ARM Cortex-M3与Thumb-2指令集快速参考

"cortex_M3_ARM_n_Thumb2指令集速查卡" 本文将详细介绍Cortex-M3处理器中使用的ARM和Thumb-2指令集，这些指令集是微控制器设计的关键部分，尤其对于嵌入式系统开发至关重要。Cortex-M3是ARM公司的一种基于ARMv7-M架构的微控制器核心，它支持高效的32位Thumb-2指令集，这使得代码更加紧凑，性能更高。 1. ARM指令集: ARM指令集是32位的，主要用于执行复杂操作。它提供了一整套指令用于数据处理、分支、加载/存储等操作。例如，`ADD`指令用于将两个寄存器中的数值相加，`MOV`指令用于将一个寄存器的值移动到另一个寄存器，`LDR`和`STR`分别用于从内存加载和存储数据。 2. Thumb-2指令集: Thumb-2是ARM的16位指令扩展，它是Thumb指令集的增强版，提供与ARM指令集相当的功能，但使用更少的代码空间。Thumb-2引入了更多的32位指令，以提高性能和代码密度。例如，`LDRB`和`STRB`用于处理单个字节的数据，`LDRH`和`STRH`处理半字数据，而`BL`指令则用于有条件或无条件的子程序调用。 3. 寄存器和操作数: 在ARM和Thumb-2指令集中，寄存器是数据处理的主要载体。R0-R15是通用寄存器，其中R13通常用作堆栈指针（SP），R14用作链接寄存器（LR），R15是程序计数器（PC）。Operand2可以是立即数、寄存器或者寄存器移位，而移位操作可以是逻辑移位、算术移位或循环移位。 4. 寄存器列表: `<reglist>`表示一个由逗号分隔的寄存器列表，可以用于批量操作，如在`STM`和`LDM`指令中存储或加载多个寄存器到内存。 5. 处理器状态寄存器（PSR）: CPSR和SPSR是处理器状态寄存器，保存了处理器的状态信息，如条件标志、中断禁止位等。`<fields>`指PSR中的特定域，如N、Z、C和V分别表示负、零、进位和溢出标志。 6. 指令格式和模式: 指令通常遵循特定的格式，如`<opcode><Rd>,<Rn>,<Rm>{,<shifter_op>}`，其中`opcode`是操作码，`Rd`、`Rn`和`Rm`是寄存器，`shifter_op`可能包括移位操作。`<p_mode>`指的是处理器模式，如用户模式、系统模式等。 7. 中断和异常处理: `<iflags>`标记表示中断类型，如a（中止）、i（中断）、f（快速中断）。中断处理在特定的处理器模式下进行，如中断服务程序（ISR）。 8. 位操作和地址计算: `<lsb>`和`<width>`用于位域操作，如位提取和位设置。`{prefix}`用于并行指令的前缀，`{X}`、`{IA|IB|DA|DB}`、`{!}`和`{S}`等后缀控制数据传输和地址更新的方式。 9. 条件编码: 许多ARM和Thumb-2指令支持条件执行，通过指令的最上面四位（条件码）来决定是否执行该指令。例如，`ADD S R0, R1, R2`会在满足特定条件（如无符号溢出）时更新条件标志。 Cortex-M3的ARM和Thumb-2指令集提供了丰富的功能，涵盖了从基本算术操作到高级控制流，为开发者提供了灵活且高效的编程工具，适应各种嵌入式应用的需求。理解和熟练运用这些指令是开发Cortex-M3微控制器软件的基础。