ARM指令集详解：从初学者到高级应用

“ARM指令集（中文版）：一本适合初学者的全面指南，涵盖了ARM处理器的寄存器、处理器模式、程序状态寄存器、指令集等核心内容。” ARM指令集是嵌入式系统和移动设备领域广泛使用的指令集架构，它的设计允许高效的32位计算，同时具有低功耗的特性。以下是ARM指令集的关键知识点： 1. **寄存器和处理器模式**： - ARM处理器有27个寄存器，包括通用寄存器、专用寄存器和程序计数器（R15）。在不同处理器模式下，如User、SVC、IRQ和FIQ模式，某些寄存器会有影子寄存器来保存上下文信息。 - R0-R7是通用寄存器，可用于各种计算和数据存储。 - R8-R12在FIQ模式下有影子寄存器，用于特定用途。 - R13通常作为栈指针，但在特定模式下也可以作为通用寄存器使用。 - R14是链接寄存器，用于保存子程序的返回地址，也称为LR。 - R15是程序计数器（PC），存放当前执行指令的地址，并包含处理器状态信息。 2. **程序状态寄存器（PSR）**： - PSR用于存储处理器的状态信息，如条件码、中断禁止标志等，可以被特定指令修改。 3. **指令类型**： - 寄存器装载和存储指令：用于在内存和寄存器之间传输数据。 - 算术和逻辑指令：包括加、减、乘、除、逻辑与、或、非等操作。 - 移位操作：支持左移、右移和算术右移，用于位操作。 - 乘法指令：提供硬件乘法支持。 - 比较指令：如CMP和CMN，用于比较操作，修改条件码。 - 分支指令：如B和BL，用于程序流程控制。 - 条件执行：大部分指令可以有条件执行，根据PSR中的条件码决定是否执行。 - 软件中断指令：用于引发软件中断，如SWI。 - APCS（ARM过程调用标准）：定义了函数调用的约定，包括参数传递、返回值存储等。 4. **编写安全的32-bit代码的基本规则**： - 遵循最佳实践，例如正确保存和恢复寄存器，处理异常和中断时保存现场等。 5. **IEEE浮点指令**： - ARM指令集还包括对IEEE 754浮点数运算的支持，包括浮点加减乘除、转换等。 6. **汇编器伪指令**： - 伪指令是非最终机器码，但对汇编过程有用，如定义符号、分配内存、对齐等。 7. **指令格式**： - ARM指令通常采用固定长度的32位格式，包含操作码、操作数等信息。 了解这些基本概念后，开发者可以开始编写和理解ARM架构下的汇编代码，进行底层优化和系统级编程。学习ARM指令集对于嵌入式开发、驱动编写以及操作系统内核的理解至关重要。