ARM_n_Thumb2指令集速查卡
### ARM与Thumb-2指令集概述 ARM架构是目前移动设备和嵌入式系统中最广泛使用的体系结构之一。它提供了一套丰富的指令集,其中包括ARM指令集和Thumb指令集。随着ARMv5及后续版本的发展,Thumb-2指令集被引入以支持更高效的代码密度与性能。 ### ARM与Thumb-2指令集的区别 - **ARM指令集**:这是一种32位固定长度的指令集,主要用于高性能计算任务。 - **Thumb指令集**:这是一种16位可变长度的指令集,最初设计用于节省存储空间,在嵌入式系统中非常流行。 - **Thumb-2指令集**:这是Thumb指令集的一个扩展,结合了Thumb与ARM指令集的优点,提供了更强大的功能和更高的效率。 ### 关键概念与术语 #### 寄存器与操作数 - **Rm{,<opsh>}**:这代表一个通用寄存器(R0到R15),其中可以包含一个可选的操作数变换标志。 - **<Operand2>**:这是一个灵活的操作数,可以通过移位或者循环移位来改变。 - **<reglist>**:这是一个以逗号分隔的寄存器列表,通常用于批量数据操作。 - **<reglist-PC>**:与<reglist>类似,但不允许包含程序计数器(PC)。 - **<PSR>**:即处理器状态寄存器,包括CPSR(当前处理器状态寄存器)和SPSR(保存的处理器状态寄存器)。 #### 条件标记与状态寄存器 - **C*, V***:这些是在不同ARM架构版本中定义的行为标志,用于指示条件执行的状态。 - **<iflags>**:中断标志,包括a(Abort)、i(IRQ)、f(FIQ)等,用于控制中断行为。 #### 地址与数据处理 - **<imm8m>**:对于ARM,这是一种通过循环右移生成的32位常量;对于Thumb,则是通过左移生成的32位常量。 - **<lsb>**:表示位域的最低有效位。 - **<width>**:表示位域的宽度,通常用于数据处理指令。 #### 操作符与前缀 - **{X}**:用于指定寄存器是否应该循环16位。 - **{IA|IB|DA|DB}**:地址模式前缀,用于指示寻址模式(如增量前、增量后等)。 - **{!}**:用于指示数据传送指令完成时是否更新基址寄存器。 - **{S}**:用于指示是否更新条件标志。 - **{T}**:用于指定指令是否具有用户模式特权。 ### 指令集示例解析 #### 数据处理指令 - **ADD{S} Rd, Rn, <Operand2>**:将寄存器Rn中的值与<Operand2>相加,并将结果存入Rd中。 - **ADC{S} Rd, Rn, <Operand2>**:类似于ADD指令,但会考虑进位标志。 - **ADDRd, Rn, #<imm12>**:将寄存器Rn中的值与立即数<imm12>相加,并存入Rd中,<imm12>范围为0-4095。 #### 寻址模式 - **ADRRd, <label>**:将标签<label>的地址加载到寄存器Rd中。 - **SUB{S} Rd, Rn, <Operand2>**:将寄存器Rn中的值与<Operand2>相减,并将结果存入Rd中。 #### 特殊指令 - **Q{D}ADD Rd, Rm, Rn**:执行饱和加法操作。 - **SUBSPC, LR, #<imm8>**:用于异常返回操作,将链接寄存器LR中的值减去立即数<imm8>,并将结果存入程序计数器PC,同时将CPSR设置为保存的处理器状态寄存器SPSR的值。 ### 并行指令 - **<prefix>ADD16 Rd, Rn, Rm**:执行两个独立的16位加法操作。 - **<prefix>SUB16 Rd, Rn, Rm**:执行两个独立的16位减法操作。 ### 总结 ARM与Thumb-2指令集提供了广泛的指令来支持各种不同的应用场景。通过了解这些指令的基本语法和用法,开发者能够有效地编写高效且紧凑的代码,这对于嵌入式系统开发尤为重要。无论是进行数据处理、寻址还是特殊功能调用,ARM与Thumb-2指令集都能提供必要的工具和支持。