做题知识不够用，我又来学习了。

ARM指令集机器编码基本格式：

31-28	27-20	19-16	15-12	11-0
条件码	指令码	目的寄存器	操作数1寄存器	操作数2

1. 寻址方式

1.1 立即寻址

操作数包含在指令的32位机器编码中。#表示立即数。

1 2	ADD R0,R0,#1 ;R0 <- R0 + 1 AND R8,R7,#0xFF ;R8 <- R7 AND 0xFF

问题：32位长立即数的编码问题(合法性问题)

原因：在指令中，立即数作为操作数2出现，编码格式中仅安排了12位，32位立即数不能直接编码。

解决：12位编码包括8位常数和4位循环右移值，由8位常数循环右移4位值的2倍得到最后的32位立即数。

例：MOV R0,#0x0000F200

机器代码：E3A00CF2

机器代码含义：E表示无条件，3A是MOV的机器码，00表示R0寄存器，C是4位循环右移值，F2是8位常数。

方法：0xF2循环右移12*2=24位得到原32位数值

移位前：
0000	0000	0000	0000	0000	0000	1111	0010
移位后：
0000	0000	0000	0000	1111	0010	0000	0000

1.2 寄存器寻址

操作数存放在寄存器中。

1.2.1 基本方式

1	ADD R0,R1,R2 ;R0 <- R1 + R2

1.2.2 对第二操作数寄存器的移位操作

1	ADD R3,R2,R1,LSR #2 ;R3 <- R2 + R1 / 4

移位方式：

移位方式	含义
LSL	逻辑左移(乘)
LSR	逻辑右移(除)
ASL	算术左移，和LSL一样。类似于小数点移位，左移数变小
ASR	算术右移，分正负来填充右移后的空余位，右移数变大
ROR	循环右移
RRX	带扩展的循环右移，循环右移1位后左端用C填充，这种方式只移位1位，所以无需指定移位位数

1.2.3 寄存器间接寻址

利用寄存器的值作为存储器指针，数据传送类的load/store类指令都使用寄存器间接寻址方式。

1 2	LDR R0,[R1] ;R0 <- mem32[R1] STR R0,[R1] ;mem32[R1] <- R0

1.2.4 基址加偏移地址

前变址
LDR R0,[R1,#4]		;R0 <- mem32[R1+4]

自动变址
LDR R0,[R1,#4]!		;R0 <- mem32[R1+4]
					;R1 <- R1 + 4
					
后变址
LDR R0,[R1],#4		;R0 <- mem32[R1]
					;R1 <- R1 + 4
		
寄存器偏移地址
LDR R0,[R1,R2]		;R0 <- mem32[R1+R2]
LDR R0,[R1,R2,LSL #2]	;R0 <- mem32[R1+R2*4]

1.3 多寄存器及块拷贝寻址

一条指令完成多字数据或数据块的传送。

基本指令：LDM/STM

基址寄存器变化方式	含义
IA	操作完后地址递增
IB	地址先增后完成操作
DA	操作完后地址递减
DB	地址先减后完成操作

多寄存器语法表示：多寄存器用{}包含，连续寄存器使用-间隔，不连续的用,分隔。

例1：

1	LDMID R0,{R1-R4,R6} ;R1=[R0],R2=[R0+4],...,R6=[R0+16]

R0作为基址寄存器，其值可自动更新：

1	LDMID R0!,{R1-R4,R6}

例2：

LDM指令和STM指令配合实现数据块拷贝：

1 2	LDMIA R0,{R1-R5} ;以R0为基址读取五字存储单元数据加载至R1-R5 STMIA R6,{R1-R5} ;将R1-R5中数据依次存入R6为起始地址的存储单元

1.4 堆栈寻址

存储空间中的数据栈与寄存器组之间的批量数据传输，采用R13(SP)作为堆栈指针，采用FILO(先进后出)的方式工作，SP指向栈顶。

基本指令：LDM/STM

堆栈组织生成方式：

FD/ED：满递减/空递减

FA/EA：满递增/空递增

1 2	STMFD SP!,{R0-R7,LR} ;入栈 LDMFD SP!,{R0-R7,LR} ;弹出堆栈

先将LR入栈，最后才是R0入栈；先R0出栈，最后LR出栈。

FD相当于多寄存器寻址的DB。

事实上，堆栈寻址与多寄存器寻址均可操作堆栈，在需要保存特定某些寄存器值时，采用STM进行压栈，采用LDM操作弹出堆栈。

保存数据
STMDB SP!,{R0-R12,LR}

弹出数据
LDMIA SP!,{R0-R12,LR}

1.5 相对寻址

将程序计数器PC作为基址寄存器，指令中的地址标号字段作为偏移量进行寻址，跳转指令采用相对寻址方式。

2. ARM指令集

2.1 存储器访问(L/S)指令

常规：

1 2	LDR R2,[R5] ;将R5为地址的存储单元中数据加载至R2（读） STR R1,[R0,#0X04] ;mem32[R0+4] <- R1（写）

传送数据类型：

1 2	LDRB R3,[R2],#1 ;以R2为地址读取1字节数据至R3，R2 = R2 + 1 STRH R1,[R0,#2]! ;半字传送，传送R1中低2字节数据至R0+2为地址的存储单元，R0更新

多寄存器补充：在非用户或系统模式下，可出现^后缀，若LDM指令寄存器列表中包含PC，则会额外将SPSR拷贝。

2.2 数据处理类指令

2.2.1 数据传送指令

1
2
3

MOV R1,R0			;R1 <- R0
MOV R1,R0,LSL #3	;R1 <- R0*8
MVN R0,#0			;立即数0取反传送至R0，R0=-1

2.2.2 算数逻辑运算指令

例1：64位整数加法

R0/R1与R2/R3分别存放两个加数的低/高32位，R4/R5存放结果的低/高32位。

1 2	ADDS R4,R0,R2 ;带S后缀结果影响CPSR的标志位C ADC R5,R1,R3 ;带进位的加法，C标志位参与运算

例2：64位整数减

1 2	SUBS R4,R0,R2 SBC R5,R1,R3

例3：逆向减法

1 2	RSB R0,R1,R2 ;R0=R2-R1 RSC R0,R1,R2 ;在上行指令基础上再减C标志位的反码

例4：逻辑运算

AND R0,R0,#3	;保持R0的0、1位，其余清零
ORR R0,R0,#3	;置位R0的0、1位，其余不变
EOR R0,R0,#3	;反转R0的0、1位，其余不变
BIC R0,R0,#3	;清零R0的0、1位，其余不变

例5：比较指令

1
2
3

CMP R1,R0	;R1-R0，结果影响CPSR中的标志位，但不保留运算结果
CMN R0,#1	;判断R0的值是否为1的补码，是则Z置位
;CMN指令将操作1寄存器减去操作数2的负值

例6：测试指令

1 2	TST R1,#3 ;按位与，结果影响CPSR中的标志位 TEQ R1,R2 ;按位异或，结果影响CPSR中的标志位

上述比较与测试指令可与带S后缀的算数逻辑运算指令对比，如TEQ与EORS对比，其运算操作一致，但运算指令保留结果，比较测试指令只修改CPSR中标志位，不保留运算结果。

例7：乘法指令

MUL：32位乘法

MLA：三操作数乘法，将操作数1与操作数2相乘，结果加第三个操作数，存入目的寄存器

1	MLA Rd,Rm,Rs,Rn ;Rd <- Rm*Rs+Rn

规则：Rd和Rm不能是同一寄存器

形成两个矢量的标量积的例子：

	mov r11,#20				;r11 <- 20
	mov r10,#0				;r10 <- 0
loop:
	ldr r0,[r8],#4			;r0 <- mem32[r8]
							;r8 <- r8 + 4
	ldr r1,[r9],#4			;r1 <- mem32[r9]
							;r9 <- r9 + 4
	mla r10,r0,r1,r10		;r10 <- r0*r1+r10
	subs r11,r11,#1			;r11 <- r11 - 1
	bne loop				;在Z标志位为0时跳转执行

2.2.3 数据交换指令

1	SWP R1,R1[R0] ;需要中间人

2.3 跳转指令

跳转指令用于控制程序的走向，可完成从当前指令向前或向后的32MB的地址空间跳转，包括基本跳转指令(无条件跳转)B，带返回的跳转指令BL，带状态切换(ARM与Thumb之间)的跳转指令BX，带返回和状态切换的跳转指令BLX。

ARM指令地址间隔为4，Thumb指令地址间隔为2。

例：

BL LABEL	;程序无条件跳转至LABEL处执行
			;同时将当前的PC值保存至R14中

用B指令完成类似功能
MOV LR,PC
B LABEL

跳转范围不受限制的方式：

1	LDR PC,=LABEL

BEQ：相等就跳

NEQ：不相等就跳

2.4 程序状态寄存器访问指令

当前程序状态寄存器可分为4个8位独立域：

CPSR[31:24]：_f(标志域)
CPSR[23:16]：_s(状态域)
CPSR[15:8]：_x(扩展域)
CPSR[7:0]：_c(控制域)

例：清CPSR标志位，先读到寄存器里去再进行修改，修改完后用MSR指令赋值给标志位。

1
2
3

MRS R0,CPSR		;R0 <- CPSR
BIC R0,R0,#0xF0000000	;清高四位
MSR CPSR_f,R0		;CPSR_f <- R0

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