arm汇编指令有哪些字段(arm汇编跳转指令)

ARM汇编指令的基本结构

ARM指令集是一种RISC架构，其中每个指令都是32位长，并由以下几个字段组成：

• 操作码(OpCode)：用于指定指令的类型和功能。
• 寄存器(Rd, Rn, Rm等)：用于指定操作数和执行指令的寄存器。ARM体系结构中的寄存器由R0-R15编号，其余程序状态寄存器则用不同的名字和编号进行访问。
• 立即数或偏移量(immediate/offset)：用于添加常量或变量值计算的指令。
• 位移量(shift amount)：用于移位操作指定的数量。
• 条件(Condition)：用于指示指令是否应该执行。
• 标记(Symbol)：用于指定指令的目标地址。

下面我们将详细解释其中每个字段的作用和用途，以帮助您更好地了解ARM汇编指令的工作方式。

操作码(OpCode)

操作码(OpCode)是ARM汇编指令中最重要的字段之一。它用于指定指令的类型、操作数和操作方式。在ARM指令集中，每个指令都有一个唯一的操作码，因此可以让CPU正确地区分不同的指令。ARM汇编指令中的操作码通常用 8位十六进制数表示，它们被编码为指令的低位字节。例如，一条ARM指令可能是：

  MOV R0, #7

这条指令中的操作码是0x3A，它指示CPU将一个立即数7写入寄存器R0中。在这个例子中，操作码0x3A对应于MOV指令。因此，即使操作数不同，不同的MOV指令也会共享相同的操作码。

寄存器(Rd, Rn, Rm等)

寄存器(Rd、Rn、Rm等)是ARM汇编指令的另一个重要字段。它们用于指定操作数和执行指令的寄存器。ARM指令集中的寄存器编号从R0-R15，其中R0-R12是通用寄存器，R13被称为堆栈指针(SP)，R14被称为链接寄存器(LR)，R15被称为程序计数器(PC)。有些指令还使用程序状态寄存器（PSR、SPSR等）以控制程序状态或标志。

在执行ARM指令时，寄存器通常用于存储指令中的操作数或偏移量。例如，以下ARM指令将寄存器R1的值乘以2，并将结果存储在R2中：

  ADD R2, R1, R1

在此示例中，R1，R2以及ADD操作码被编码为指令中的操作数和字段。ADD指令需要三个操作数，其中两个是输入操作数（在此例中是R1和R1），另一个是输出操作数（在此例中是R2）。汇编器将这三个寄存器的编号和操作码编码为32位指令，并将结果存储在内存中。

立即数或偏移量(immediate/offset)

立即数或偏移量(immediate/offset)字段用于添加常量或变量值计算的指令。立即数可由无符号十进制、十六进制或二进制数表示，而偏移量则通常是相对于寄存器的位置的一个偏移值。

立即数和偏移量通常用于表示跳转/分支指令中的相对地址或在数据处理指令中执行的操作数。例如，以下MOV指令将立即数5写入寄存器R0中：

  MOV R0, #5

在这个例子中，操作码MOV指示CPU将立即数5写入寄存器R0中。此立即数是指令中的字段。

以下是一个使用偏移量的例子。该指令用于将R1中存储的值加上1，并将结果存储回R1中：

  ADD R1, R1, #1

这个例子中的偏移量#1被加到寄存器R1的当前值上，并将结果存储回R1中。

位移量(shift amount)

位移量(shift amount)字段表示在移位操作中应该移动的位数，比如左移或右移指令。位移量字段通常出现在数据处理指令（如ADD、SUB、AND、OR等）中，以指定要移动多少位。

以下是一个使用位移操作的例子。该指令将寄存器R1的内容左移2位，并将结果存储回R2中：

  MOV R2, R1, LSL #2

在这个例子中，LSL字段指示CPU将寄存器R1的值左移2位，并将结果存储在寄存器R2中。

条件(Condition)字段

条件(Condition)字段表示指令是否应该执行。在ARM指令集中，每条指令都可选择使用当前状态寄存器的标志或条件码来判断执行或不执行指令。条件就通过理解程序状态寄存器以及在算术或逻辑运算期间设置标志位来完成。

例如，以下指令只会在Z标志被设置时执行：

  BEQ label

在上面的例子中，指令BEQ用于判断标志寄存器中的零标志是否被设置为1。如果是，指令将跳转到指定的“label”地址。

标记(Symbol)字段

标记(Symbol)字段用于指定指令执行的目标地址。目标地址可以是直接指定的内存地址、寄存器地址、偏移量，或基于特定命名空间的符号。在ARM汇编指令中，符号通常用于简化地址计算和减少错误。

例如，以下指令跳转到指定的“myFunc”地址：

  B myFunc??????/* Branch unconditionally to myFunc */
myFunc:
  .....
  .....

在上面的例子中，“B”指令通过myFunc符号跳转到目标地址，而“myFunc”标记表示在该地址处定义了一个函数或代码段。

结论

了解ARM汇编指令的基本结构和各个字段的作用和用途尤为重要，这有助于为ARM嵌入式系统进行底层编程和调试。ARM指令集中的各种功能和字段可以帮助开发人员实现从基本的算术和逻辑操作到更复杂的高级功能，如跳转、分支、流程控制、异常处理等。无论是初学者还是有经验的编程人员，了解ARM汇编指令的基本结构和各个字段，都是理解和使用ARM汇编指令的绝佳方式。