ARM V7指令集速查表详解：关键操作与标志
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更新于2024-09-12
2
收藏 293KB PDF 举报 ARM V7指令集速查表提供了一个全面的指南，涵盖了ARM和Thumb-2架构的核心元素，以便开发人员在设计和实现基于ARM平台的软件时快速查阅和理解。该表格的关键部分包括：
1. **Rm** 和 `<opsh>`：这些指示了操作数的来源和可能的操作，如可以是表中的寄存器（`<reglist>`），也可以是一个可选的移位值（`Rs|sh`），并且可能会有移位类型的要求。
2. **<reglist>**：这个标签用于表示一系列可以使用的寄存器，但需要注意的是，`PC`不能直接用作<reglist>，而在某些特定上下文中，如`<reglist+PC>`，它会被包含。
3. **Flags**：如`nzcvq`和`g`，这些是寄存器PSR（程序状态寄存器）中的标志位，用于表示算术逻辑单元（ALU）操作的结果和SIMDGE标志。在不同版本的ARM体系结构中，这些标志的行为可能有所变化。
4. **<fields>**：这部分通常涉及寄存器中的特定字段，如在APSR、CPSR或SPSR中的PSR字段。
5. **移位操作**：对寄存器进行移位操作时，需遵循特定的移位类型规则，且移位操作仅适用于`Operand2`。
6. **中断标记** (`<iflags>`)：指示了中断类型，如中止（`a`）、中断（`i`）、快速中断（`f`），以及半寄存器的选择（`B`、`T`）。
7. **处理器模式** (`<p_mode>`)：指定了执行指令的处理器工作模式，如ARM或Thumb状态下的内存访问行为。
8. **立即数和偏移量**：如`imm8m`用于生成32位的ARM常数，通过循环右移偶数位，而Thumb模式下的偏移量可能是通过左移生成的。
9. **地址计算**：`<lsb>`表示最低有效位，`<width>`定义位域宽度，`<prefix>`可能用于并行指令的扩展，而`{IA|IB|DA|DB}`用于描述地址修改操作。
10. **条件标记更新**：`{S}`标志用于标记条件控制，当设置时会更新指令执行后的条件状态。
11. **数据类型** (`<size>`)：指示操作的数据宽度，如字节（B）、有符号字节（SB）、半字（H）和有符号半字（SH）。
此速查表对于深入理解ARM V7指令集的细节，以及优化代码性能、确保正确使用各种指令的条件和限制，具有很高的实用价值。无论是系统程序员还是嵌入式开发者，掌握这个工具都能提升工作效率。
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
<reglist>
以逗号隔开的寄存器列表，括在大括号 { 和 } 内。
<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-PC>
作为 <reglist>，不能包含 PC。
<fields>
请参阅表
PSR 字段。
<reglist+PC>
作为 <reglist>，包 含 PC。
<PSR>
APSR（应用程序状态寄存器）、CPSR（当前处理器状态寄存器）或 SPSR（保存的处理器状态寄存
器）
<flags>
nzcvq（ALU 标记 PSR[31:27]）或 g（SIMD GE 标记 PSR[19:16]）
C*，V* 在体系结构 v4 及更早版本中，标记不可预知；在体系结构 v5 及以后版本中，标记保持不变。
§
请参阅表 ARM 体系结构版本。
<Rs|sh>
可为 Rs 或一个立即数移位值。 每种移位类型的允许值与
+/-
+ 或 –。 （+ 可省略。）
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 <= 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
§
汇编器 S 更新 操作 说明
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
地址 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>
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>
NZCV
PC = LR – imm8，CPSR = SPSR（当前模式），imm8 的范围为 0-255。
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> 的范围为 0-15。
Q
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