ARM 汇编语言编程学习笔记（1）

0.1.Thumb指令集

Thumb指令集是ARM指令集的子集，其性能更低，但是代码密度更高，功耗更低。

Thumb指令集分为Thumb-1指令集和Thumb-2指令集，其中Thumb-1指令集是16位指令集，而Thumb-2指令集在Thumb-1的基础上增加了一些32位指令，其性能与ARM指令集类似。

0.2.Cortex-M0汇编语言基本格式

标号

助记符 操作数1, 操作数2, …                                       ;注释

//其中：

（1）标号：用作地址位置的参考，即符号地址

（2）助记符：指令的汇编符号表示

（3）操作数1：目的操作数

（4）操作数2：源操作数

（5）注释：不参与汇编

1. 寄存器访问指令：MOVE

（1）MOV指令

MOV <Rd>, #immed8         ;把立即数immed8（范围0~255）复制到寄存器Rd中

MOV <Rd>, <Rm>                    ;把寄存器Rm的内容复制到寄存器Rd中

//如：MOV R0, #0x31         ;把16进制立即数31复制到寄存器R0中

//如：MOV R0, R1              ;把寄存器R1的内容复制进R0中

（2）MOVS指令

MOVS <Rd>, <Rm>            ;执行MOV的同时更新APSR中标志Z和N的值

（3）MRS指令

MRS <Rd>, <SpecialReg>   ;把SpecialReg内容复制到寄存器Rd中

//如：MRS R1, CONTROL   ;将CONTROL寄存器的内容复制到寄存器R1中

//该指令不改变APSR中的标志位

（4）MSR指令

MRS <SpecialReg>, <Rd>   ;将Rd值复制到SpecialReg中

//该指令会更新APSR寄存器中的N、Z、C、V标志位

2. 存储器访问指令：LOAD

//该指令不改变APSR中的任何标志位

//注意指令后缀：S代表符号拓展；H代表半字（16位）；B代表一个字节（8位）

（1）LDR指令

//该指令用于寄存器从存储器那里读数据，取出的数据都是一个整字（32位）的长度。

LDR <Rt>, =立即数             ;把立即数的值直接加载到Rt中

LDR <Rt>, [<Rn>, <Rm>]    ;把[Rn+Rm]内容作为地址的存储器存的数据读出来送进Rn

LDR <Rt>, [<Rn>, #immed5]      ;读取地址为[Rn+(#immed5<<2)]的存储器中的数据

//注意：零拓展(#immed5<<2)表示立即数的第8位为0（范围0000000~1111111），且满足字对齐关系：

//#immed5 % 4=0（左移2位，空出的低位用0补全）

LDR <Rt>, [PC(SP), #immed8]     ;读取地址为[PC(SP)+(#immed8<<2)]的存储器数据

（2）LDRH指令

//功能和LDR指令一样，就是取出的数据都是一个半字（16位）的长度，然后把数据读取到目标寄存器中后，用零填充[31:16]位。

//需要注意的一句：

LDRH <Rt>, [<Rn>, #immed5]

//立即数：零拓展（#immed5<<1）的范围是000000~111111，且满足字对齐：/#immed5%2=0

（3）LDRB指令

//功能和LDR指令一样，就是取出的数据都是一个字节（8位）的长度，然后把数据读取到目标寄存器中后，用零填充[31:8]位。

//需要注意的一句：

LDRB <Rt>, [<Rn>, #immed5]

//立即数：零拓展（#immed5）的范围是00000~11111，不用满足字对齐。

（4）LDRSH指令和LDRSB指令

其指令后缀S表示符号拓展，其意义如下：

LDRSH指令操作数据长度16位（[15:0]），后面的字拓展由第15位决定：

第15位为1时，[31:16]补1；第15位为0时，[31:16]补0；

LDRSB指令操作数据长度8位（[7:0]），后面的字拓展由第7位决定：

第7位为1时，[31:8]补1；第7位为0时，[31:8]补0。

3. 存储器访问指令：STORE

该指令功能是把寄存器操作的数据存入对应地址的存储器当中，该指令不涉及任何的APSR操作。

（1）STR指令

STR <Rt>, [<Rn>,< Rm>]    ;把Rt中的整字数据存到[<Rn>+<Rm>]指向的存储器中

STR <Rt>, [<Rn>,#immed5] ;数据存到[<Rn>+零拓展(#immed5<<2)]指向的存储器中

STR <Rt>, [<SP>,#immed8] ;数据存到[SP+零拓展(#immed5<<2)]指向的存储器中

（2）STRH指令

//功能与STR指令类似，不过从寄存器中拿出的数据只有半字的长度，也就是16位。

STRH <Rt>, [<Rn>,< Rm>]  ;把Rt中的[15:0]存到[<Rn>+<Rm>]指向的存储器中

STRH <Rt>, [<Rn>,#immed5] ; 数据存到[<Rn>+零拓展(#immed5<<1)]指向的存储器中

（3）STRB指令

//功能与STR指令类似，不过从寄存器中拿出的数据只有一个字节的长度，也就是8位。

STRB <Rt>, [<Rn>,< Rm>]  ;把Rt中的[7:0]存到[<Rn>+<Rm>]指向的存储器中

STRB <Rt>, [<Rn>,#immed5] ; 数据存到[<Rn>+零拓展(#immed5)]指向的存储器中

4. 多数据访问指令：LDM和STM

（1）LDM指令：把存储器的内容加载到多个寄存器当中。

（2）LDMIA指令：把存储器的内容加载到多个寄存器当中，然后把Rn的值更新到最后一个地址+4的值。

（3）STMIA指令：把多个寄存器的内容保存在存储器中，然后把Rn的值递增到寄存器最后一个地址+4的值。

5. 堆栈操作指令：PUSH和POP

（1）PUSH指令：入栈，把一个/多个寄存器保存在堆栈当中，并且更新堆栈指针SP。

比如：PUSH { R0, R1, R2 }  

;把R0存到SP-4指向的堆栈空间中

;把R1存到SP-8指向的堆栈空间中

;把R2存到SP-12指向的堆栈空间中

;把SP-12作为SP的新值

（2）POP指令：入栈，把堆栈空间数据读取到存储器当中，并且更新堆栈指针SP。

比如：POP { R0, R1, R2 }    

;把R2存到SP指向的堆栈空间中

;把R1存到SP+4指向的堆栈空间中

;把R0存到SP+8指向的堆栈空间中

;把SP+12作为SP的新值

6. 算术运算指令 //略学

（1）加法指令ADD/ADC/ADR等

（2）减法指令SUB/SBC/RSB等

（3）乘法指令MUL

//以上三个都是指令后缀+S代表更新APSR中的各个标志位

（4）比较指令CMP/CMN

7. 逻辑操作指令 //略学

（1）逻辑与指令ANDS

（2）逻辑或指令ORRS

（3）逻辑异或指令EORS

（4）按位取反指令MVNS

（5）按位取反后逻辑与指令BICS

（6）逻辑与后不保存结果只更新APSR指令TST

8. 移位操作指令

//注意三种移位之间的区别：

①算术右移：右移后最后一位由右移前的最后一位补充

②逻辑右移：右移后最后一位由0补充

③循环右移：右移后最后一位由腾出来的右移前最低位补充

//注意移位操作后最后移出去的位（右移为最低位，左移为最高位）保存在APSR的C标志中

（1）算术右移指令ASRS

（2）逻辑右移指令LSRS

（3）循环右移指令RORS

（4）逻辑左移指令LSLS

9. 反序操作指令

（1）字节反序指令REV

（2）半字反序指令REV16

（3）低半字两字节反序指令REVSH

//REVSH指令进行反序后的高半字[31:16]由符号扩展的规则进行填充

10. 扩展操作指令

（1）符号扩展指令SXTB/SXTH

（2）零扩展指令UXTB/UXTH

11. 程序流控制指令

//跳转指令（使用某些条件）让程序跳转入对应指令地址执行指令，使程序可使用子程序、if-else、循环等行为级功能

（1）无条件跳转指令B

（2）有条件跳转指令B<cond><label>

//其他跳转指令就略了

//下面的指令就略看吧，等到看到程序里有了再翻翻资料查一查

12. 存储器屏蔽指令

（1）数据存储器屏蔽指令DMB

（2）数据同步屏蔽指令DSB

（3）指令同步屏蔽指令ISB

13. 异常相关指令

（1）触发SVC异常指令SVC

（2）使能/禁止中断指令CPS

14. 休眠相关指令

（1）WFI：该指令等待中断，停止执行程序直到中断到来或者处理器进入调试状态

（2）WFE：该指令等待事件，停止执行程序直到事件到来（由内部事件寄存器设置）或者处理器进入调试状态

（3）SEV：在多处理环境中，向所有处理器发送事件。

15. 其他指令

（1）空操作指令NOP：用于产生指令对齐，或者产生延迟

（2）断点指令BKPT

（3）任务停止指令YIELD