ARM基础--ARM汇编的五个特点

逃离我推掉我的手 2023-01-20 08:08 6阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一、LDR/STR架构
 *   *  如何改内存中的数据
 *  二、八种寻址方式
 *  三、指令后缀
 *  四、条件执行后缀
 *  五、多级指令流水线

# 一、LDR/STR架构 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

*  ARM采用RISC架构，CPU本身不能直接读取内存，而需要先将内存中的内容加载入CPU中的通用寄存器中才能被CPU处理。
 *  ldr（load register）指令将内存内容存入内存空间中。
 *  str（store register）指令将寄存器内容存入内存空间中。
 *  ldr/str组合用来实现ARM CPU和内存数据交换
 *  通过load和store两条指令来实现内存和寄存器之间的数据交换

## 如何改内存中的数据 ##

比如CPU想要修改内存中的一个数据（比如将1改成2），CPU需要将这个数据读到37个通用寄存器中比如r1然后在寄存器中将1改成2，然后再将2写回去；所以ARM的CPU。

在串口处理的地方，就是大量的ldr str 指令

# 二、八种寻址方式 #

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">寻址方式</th> 
   <th align="left">指令</th> 
   <th align="left">描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">寄存器寻址</td> 
   <td align="left"><code>mov r1,r2</code></td> 
   <td align="left">将r2的数值移到r1中，类似C语言的<code>r1 = r2;</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">立即寻址</td> 
   <td align="left"><code>mov r0,#0xFF00</code></td> 
   <td align="left">加#就意味着这是一个数字（立即数），类似C语言的<code>r0 = 0xFF00;</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">寄存器移位寻址</td> 
   <td align="left"><code>mov r0,r1,lsl #3</code></td> 
   <td align="left">r1左移3位再赋值给r0（实际就是r1里面的数值乘以8再赋值给r0），类似C语言的<code>r0 = r1&lt;&lt;3;</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">寄存器间接寻址</td> 
   <td align="left"><code>ldr r1,[r2]</code></td> 
   <td align="left">和内存有关系了，<code>[r2]</code>就相当于一个指针约等于一个内存地址，把内存地址里面数据赋值给r1，C语言的指针的间接寻址<code>r1 = &amp;r2;</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">基址变址寻址</td> 
   <td align="left"><code>ldr r1,[r2,#4]</code></td> 
   <td align="left">和上面有点不同的是内存地址加了4，再把数据赋值给r1，基址r2，变址就是加4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">多寄存器寻址</td> 
   <td align="left"><code>ldmia r1!,{r2-r7, r12}</code></td> 
   <td align="left">左边是内存，右边是寄存器（r2,r3,r4,r5,r6,r7,r12）r1里面有个内存地址感叹号是作为一个起始地址（r1理解是一个数组–r1是个数组名）从r1开始依次r1,r2,r3,r4,r5,r6,r7取出值来赋值给右边的一系列寄存器。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">堆栈寻址</td> 
   <td align="left"><code>stmfd sp!,{r2-r7, lr}</code></td> 
   <td align="left">压栈操作（类似的如果弹栈就使用ld**往外面弹栈）：从SP栈里面连续访问数个数据依次放到右边的寄存器（r2,r3,r4,r5,r6,r7,lr）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">相对寻址</td> 
   <td align="left"><code>flag: beq flag</code></td> 
   <td align="left">标号，函数的入口点，跳到标号</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  **ld*和st*开头的指令就一定是一边是内存一边是寄存器**

# 三、指令后缀 #

*  同一指令经常附带不同后缀，变成不同的指令。经常使用的后缀有：
 *  B（byte）功能不变，操作长度变为8位
 *  H（half word）功能不变，长度变为16位
 *  S（signed）功能不变，操作数变为有符号的，如：`ldr ldrb ldrh ldrsb ldrsh`
 *  S（S标志）功能变，影响CPSR标志位，如：mov和movs `movs r0,#0`运行完以后CPSR中的Z位就会被置1，如果`mov r0,#0`就不会影响CPSR中的Z位。
 *  几乎所有的指令都可以带后缀

# 四、条件执行后缀 #

对应于CPSR寄存器中的：N、Z、C、V位

*  N = Negative result from ALU
 *  Z = Zero result from ALU
 *  C = ALU operation Carried out
 *  V = ALU operation oVerflowed

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">操作码</th> 
   <th align="left">条件码助记符</th> 
   <th align="left">标志</th> 
   <th align="left">含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">0000</td> 
   <td align="left">EQ</td> 
   <td align="left">Z=1</td> 
   <td align="left">相等</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">0001</td> 
   <td align="left">NE</td> 
   <td align="left">Z=0</td> 
   <td align="left">不相等</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">0010</td> 
   <td align="left">CS/HS</td> 
   <td align="left">Z=1</td> 
   <td align="left">无符号数大于或等于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">0011</td> 
   <td align="left">CC/LO</td> 
   <td align="left">C=0</td> 
   <td align="left">无符号数小于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">0100</td> 
   <td align="left">MI</td> 
   <td align="left">N=1</td> 
   <td align="left">负数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">0101</td> 
   <td align="left">PL</td> 
   <td align="left">N=0</td> 
   <td align="left">正数或零</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">0110</td> 
   <td align="left">VS</td> 
   <td align="left">V=1</td> 
   <td align="left">溢出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">0111</td> 
   <td align="left">VC</td> 
   <td align="left">V=0</td> 
   <td align="left">没有溢出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">1000</td> 
   <td align="left">HI</td> 
   <td align="left">C=1,Z=0</td> 
   <td align="left">无符号数大于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">1001</td> 
   <td align="left">LS</td> 
   <td align="left">C=0,Z=1</td> 
   <td align="left">无符号数小于或等于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">1010</td> 
   <td align="left">GE</td> 
   <td align="left">N=V</td> 
   <td align="left">有符号数大于或等于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">1011</td> 
   <td align="left">LT （Less Than）</td> 
   <td align="left">N!=V</td> 
   <td align="left">有符号数小于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">1100</td> 
   <td align="left">GT (Greater Than)</td> 
   <td align="left">Z=0,N=V</td> 
   <td align="left">有符号数大于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">1101</td> 
   <td align="left">LE</td> 
   <td align="left">Z=1,N!=V</td> 
   <td align="left">有符号数小于或等于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">1110</td> 
   <td align="left">AL</td> 
   <td align="left">任意</td> 
   <td align="left">无条件执行（指令默认条件）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">1111</td> 
   <td align="left">NV</td> 
   <td align="left">任意</td> 
   <td align="left">从不执行（不要使用）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

例如：

mov r0,r1  @ 相当于C语言中的r0 = r1
    moveq r0,r1 @ 如果eq后缀成立，则直接执行mov r0,r1;如果eq不成立则本句代码直接作废，相当于没有
    		   @ 类似于C语言中的 if(eq) { r0 = r1;}

条件后缀执行注意2点：

*  1、条件后缀是否成立，不是取决于本句代码，而是取决于这句代码之前的代码运行后的结果。
 *  2、条件后缀决定了本句代码是否被执行，而不会影响上一句和下一句代码是否被执行。

# 五、多级指令流水线 #

*  为增加处理器指令流的速度，ARM使用多级流水线。
 *  允许多个操作同时处理，而非顺序执行。
 *  PC指向正被取指的指令，而非正在执行的指令。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
**由于流水线的存在，比如在中断返回的时候它的地址有减8的操作就是如此。即当前执行的指令不是PC指的指令**（PC指的是取指的指令，而现在正在执行的指令时要减8或者减4）

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221021/909c8ed987954afa8fce6d1dc0066073.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221021/9f2de20023924233b9c309bff995d5a5.png