【ARM】A64指令介绍及内存屏障和寄存器

A64指令集介绍

ISA : Instruction System Architecture

指令集总结

跳转指令

使用跳转指令直接跳转，跳转指令有跳转指令B，带链接的跳转指令BL ，带状态切换的跳转指令BX。
B 跳转指令，跳转到指定的地址执行程序。
BL 带链接的跳转指令。指令将下一条指令的地址拷贝到R14(即LR)链接寄存器中，然后跳转到指定地址运行程序。
BX 带状态切换的跳转指令。跳转到Rm 指定的地址执行程序，若Rm 的位[0]为1，则跳转时自动将CPSR 中的标志T 置位，即把目标地址的代码解释为Thumb代码;若Rm 的位[0]为0，则跳转时自动将CPSR 中的标志T 复位，即把目标地址的代码解释为ARM代码
条件跳转指令 : 5个
• b.cond label
• cbz Xn|Wn, label
• cbnz Xn|Wn, label
• tbz Xn|Wn, #uimm6, label //如果Xn的第uimm的bit位位0，则跳转到label
• tbnz Xn|Wn, #uimm6, label

无条件跳转label指令 : 2个
• b label
• bl label
无条件跳转register指令 ： 3个
• br Xn
• blr Xn
• ret {Xn}

PC相对寻址

读取 PC 的方法是：PC 相对地址的指令（ADR, ADRP, literal load, and direct branches），以及branch-and-link指令(BL 和 BLR）会将PC地址存储在LR寄存器
• 修改程PC的方法是：
使用显式控制流指令：条件分支、无条件分支、异常生成和异常返回指令

• ADR指令
使用格式：adr register exper
编译时，首先会计算出当前PC到exper的偏移量#offset_to_exper
然后会用ADD或SUB指令，来替换这条指令；例如等效于:ADD register,PC,#offset_to_exper,register就是exper的地址；

• ADRP指令
使用格式：adrp register exper。编译时，首先会计算出当前PC到exper的偏移量#offset_to_exper，pc的低12位清零，然后加上偏移量，给register得到的地址，是含有label的4KB对齐内存区域的base地址；

系统操作指令

cache操作

地址翻译

内存访问指令

• Load-Store Single Register 单寄存器读写
• Load-Store Single Register (unscaled offset) offset为-256 ~ +256对齐读写
• Load Single Register (pc-relative, literal load)
• Load-Store Pair 双寄存器读写
• Load-Store Non-temporal Pair 直接读写外存，跳过cache
• Load-Store Unprivileged 以EL0身份读写
• Load-Store Exclusive 独占访问指
• Load-Acquire / Store-Release – 单项屏障指令-One-way barriers
• Prefetch Memory

Load-Store Single Register 单寄存器读写

• LDR Wt, addr //从由 addr 寻址的内存中加载一个字到 Wt
• LDR Xt, addr
• LDRB Wt, addr //从由 addr 寻址的内存中加载一个字节到 Wt，然后zero-extends it to Wt
• LDRSB Wt, addr //从