ARM处理器汇编指令详解

ARM汇编指令是用于编程ARM架构处理器的一种低级语言，主要应用于嵌入式系统和实时操作系统。ARM处理器具有多种处理器模式，如用户模式(User mode)、超级用户模式(SVC mode)、中断请求模式(IRQ mode)和快速中断请求模式(FIQ mode)等，这些模式各自拥有独立的寄存器映射，以适应不同的系统需求。 在ARM的32-bit体系中，总共有27个寄存器，其中通用寄存器R0-R7可以在任何情况下使用，而R8-R12在进入FIQ模式时会有对应的影子寄存器。R13通常作为操作系统栈指针，但在某些情况下可以作为通用寄存器使用，但需注意恢复其原始值。R14是链接寄存器(Link register)，用于存储子程序的返回地址，处理完子程序后，它会被保存并可能用作通用寄存器。R15是程序计数器(PC)，它不仅包含当前执行指令的地址，还存储处理器的状态信息。 程序状态寄存器（PSR，Program Status Register）是控制和状态信息的关键组成部分，可以通过特定的指令进行读写，以改变处理器的行为。例如，它可以用来设置条件码，影响条件执行指令的结果。PSR的改变可以触发处理器模式的切换。 在ARM指令集中，有以下主要类型的指令： 1. 寄存器装载和存储指令：如LDR(加载)和STR(存储)，用于将数据在内存和寄存器之间移动。 2. 算术和逻辑指令：包括加法ADD、减法SUB、逻辑与AND、逻辑或ORR等，用于进行基本的算术和逻辑运算。 3. 移位操作：如LSL(左移)、LSR(逻辑右移)、ASR(算术右移)和ROR(循环右移)，允许位操作。 4. 乘法指令：如MUL和MLA，支持整数的乘法操作，MLA还包括累加功能。 5. 比较指令：如CMP，用于比较两个值并更新条件码。 6. 分支指令：如B和BL，用于无条件和带链接的跳转。 7. 条件执行：大部分指令可以基于当前条件码有条件地执行。 8. 软件中断指令：如SWI，用于执行操作系统服务调用。 9. APCS（ARM过程调用标准）定义了函数调用和返回的标准约定，确保函数间的一致性和兼容性。 10. IEEE浮点指令：用于处理浮点数运算，遵循IEEE 754标准。 11. 汇编器伪指令：如.data和.text，帮助程序员在编译时指定段和创建符号。 12. 指令格式：通常包含操作码、操作数和条件码，如LDR R0, [R1], #4表示从R1指向的地址加载数据到R0，并增加R1的值4。 了解和掌握这些基本的ARM汇编指令对于理解单片机启动代码以及进行底层优化是非常重要的。在编写32-bit ARM代码时，应遵循一些基本原则，例如充分利用寄存器的灵活性，正确管理堆栈，以及正确处理异常和中断。此外，理解和应用条件执行可以有效地减少代码大小和提高执行效率。对于涉及安全关键的应用，遵循编写安全代码的基本规则至关重要，这包括防止溢出、正确处理异常和错误情况等。