ARM嵌入式系统基础及应用第一版 教学课件 ppt 作者 黄俊 全书 第4章
236页1、第4章 ARM编程与调试,4.1 ARM指令系统 4.2 ARM汇编语言设计 4.3 ARM C语言设计 4.4 ADS开发平台 4.5 SDT开发平台 4.6 基于JTAG的调试系统 4.7 仿真器调试系统 4.8 本章小结,ARM微处理器是基于精简指令集计算机(RISC)原理设计的。ARM体系提供两种指令集:32位的ARM指令集和16位的Thumb指令集。ARM指令集执行效率高,但是代码密度低。,4.1 ARM指令系统,Thumb指令集是ARM指令集的功能子集,它具有较高的代码密度,同时保持了ARM大多数性能上的优势。ARM程序和Thumb程序可以相互调用,且两种状态之间的切换开销几乎为零。,4.1.1 ARM指令介绍 ARM指令包括数据处理指令、数据传送指令、控制流指令、分支、陷入系统代码。 ARM指令字长为固定的32位,基本格式如下: S, 其中号内的项是必需的,号内的项是可选的。各项的含义如下: opcode:指令助记符,如AND表示逻辑与指令; cond:指令执行条件; S:指令的操作是否影响CPRS寄存器的值;, Rd:目标寄存器; Rn:包含第一个操作数的寄存器; op
2、erand2:第二个操作数。,指令中的第二个操作数“operand2”有很多表示方法,灵活地使用这些表示方法能够提高代码效率。它包括以下形式。,表4.1 ARM指令编码格式,1. 常数表达式 常数表达式 #immed_8r必须对应8位位图,即是由一个8位的常数通过循环右移偶数位得到。所以不是每一个32位的常数都是合法的,只有通过以上的移位方法得到的常数才是合法的。 合法的常量如下: 0xff,0x3fc,0xff00,0x104,200。 不合法的常量如下: 0x102,0x1010,511,0xff1,0xffff。,常量表达式应用示例如下: MOV R0, #0X104 ;令R0的数值为0X104 AND R1, R2, #0xff ;R2和0xff与,并把结果保存在R1中,2. 寄存器方式 在寄存器方式Rm下,指令的操作数“operand2”为寄存器的数值。 寄存器方式应用示例如下: MOV R1, R3 ;将R3的数值放到R1中 SUB R1, R2, R3 ;R1的数值等于R2的数值减去R3的数值,3. 寄存器移位方式 在寄存器移位方式下,指令的操作数“operand2”为寄
3、存器移位后所得的结果。 移位方式如下: LSL #m ;逻辑左移m位(1m31) LSR #m ;逻辑右移m位(1m31) ASL #m ;算术左移m位(1m32) ASR #m ;算术右移m位(1m32) ROR #m ;循环右移m位(1m31) RRX ;右移一位,并用CPSR中的C条件标志位填补空出的位,寄存器移位方式应用示例如下: ADD R1, R1, R1, LSL #4 ;R1=R1+R1*24=R1*17 SUB R1, R1, R2, LSR R3 ;R1=R1-R2/2R3 ARM指令中的第2832位是给cond用的,它可以组成16种条件码。当ARM微处理器工作在ARM状态时,所有的指令都是根据CPSR中的条件标志位状态与指令的条件码是否符合来决定是否执行。当执行的条件满足时就执行该命令,否则指令被忽略,转向下一条指令。例如,在跳转指令B后面加上后缀EQ(即BEQ),则表示“相等则跳转”,即当CPSR中的Z标志置位时发生跳转。 16种条件码的含义及助记符如表4.2所示,其中只有15种可以使用,第16种(1111)为系统保留。,表4.2 16种条件码的含义及助记符,续
4、表,4.1.2 ARM指令寻址方式 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指令的寻址方式有以下几种。 1. 立即寻址 立即寻址又叫做立即数寻址,操作码字段后面的地址部分就是操作数,即数据就包含在指令当中,那么取出指令也就取到了操作数。 立即寻址方式示例如下: MOV R0, #0x104 ;R00x104 ADD R0, R1, #200 ;R0R1 + 200,2. 寄存器寻址 指令中的地址码字段指定了寄存器的编号,将寄存器中的数值作为操作数。执行指令时直接取出寄存器中的数值进行操作,这种寻址方式的效率比较高。 寄存器寻址方式示例如下: SUB R0, R1, R2 ;R0R1-R2 MOV R0, R1 ;R0R1,3. 寄存器间接寻址 寄存器间接寻址指令中的地址码字段给出的是一个通用寄存器的编号,它是以该寄存器中的值作为操作数的地址,而操作数本身存放在存储单元中。 寄存器间接寻址方式示例如下: ADD R1,R2,R3 ;将R3中的数值作为地址,取出此地址中的数值后与R2相加, ;结果保存在R1中 LDR R1,R2 ;将R2中的数值作为地址,
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