ARM及Thumb-2指令集快速参考
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更新于2024-09-12
收藏 506KB PDF 举报 "该资源是一份关于ARM和Thumb-2指令集的速查卡，包含了各种指令的关键字、操作数格式、寄存器列表、移位操作、处理器模式等相关信息，旨在帮助用户快速查找和理解ARM处理器的指令系统。"
在ARM架构中，Thumb-2指令集是Thumb指令集的一个扩展，提供了更高的代码密度和性能。它包含了一组16位和32位的指令，使得在有限的代码空间中实现高性能计算成为可能。以下是其中的一些关键概念和指令格式：
1. **寄存器操作**：Rm{,<opsh>} 表示寄存器Rm，可选的操作数位移(opsh)。例如，这可以用于移位操作，如LSL(逻辑左移)、LSR(逻辑右移)、ASR(算术右移)等。
2. **操作数2**：<Operand2> 可以是灵活的操作数，可以接受移位和循环移位，这对于处理常量和数据操作非常有用。
3. **寄存器列表**：<reglist> 是一组用逗号分隔的寄存器，括在大括号内。这在执行如LDM(加载多寄存器)和STM(存储多寄存器)这样的指令时特别有用。
4. **处理器状态寄存器**：CPSR (当前处理器状态寄存器) 和 SPSR (保存的处理器状态寄存器) 用于保存处理器的条件标志和其他状态信息。
5. **位域操作**：<lsb> 和 <width> 分别表示位域的最低有效位和位域宽度，用于位操作指令，如BIT、BIC、MOV等，允许对特定位进行设置、清除或移动。
6. **处理器模式**：<p_mode> 代表处理器运行的不同模式，如用户模式(User)、系统模式(System)、中断服务模式(IRQ)等。
7. **移位类型**：如IA、IB、DA、DB分别代表增加后移位、增加前移位、减少后移位和减少前移位，这些用于指定位移操作的方向。
8. **中断标记**：<iflags> 包含a(中止)、i(中断)和f(快速中断)等标志，用于控制中断处理。
9. **前缀**：<prefix> 与并行指令相关，可能涉及特定指令的前缀操作。
10. **条件标志**：S标志用于指示是否更新条件标志。当S为1时，指令执行后会根据结果更新CPSR。
11. **大小标识**：如B、SB、H、SH分别代表字节、有符号字节、半字和有符号半字，用于内存访问指令。
12. **特权标识**：T标志用于指示指令是否在用户模式下具有特权。
13. **舍入和截断**：R标志指示结果是否需要进行舍入或截断。
这份速查卡详细列出了ARM和Thumb-2指令集的关键元素，对于开发者来说，是一个宝贵的参考资料，能够快速理解和使用这些指令进行程序设计。通过熟练掌握这些指令，可以在ARM平台上高效地编写和优化代码。
ARM
®
和 Thumb
®
-2 指令集
快速参考卡
表关键字
Rm {, <opsh>}
请参阅表寄存器，可选择移动常数个位
<Operand2>
请参阅表
灵活的操作数 2。 移位和循环移位只可用于 Operand2。
<reglist>
以逗号隔开的寄存器列表，括在大括号 { 和 } 内。
<fields>
请参阅表
PSR 域。
<reglist-PC>
作为 <reglist>，不能包含 PC。
<PSR>
CPSR（当前处理器状态寄存器）或 SPSR（保存的处理器状态寄存器）
<reglist+PC>
作为 <reglist>，包 含 PC。
C*，V* 在体系结构 v4 及其更早版本中，标记不可预知；在体系结构 v5 及其以后版本中，标记保持不变。
+/-
+ 或 -£ （+ 可省略。）
<Rs|sh>
可为 Rs 或一个直接移位值。 每种移位类型的允许值与 请参阅表 ARM 体系结构版本。
表寄存器，可选择移动常数个位 中的相同。
<iflags>
中断标记。 一个或多个 a、i、f（中止、中断、快速中断）。
x、y B 或 T，B 表示半寄存器 [15:0]，T 表示半寄存器 [31:16]。
<p_mode>
请参阅表处理器模式
<imm8m>
ARM：32 位常数，由 8 位值向右循环移偶数位生成。
SPm
<p_mode> 所指定的处理模式的 SP
Thumb：32 位常数，由 8 位值左移任意位生成，
<lsb>
位域的最低有效位。
格式模式为 0xXYXYXYXY、0x00XY00XY 或 0xXY00XY00。
<width>
位域宽度，<width> + <lsb> 必须小于或等于 32。
<prefix>
请参阅并行指令的前缀
{X}
如果有 X，则 RsX 为 Rs 循环 16 位生成。 否则，RsX 为 Rs。
{IA|IB|DA|DB}
之后增加、之前增加、之后减小、之前减小。
{!}
如果有 !，则在数据传送完毕后更新基址寄存器 （前变址）。
IB 和 DA 不可用于 Thumb 状态下。 如果省略，则缺省时为 IA。
{S}
如果有 S，则更新条件标记。
<size>
B、SB、H 或 SH，含义分别为字节、有符号字节、半字和有符号半字。
{T}
如果有 T，则带有用户模式特权。
SB 和 SH 不可用于 STR 指令。
{R}
如果存在 R，则对结果进行舍入，否则将其截断。
运算 汇编程序 S 更新 操作 注释
加法 加法
ADD{S} Rd, Rn, <Operand2>
NZCV
Rd := Rn + Operand2
N
带进位
ADC{S} Rd, Rn, <Operand2>
NZCV
Rd := Rn + Operand2 + 进位
N
宽
T2
ADD Rd, Rn, #<imm12>
Rd := Rn + imm12，imm12 的范围为 0-4095
T、P
饱和 {加倍}
5E
Q{D}ADD Rd, Rm, Rn Rd := SAT(Rm + Rn)
加倍：Rd := SAT(Rm + SAT(Rn * 2))
Q
寻址 PC 相对的寻址
ADR Rd, <label>
Rd := <label>，有 关 <label> 相对于当前指令的范围，请参阅注释 L
N、L
减法 减法
SUB{S} Rd, Rn, <Operand2>
NZCV
Rd := Rn - Operand2
N
带进位
SBC{S} Rd, Rn, <Operand2>
NZCV
Rd := Rn - Operand2 - NOT（进位）
N
宽
T2
SUB Rd, Rn, #<imm12>
NZCV
Rd := Rn - imm12，imm12 的范围为 0-4095
T、P
反向减法
RSB{S} Rd, Rn, <Operand2>
NZCV
Rd := Operand2 - Rn
N
带进位反向减法
RSC{S} Rd, Rn, <Operand2>
NZCV
Rd := Operand2 - Rn - NOT（进位）
A
饱和 {加倍}
5E
Q{D}SUB Rd, Rm, Rn Rd := SAT(Rm - Rn)
加倍：Rd := SAT(Rm - SAT(Rn * 2))
Q
从异常中返回，无出栈。
SUBS PC, LR, #<imm8>
PC = LR - imm8，CPSR = SPSR（当前模式），imm8 的范围为 0-255。
T
并行
算法
半字方式加法
6
<prefix>ADD16 Rd, Rn, Rm
Rd[31:16] := Rn[31:16] + Rm[31:16]，Rd[15:0] := Rn[15:0] + Rm[15:0]
G
半字方式减法
6
<prefix>SUB16 Rd, Rn, Rm
Rd[31:16] := Rn[31:16] - Rm[31:16]，Rd[15:0] := Rn[15:0] - Rm[15:0]
G
字节方式加法
6
<prefix>ADD8 Rd, Rn, Rm
Rd[31:24] := Rn[31:24] + Rm[31:24]，Rd[23:16] := Rn[23:16] + Rm[23:16]，
Rd[15:8] := Rn[15:8] + Rm[15:8]，Rd[7:0] := Rn[7:0] + Rm[7:0]
G
字节方式减法
6
<prefix>SUB8 Rd, Rn, Rm
Rd[31:24] := Rn[31:24] - Rm[31:24]，Rd[23:16] := Rn[23:16] - Rm[23:16]，
Rd[15:8] := Rn[15:8] - Rm[15:8]，Rd[7:0] := Rn[7:0] - Rm[7:0]
G
交换半字，半字方式加法，半字方式减法
6
<prefix>ASX Rd, Rn, Rm
Rd[31:16] := Rn[31:16] + Rm[15:0]，Rd[15:0] := Rn[15:0] - Rm[31:16]
G
交换半字，半字方减法，半字方式加法
6
<prefix>SAX Rd, Rn, Rm
Rd[31:16] := Rn[31:16] - Rm[15:0]，Rd[15:0] := Rn[15:0] + Rm[31:16]
G
差值的绝对值无符号求和
6
USAD8 Rd, Rm, Rs Rd := Abs(Rm[31:24] - Rs[31:24]) + Abs(Rm[23:16] - Rs[23:16])
+ Abs(Rm[15:8] - Rs[15:8]) + Abs(Rm[7:0] - Rs[7:0])
差值的绝对值无符号求和，再累加
6
USADA8 Rd, Rm, Rs, Rn Rd := Rn + Abs(Rm[31:24] - Rs[31:24]) + Abs(Rm[23:16] - Rs[23:16])
+ Abs(Rm[15:8] - Rs[15:8]) + Abs(Rm[7:0] - Rs[7:0])
饱和 有符号饱和字，右移
6
SSAT Rd, #<sat>, Rm{, ASR <sh>}
Rd := SignedSat((Rm ASR sh), sat)。<sat> 的范围为 1-32，<sh> 的范围为 1-31。
Q、R
有符号饱和字，左移
6
SSAT Rd, #<sat>, Rm{, LSL <sh>}
Rd := SignedSat((Rm LSL sh), sat)。<sat> 的范围为 1-32，<sh> 的范围为 0-31。
Q
有符号饱和两个半字
6
SSAT16 Rd, #<sat>, Rm
Rd[31:16] := SignedSat(Rm[31:16], sat)，
Rd[15:0] := SignedSat(Rm[15:0], sat)。<sat> 的范围为 1-16。
Q
无符号饱和字，右移
6
USAT Rd, #<sat>, Rm{, ASR <sh>}
Rd := UnsignedSat((Rm ASR sh), sat)。<sat > 的范围为 0-31，<sh> 的范围为 1-31。
Q、R
无符号饱和字，左移
6
USAT Rd, #<sat>, Rm{, LSL <sh>}
Rd := UnsignedSat((Rm LSL sh), sat)。<sat > 的范围为 0-31，<sh> 的范围为 0-31。
Q
无符号饱和两个半字
6
USAT16 Rd, #<sat>, Rm
Rd[31:16] := UnsignedSat(Rm[31:16], sat)，
Rd[15:0] := UnsignedSat(Rm[15:0], sat)。<sat> 范围为 0-15。
Q
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