指令集条件(tiojin)码C代码：If(a b)a+;Elseb+;对应的汇编代码：CMPR0,R1 ;R0与R1比较ADDHIR0,R0,#1 ;若R0R1，则R0=R0+1ADDLSR1,R1,#1 ;若R0R1，则R1=R1+1示例：7/19/202241哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM指令(zhlng)小节目录1.指令格式2.条件码3.存储器访问指令4.数据处理指令5.乘法指令6.ARM分支(fnzh)指令7.协处理器指令8.杂项指令9.伪指令7/19/202242哈尔滨工业大学(威海) 通信工程

29、系共六十三页2. 指令集介绍(jisho)ARM指令集存储器访问(fngwn)指令 ARM处理器是典型的RISC处理器，对存储器的访问只能使用加载和存储指令实现。ARM处理器是冯诺依曼存储结构，程序空间、RAM空间及I/O映射空间统一编址，除对RAM操作以外，对外围IO、程序数据的访问均要通过加载/存储指令进行。 存储器访问指令分为单寄存器操作指令和多寄存器操作指令。7/19/202243哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页助记符说明操作条件码位置LDR Rd,addressing 加载字数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondLDRB Rd,address

30、ing 加载无符号字节数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondBLDRT Rd,addressing以用户模式加载字数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondTLDRBT Rd, addressing 以用户模式加载无符号字节数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondBTLDRH Rd, addressing 加载无符号半字数据Rdaddressing，addressing索引LDRcondHLDRSB Rd, addressing 加载有符号字节数据Rdaddressing，addressing索引LDRcond

31、SBLDRSH Rd, addressing加载有符号半字数据 Rdaddressing，addressing索引 LDRcondSH ARM存储器访问(fngwn)指令单寄存器加载7/19/202244哈尔滨工业大学(威海) 通信(tng xn)工程系共六十三页助记符说明操作条件码位置STR Rd, addressing 存储字数据addressingRd，addressing索引STRcondSTRB Rd,addressing 存储字节数据addressingRd，addressing索引STRcondBSTRT Rd,addressing 以用户模式存储字数据addressingRd，

32、 addressing索引STRcondTSTRBT Rd,addressing 以用户模式存储字节数据addressingRd，addressing索引STRcondBTSTRH Rd,addressing 存储半字数据addressing Rd，addressing索引STRcondHARM存储器访问(fngwn)指令单寄存器存储 LDR/STR指令用于对内存变量的访问、内存缓冲区数据的访问、查表、外围部件的控制(kngzh)操作等。若使用LDR指令加载数据到PC寄存器，则实现程序跳转功能，这样也就实现了程序跳转。 所有单寄存器加载/存储指令可分为“字和无符号字节加载存储指令”和“半字和有

33、符号字节加载存储指令。7/19/202245哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页LDR和STR字和无符号字节加载/存储(cn ch)指令 LDR指令用于从内存中读取单一字或字节数据存入寄存器中，STR指令用于将寄存器中的单一字或字节数据保存到内存。指令格式如下：ARM存储器访问(fngwn)指令单寄存器存储 LDRcondTRd, ;将指定地址上的字数据读入Rd STRcondTRd, ;将Rd中的字数据存入指定地址 LDRcondBTRd, ;将指定地址上的字节数据读入Rd STRcondBTRd, ;将Rd中的字节数据存入指定地址 其中，T为可选后缀。若指令有T，那么即使处理器是在

34、特权模式下，存储系统也将访问看成是在用户模式下进行的。T在用户模式下无效，不能与前索引偏移一起使用T。 7/19/202246哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM存储器访问(fngwn)指令单寄存器存储LDR和STR字和无符号字节(z ji)加载/存储指令编码指令执行的条件码I为0时，偏移量为12位立即数，为1时，偏移量为寄存器移位P表示前/后变址U表示加/减B为1表示字节访问，为0表示字访问W表示回写为指令的寻址方式Rd为源/目标寄存器Rn为基址寄存器L用于区别加载（L为1）或存储（L为0）7/19/202247哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM存储器访问(fn

35、gwn)指令单寄存器存储LDR和STR字和无符号字节加载/存储指令 LDR/STR指令寻址非常灵活，它由两部分组成，其中一部分为一个基址寄存器，可以为任一个通用寄存器；另一部分为一个地址偏移量。地址偏移量有以下3种格式： 立即数。立即数可以是一个无符号的数值(shz)。这个数据可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存器中减去这个数值(shz)。 如：LDR R1,R0,#0 x12 寄存器。寄存器中的数值可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存器中减去这个数值。 如：LDR R1,R0,R2 寄存器及移位常数。寄存器移位后的值可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存器中减去这个数值。 如：LDR R1,R

36、0,R2,LSL #2 7/19/202248哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM存储器访问(fngwn)指令单寄存器存储 从寻址方式的地址计算方法分，加载/存储指令有以下4种格式： 零偏移(pin y)。如：LDR Rd,Rn 前索引偏移。如：LDR Rd,Rn,#0 x04!程序相对偏移。如：LDR Rd,labe1 后索引偏移。如：LDR Rd,Rn,#0 x04注意：大多数情况下，必须保证字数据操作的地址是32位对齐的。LDR和STR字和无符号字节加载/存储指令7/19/202249哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页LDR和STR半字和有符号字节(z ji)加载

37、/存储指令 这类LDR/STR指令可加载有符号半字或字节，可加载/存储无符号半字。偏移量格式、寻址方式与加载/存储字和无符号字节指令相同。 ARM存储器访问(fngwn)指令单寄存器存储 LDRcondSB Rd, ;将指定地址上的有符号字节读入Rd LDRcondSH Rd, ;将指定地址上的有符号半字读入Rd LDRcondH Rd, ;将指定地址上的半字数据读入Rd STRcondH Rd, ;将Rd中的半字数据存入指定地址注意：1.有符号位半字/字节加载是指用符号位加载扩展到32位，无符号半字加载是指用零扩展到32位；2.半字读写的指定地址必须为偶数，否则将产生不可靠的结果；7/19/

38、202250哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM存储器访问指令(zhlng)单寄存器存储LDR和STR半字和有符号(fho)字节加载/存储指令编码指令执行的条件码I为0时，偏移量为12位立即数，为1时，偏移量为寄存器移位P表示前/后变址U表示加/减W表示回写为指令的寻址方式Rd为源/目标寄存器Rn为基址寄存器L用于区别加载（L为1）或存储（L为0）S为1表示有符号访问，为0表示无符号访问H为1表示半字访问，为0表示字节访问7/19/202251哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页LDR和STR指令应用示例：1.加载/存储字和无符号字节指令LDRR2,R5;将R5指向地址的

39、字数据存入(cn r)R2STRR1,R0,#0 x04;将R1的数据存储到R0+0 x04地址LDRBR3,R2,#1 ;将R2指向地址的字节数据存入R3，R2R2+1STRBR6,R7 ;将R7指向地址的字节数据存入R62.加载/存储半字和有符号字节指令LDRSB R1,R0,R3;将R0+R3地址上的字节数据存入R1，;高24位用符号扩展LDRH R6,R2,#2;将R2指向地址的半字数据存入R6，高16位用0扩展;读出后，R2=R2+2STRH R1,R0,#2!;将R1的半字数据保存到R0+2地址，;只修改低2字节数据，R0=R0+2ARM存储器访问指令(zhlng)单寄存器存储7/

40、19/202252哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页助记符说明操作条件码位置LDMmode Rn!,reglist 多寄存器加载reglistRn.，Rn回写等LDMcondmodeSTMmode Rn!,reglist 多寄存器存储Rn.reglist,Rn回写等STMcondmodeARM存储器访问(fngwn)指令多寄存器存取 多寄存器加载/存储指令可以实现在一组寄存器和一块连续的内存单元之间传输数据。LDM为加载多个寄存器；STM为存储多个寄存器。允许一条指令传送16个寄存器的任何子集或所有寄存器。它们主要用于现场保护、数据复制、常数(chngsh)传递等。7/19/2022

41、53哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM存储器访问(fngwn)指令多寄存器存取 多寄存器加载/存储指令格式如下： LDMcond Rn!,reglist STMcond Rn!,reglistcond：指令执行的条件；模式：控制地址的增长方式，一共有8种模式；!：表示在操作结束后，将最后的地址写回Rn中；reglist ：表示寄存器列表，可以包含多个寄存器，它们使用“,”隔开，如R1,R2,R6-R9，寄存器由小到大排列；：加入该后缀后，进行数据传送(chun sn)且寄存器列表不包含PC时，加载/存储的寄存器是用户模式下的，而不是当前模式的寄存器。若在LDM指令且寄存器列表中

42、包含有PC时使用，那么除了正常的多寄存器传送外，还将SPSR也拷贝到CPSR中，这可用于异常处理返回。注意：该后缀不允许在用户模式或系统模式下使用。7/19/202254哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM存储器访问(fngwn)指令多寄存器存取LDM和STM多寄存器加载/存储(cn ch)指令编码指令执行的条件码S对应于指令中的”符号P表示前/后变址U表示加/减W表示回写寄存器列表Rn为基址寄存器L用于区别加载（L为1）或存储（L为0）7/19/202255哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM存储器访问(fngwn)指令多寄存器存取 多寄存器加载/存储指令(zhl

43、ng)的8种模式如下表所示，右边四种为堆栈操作、左边四种为数据传送操作。模式说明模式说明IA每次传送后地址加4FD满递减堆栈IB每次传送前地址加4ED空递减堆栈DA每次传送后地址减4FA满递增堆栈DB每次传送前地址减4EA空递增堆栈数据块传送操作堆栈操作 进行数据复制时，先设置好源数据指针和目标指针，然后使用块拷贝寻址指令LDMIA/STMIA、LDMIB/STMIB、LDMDA/STMDA、LDMDB/STMDB进行读取和存储 。 进行堆栈操作操作时，要先设置堆栈指针（SP），然后使用堆栈寻址指令STMFD/LDMFD 、STMED/LDMED、STMFA/LDMFA和STMEA/LDMEA

44、实现堆栈操作。7/19/202256哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM存储器访问(fngwn)指令多寄存器存取数据块传送指令(zhlng)操作过程如右图所示，其中R1为指令执行前的基址寄存器，R1则为指令执行后的基址寄存器。R5R6R7R1 R1 指令STMIA R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R6R7R1 R1 指令STMDA R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R6R7R1 R1 指令STMIB R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CHR5R

45、6R7R1 R1 指令STMDB R1!,R5-R74008H4004H4000H4014H4010H400CHSTMEASTMFASTMEDSTMFDLDMDBLDMDALDMIBLDMIA7/19/202257哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系共六十三页ARM存储器访问(fngwn)指令多寄存器存取数据块传送存储堆栈操作压栈说明数据块传送加载堆栈操作出栈说明STMDASTMED空递减LDMDALDMFA满递减STMIASTMEA空递增LDMIALDMFD满递增STMDBSTMFD满递减LDMDBLDMEA空递减STMIBSTMFA满递增LDMIBLDMED空递增;使用数据块传送指令进行(jnxng)堆栈操作STMDAR0!,R5-R6. . .LDMIBR0!,R5-R6;使用堆栈