ARM7指令集详解：从寻址方式到ARM/Thumb指令对比

"该资源是北京航空航天大学关于嵌入式系统的一份课件，主要讲解了ARM指令集，特别是ARM7TDMI-S处理器的汇编程序设计。课件分为ARM处理器寻址方式和ARM指令集两个主要部分，深入介绍了ARM和Thumb指令集的特点以及它们之间的关系。" ARM处理器是基于RISC（精简指令集计算机）架构设计的，其指令集简洁高效，主要由32位的ARM指令集和16位的Thumb指令集组成。ARM指令集以其高性能和代码效率著称，而Thumb指令集则提供了更高的代码密度，同时保留了大部分ARM性能。值得注意的是，所有的ARM指令都支持条件执行，而Thumb指令集中只有少数具备这一功能。 在ARM7TDMI-S处理器中，存在多种寻址方式以适应不同的操作需求。这些寻址方式包括： 1. **寄存器寻址**：操作数直接位于寄存器中，指令直接引用寄存器编号。 2. **立即寻址**：操作数在指令本身中。 3. **寄存器移位寻址**：通过移位操作来获取操作数。 4. **寄存器间接寻址**：操作数的地址存储在寄存器中。 5. **基址寻址**：操作数的地址基于一个基址寄存器加上偏移量。 6. **多寄存器寻址**：一次操作多个连续的寄存器。 7. **堆栈寻址**：使用堆栈指针进行寻址。 8. **块拷贝寻址**：用于大量数据的复制。 9. **相对寻址**：基于当前指令地址的相对地址。 例如，`MOVR1,R2`指令就是使用寄存器寻址方式，将R2寄存器的值复制到R1寄存器中。而`SUBR0,R1,R2`则是从R1寄存器中减去R2寄存器的值，结果存储在R0中，这展示了如何进行基本的算术运算。 此外，ARM处理器采用Load-Store架构，意味着所有的内存访问都需要通过加载（Load）和存储（Store）指令来完成，处理器内部只处理寄存器中的数据。这种架构简化了处理器设计，但也限制了直接的内存操作。 ARM指令长度通常是32位，对应于ARM状态，而在Thumb状态下，指令长度为16位。数据类型包括字节（8位）、半字（16位）和字（32位），其中字必须按4字节对齐，半字按2字节对齐。ARM指令集的设计注重向后兼容性，新版本的指令集增加指令而不影响旧版本的执行。 ARM和Thumb指令集可以互相调用，状态切换开销极小，这使得开发者可以根据应用的需求灵活选择合适的指令集，兼顾代码大小和执行效率。因此，理解和掌握ARM汇编语言对于嵌入式系统开发人员至关重要，特别是在优化性能和控制资源利用方面。