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目录

一．概念：

二．指令集种类

1.算术运算指令

1.1.ADD指令

1.2.ADC指令

1.3.SUB指令

1.4.SBC指令

2.逻辑运算指令

2.1.AND指令

2.2.EOR

3.MOV指令

4.分支指令

5.数据传送指令

5.1.单一数据传送指令

5.2.多数据传送指令

三、ARM指令集有哪些版本和架构？

四、ARM指令集如何执行？

五、ARM指令集与其他指令集有何不同？

六、如何编写适用于ARM架构的代码？

1、了解ARM架构的特点和指令集

2、使用适当的编译器和工具链

3、考虑内存和性能

4、优化代码

七、ARM指令集的性能如何？

八、ARM指令集用于哪些领域和应用程序？

九、ARM指令集是否支持浮点运算和向量计算？

十、ARM指令集的开发和维护由谁负责？

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一．概念：

      指令集指一个微处理器所有指令的集合。处理器的指令集可以分为CISC（复杂指令集）和RISC（精简指令集），ARM处理器使用RISC。

     ARM处理器支持ARM和Thumb两种指令集：ARM指令集工作在32位模式下，指令长度都是32b；Thumb指令集工作在16位模式下，指令长度都是16b。

二．指令集种类

1.算术运算指令

1.1.ADD指令

ADD指令用与普通的加法运算。

格式：ADD{条件} {S} <dest>, <op_1>, <op_2>

//dest是目的寄存器，op_1和op_2是操作数dest=op_1+op_2

ADD指令把两个操作数op_1和op_2相加的结果存放到目的寄存器dest中，操作数op_1和op_2可以是寄存器或者是一个立即数。

例：

ADD     R0， R1，R2           ;  R0=R1+R2 ADD     R0， R1，#256         ;  R0=R1+256 ADD     R0， R1，R3，LSL#1   ;  R0=R1+(R3<<1)

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1.2.ADC指令

ADC指令用于带进位的加法运算。

格式：ADC{条件} {S} <dest>, <op_1>, <op_2>

//dest是目的寄存器，op_1和op_2是操作数dest = op_1 + op_2 + carry

ADC指令把两个操作数op_1和op_2相加的结果存放到目的寄存器dest中。ADC指令使用一个进位标志位，可以进行大于32位的加法操作。

例：

；64位数结果：存放在寄存器R0和R1

；两个32位数：存放在寄存器R2和R3

讯享网ADCS    R0，R2，R3   ;带进位加，结果保存在R0和R1寄存器

1.3.SUB指令

格式：SUB{条件} {S} <dest>, <op_1>, <op_2>

//dest是目的寄存器，op_1和op_2是操作数dest=op_1-op_2

SUB指令把两个操作数op_1和op_2相减的结果存放到目的寄存器dest中，操作数op_1和op_2可以是寄存器或者是一个立即数。

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例：

SUB     R0， R1，R2           ;  R0=R1-R2 SUB     R0， R1，#256         ;  R0=R1-256 SUB     R0， R1，R3，LSL#1   ;  R0=R1-(R3<<1)

1.4.SBC指令

格式：SBC{条件} {S} <dest>, <op_1>, <op_2>

//dest是目的寄存器，op_1和op_2是操作数dest = op_1 - op_2 -! Carry

SBC指令把两个操作数op_1和op_2相减的结果存放到目的寄存器dest中.SBC指令支持借位标志，故可以支持大于32位的减法操作。

2.逻辑运算指令

2.1.AND指令

AND指令求连个操作数的逻辑与的结果

格式：AND{条件} {S} <dest>, <op_1>, <op_2>

//dest是目的寄存器，op_1和op_2是操作数dest=op_1 AND op_2

AND指令在两个操作数op_1和op_2做逻辑与操作，结果存放到目的寄存器dest中，AND指令常用于屏蔽寄存器中的某一位。op_1是寄存器，op_2可以是寄存器或者是一个立即数。

例:

讯享网AND    R0， R0，#3      ;R0的第0位和第1位保持不变，其他位清零

2.2.EOR

EOR指令对两个操作数做异或运算。

格式：EOR{条件} {S} <dest>, <op_1>, <op_2>

//dest是目的寄存器，op_1和op_2是操作数dest=op_1 EOR op_2

EOR指令在两个操作数op_1和op_2做逻辑异或操作，结果存放到目的寄存器dest中，常用于设置某个特定反转。EOR指令中，op_1是寄存器，op_2可以是寄存器或者是一个立即数。

例:

EOR    R0， R0，#3      ;R0的第0位和第1位被反转

3.MOV指令

MOV指令在两个操作数之间复制数据。

格式：MOV{条件} {S} <dest>, <op_1>

//dest是目的寄存器，op_1是操作数dest=op_1

MOV指令的作用是把另一个寄存器中，支持操作数的移位操作。

例：

讯享网MOV   R0，R0            ;R0 = R0相当于没有操作 MOV   R0，R0，LST#3    ;R0 = R0 * 8 LST寄存器左移3位，相当于乘8

4.分支指令

B指令可以根据设置的条件跳转到指定的代码地址。

格式; B{条件} <地址>

B指令是分支跳转指令。程序中遇到B指令会立即跳转到指定地址，然后继续从新的地址开始运行程序。

5.数据传送指令

数据传送指令用于CPU和存储器之间的数据传送，是ARM处理器唯一能与外部存储器交换数据的一类指令。

5.1.单一数据传送指令

单一数据传送指令用于内向存储。

格式：

LDR{条件}       Rd;<地址>

STR{条件}       Rd;<地址>

LDR{条件}B     Rd;<地址>

STR{条件}B     Rd;<地址>

单一数据传送指令STR和LDR可以在内存和寄存器之间装载或者存储一个或多个字节的数据，并提供了；灵活的寻址方式。Rd是要操作的数值，地址可以是基址寄存器Rbase和变址寄存器Rindex指定的地址。在条件后加入标志B代表一次传送1字节数据。

常见寻址方式：

STR   Rd,  [Rbase]             ;存储Rd到Rbase所包含的有效地址 STR   Rd,  [Rbase，Rindex]    ;存储Rd到Rbase+Rindex所合成的有效地址 STR   Rd,  [Rbase，#index]    ;存储Rd到Rbase+index所合成的有效地址，index是立即数

 

5.2.多数据传送指令

多数据传送指令用于向内存装载和存储多个字节或字的数据。

格式; xxM{条件} {类型}  Rn{!}, <寄存器列表>{^}

其中，xx可以是LD(装载），也可以是ST(存储).多数据传送指令用于寄存器和内存之间多个数据的复制。

指令包括：

讯享网LDMED    LDMIB   ;装载前增加地址，相当于C语言的++p LDMFD    LDMIA   ;装载前增加地址，相当于C语言的p++ LDMEA    LDMDB   ;装载前增加地址，相当于C语言的++*p LDMFA    LDMDA   ;装载前增加地址，相当于C语言的*p++ STMFA    STMIB     ;存储前增加地址 STMEA    STMIA     ；存储后增加地址 STMFD    S***B    ；存储前增加值 STMED    S***A    ；存储后增加值

 

附：

ARM处理器支持的移位操作：

LSL 逻辑左移          寄存器的二进制位从右往左移动，空出的位补0

LSR 逻辑右移          寄存器的二进制位从左往右移动，空出的位补0

ASR 算术右移          移位过程中符号位不变，即如果源操作数是正数，则字的高端空出的位补0否则补1