ARM體系結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)3
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ARM體系結(jié)構(gòu)包含1個當前程序狀態(tài)寄存器（CPSR）和5個各份的程序狀態(tài)寄存器（SPSRs）。使用MSR和MRS指令來設(shè)置和讀取這些寄存器。
本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/201611/319366.htm當前程序狀態(tài)寄存器（CPSR），持有關(guān)于當前處理器狀態(tài)的信息。其他5個各份的程序狀態(tài)寄存器（SPSR），每個特權(quán)模式都有一個，持有完成在這個模式下的例外處理時處理器必須返回的關(guān)于狀態(tài)的信息。
SPSR用來進行異常處理，其功能包括：
?。?）保存ALU中的當前操作信息。
?。?）控制允許和禁止中斷。
?。?）設(shè)置處理器的運行模式。
程序狀態(tài)寄存器的每一位的安排如圖所示。
圖程序狀態(tài)寄存器格式
1．條件碼標志（Condition Code Flags）
N、Z、C、V均為條件碼標志位。它們的內(nèi)容可被算術(shù)或邏輯運算的結(jié)果所改變，并且可以決定某條指令是否被執(zhí)行。
在ARM狀態(tài)下，絕大多數(shù)的指令都是有條件執(zhí)行的；在Thumb狀態(tài)下，僅有分支指令是有條件執(zhí)行的。條件碼標志位的各位具體含義如表1所示。
表1 條件碼標志位的具體含義
2．控制位
PSR的低8位（包括I、F、T和M［4∶0］）稱為控制位，當發(fā)生異常時這些位可以被改變。如果處理器運行特權(quán)模式，那么這些位也可以由程序修改。
?。?）中斷禁止位I、F。
·I=1，禁止IRQ中斷；
·F=1，禁止FIQ中斷。
?。?）T標志位：該位反映處理器的運行狀態(tài)。
·對于ARM體系結(jié)構(gòu)v5及以上版本的T系列處理器，當該位為l時，程序運行于Thumb狀態(tài)，否則運行于ARM狀態(tài)。
·對于ARM體系結(jié)構(gòu)v5及以上版本的非T系列處理器，當該位為1時，執(zhí)行下一條指令以引起位定義的指令異常；當該位為0時，表示運行于ARM狀態(tài)。
（3）運行模式位M［4∶0］：MO、M1、M2、M3、M4是模式位，這些位決定了處理器的運行模式。具體含義如表2所示。圖片加載中......
表2 運行模式位M［4∶0］的具體含義
由表2可知，并不是所有的運行模式位的組合都是有效的，其他的組合結(jié)果會導(dǎo)致處理器進入一個不可恢復(fù)的狀態(tài)。
3.保留位
PSR中的其余位為保留位，當改變PSR中的條件碼標志位或者控制位時，保留位不要改變，在程序中也不要使用保留位來存儲數(shù)據(jù)。保留位將用于ARM版本的擴展。
匯編指令大全：一、數(shù)據(jù)傳輸指令
───────────────────────────────────────
它們在存貯器和寄存器、寄存器和輸入輸出端口之間傳送數(shù)據(jù).
1. 通用數(shù)據(jù)傳送指令.
MOV 傳送字或字節(jié).
MOVSX 先符號擴展,再傳送.
MOVZX 先零擴展,再傳送.
PUSH 把字壓入堆棧.
POP 把字彈出堆棧.
PUSHA 把AX,CX,DX,BX,SP,BP,SI,DI依次壓入堆棧.
POPA 把DI,SI,BP,SP,BX,DX,CX,AX依次彈出堆棧.
PUSHAD 把EAX,ECX,EDX,EBX,ESP,EBP,ESI,EDI依次壓入堆棧.
POPAD 把EDI,ESI,EBP,ESP,EBX,EDX,ECX,EAX依次彈出堆棧.
BSWAP 交換32位寄存器里字節(jié)的順序
XCHG 交換字或字節(jié).( 至少有一個操作數(shù)為寄存器,段寄存器不可作為操作數(shù))
CMPXCHG 比較并交換操作數(shù).( 第二個操作數(shù)必須為累加器AL/AX/EAX )
XADD 先交換再累加.( 結(jié)果在第一個操作數(shù)里 )
XLAT 字節(jié)查表轉(zhuǎn)換.
── BX 指向一張 256 字節(jié)的表的起點, AL 為表的索引值 (0-255,即
0-FFH); 返回 AL 為查表結(jié)果. ( [BX+AL]->AL )
2. 輸入輸出端口傳送指令.
IN I/O端口輸入. ( 語法: IN 累加器, {端口號│DX} )
OUT I/O端口輸出. ( 語法: OUT {端口號│DX},累加器 )
輸入輸出端口由立即方式指定時, 其范圍是 0-255; 由寄存器 DX 指定時,
其范圍是 0-65535.
3. 目的地址傳送指令.
LEA 裝入有效地址.
例: LEA DX,string ;把偏移地址存到DX.
LDS 傳送目標指針,把指針內(nèi)容裝入DS.
例: LDS SI,string ;把段地址:偏移地址存到DS:SI.
LES 傳送目標指針,把指針內(nèi)容裝入ES.
例: LES DI,string ;把段地址:偏移地址存到ES:DI.
LFS 傳送目標指針,把指針內(nèi)容裝入FS.
例: LFS DI,string ;把段地址:偏移地址存到FS:DI.
LGS 傳送目標指針,把指針內(nèi)容裝入GS.
例: LGS DI,string ;把段地址:偏移地址存到GS:DI.
LSS 傳送目標指針,把指針內(nèi)容裝入SS.
例: LSS DI,string ;把段地址:偏移地址存到SS:DI.
4. 標志傳送指令.
LAHF 標志寄存器傳送,把標志裝入AH.
SAHF 標志寄存器傳送,把AH內(nèi)容裝入標志寄存器.
PUSHF 標志入棧.
POPF 標志出棧.
PUSHD 32位標志入棧.
POPD 32位標志出棧.
二、算術(shù)運算指令
───────────────────────────────────────
ADD 加法.
ADC 帶進位加法.
INC 加 1.
AAA 加法的ASCII碼調(diào)整.
DAA 加法的十進制調(diào)整.
SUB 減法.
SBB 帶借位減法.
DEC 減 1.
NEC 求反(以 0 減之).
CMP 比較.(兩操作數(shù)作減法,僅修改標志位,不回送結(jié)果).
AAS 減法的ASCII碼調(diào)整.
DAS 減法的十進制調(diào)整.
MUL 無符號乘法.
IMUL 整數(shù)乘法.
以上兩條,結(jié)果回送AH和AL(字節(jié)運算),或DX和AX(字運算),
AAM 乘法的ASCII碼調(diào)整.
DIV 無符號除法.
IDIV 整數(shù)除法.
以上兩條,結(jié)果回送:
商回送AL,余數(shù)回送AH, (字節(jié)運算);
或 商回送AX,余數(shù)回送DX, (字運算).
AAD 除法的ASCII碼調(diào)整.
CBW 字節(jié)轉(zhuǎn)換為字. (把AL中字節(jié)的符號擴展到AH中去)
CWD 字轉(zhuǎn)換為雙字. (把AX中的字的符號擴展到DX中去)
CWDE 字轉(zhuǎn)換為雙字. (把AX中的字符號擴展到EAX中去)
CDQ 雙字擴展. (把EAX中的字的符號擴展到EDX中去)
三、邏輯運算指令
───────────────────────────────────────
AND 與運算.
or 或運算.
XOR 異或運算.
NOT 取反.
TEST 測試.(兩操作數(shù)作與運算,僅修改標志位,不回送結(jié)果).
SHL 邏輯左移.
SAL 算術(shù)左移.(=SHL)
SHR 邏輯右移.
SAR 算術(shù)右移.(=SHR)
ROL 循環(huán)左移.
ROR 循環(huán)右移.
RCL 通過進位的循環(huán)左移.
RCR 通過進位的循環(huán)右移.
以上八種移位指令,其移位次數(shù)可達255次.
移位一次時, 可直接用操作碼. 如 SHL AX,1.
移位>1次時, 則由寄存器CL給出移位次數(shù).
如 MOV CL,04
SHL AX,CL
四、串指令
───────────────────────────────────────
DS:SI 源串段寄存器 :源串變址.
ES:DI 目標串段寄存器:目標串變址.
CX 重復(fù)次數(shù)計數(shù)器.
AL/AX 掃描值.
D標志 0表示重復(fù)操作中SI和DI應(yīng)自動增量; 1表示應(yīng)自動減量.
Z標志 用來控制掃描或比較操作的結(jié)束.
MOVS 串傳送.
( MOVSB 傳送字符. MOVSW 傳送字. MOVSD 傳送雙字. )
CMPS 串比較.
( CMPSB 比較字符. CMPSW 比較字. )
SCAS 串掃描.
把AL或AX的內(nèi)容與目標串作比較,比較結(jié)果反映在標志位.
LODS 裝入串.
把源串中的元素(字或字節(jié))逐一裝入AL或AX中.
( LODSB 傳送字符. LODSW 傳送字. LODSD 傳送雙字. )
STOS 保存串.
是LODS的逆過程.
REP 當CX/ECX<>0時重復(fù).
REPE/REPZ 當ZF=1或比較結(jié)果相等,且CX/ECX<>0時重復(fù).
REPNE/REPNZ 當ZF=0或比較結(jié)果不相等,且CX/ECX<>0時重復(fù).
REPC 當CF=1且CX/ECX<>0時重復(fù).
REPNC 當CF=0且CX/ECX<>0時重復(fù).
五、程序轉(zhuǎn)移指令
───────────────────────────────────────
1>無條件轉(zhuǎn)移指令 (長轉(zhuǎn)移)
JMP 無條件轉(zhuǎn)移指令
CALL 過程調(diào)用
RET/RETF過程返回.
2>條件轉(zhuǎn)移指令 (短轉(zhuǎn)移,-128到+127的距離內(nèi))
( 當且僅當(SF XOR OF)=1時,OP1
JA/JNBE 不小于或不等于時轉(zhuǎn)移.
JAE/JNB 大于或等于轉(zhuǎn)移.
JB/JNAE 小于轉(zhuǎn)移.
JBE/JNA 小于或等于轉(zhuǎn)移.
以上四條,測試無符號整數(shù)運算的結(jié)果(標志C和Z).
JG/JNLE 大于轉(zhuǎn)移.
JGE/JNL 大于或等于轉(zhuǎn)移.
JL/JNGE 小于轉(zhuǎn)移.
JLE/JNG 小于或等于轉(zhuǎn)移.
以上四條,測試帶符號整數(shù)運算的結(jié)果(標志S,O和Z).
JE/JZ 等于轉(zhuǎn)移.
JNE/JNZ 不等于時轉(zhuǎn)移.
JC 有進位時轉(zhuǎn)移.
JNC 無進位時轉(zhuǎn)移.
JNO 不溢出時轉(zhuǎn)移.
JNP/JPO 奇偶性為奇數(shù)時轉(zhuǎn)移.
JNS 符號位為 "0" 時轉(zhuǎn)移.
JO 溢出轉(zhuǎn)移.
JP/JPE 奇偶性為偶數(shù)時轉(zhuǎn)移.
JS 符號位為 "1" 時轉(zhuǎn)移.
3>循環(huán)控制指令(短轉(zhuǎn)移)
LOOP CX不為零時循環(huán).
LOOPE/LOOPZ CX不為零且標志Z=1時循環(huán).
LOOPNE/LOOPNZ CX不為零且標志Z=0時循環(huán).
JCXZ CX為零時轉(zhuǎn)移.
JECXZ ECX為零時轉(zhuǎn)移.
4>中斷指令
INT 中斷指令
INTO 溢出中斷
IRET 中斷返回
5>處理器控制指令
HLT 處理器暫停, 直到出現(xiàn)中斷或復(fù)位信號才繼續(xù).
WAIT 當芯片引線TEST為高電平時使CPU進入等待狀態(tài).
ESC 轉(zhuǎn)換到外處理器.
LOCK 封鎖總線.
NOP 空操作.
STC 置進位標志位.
CLC 清進位標志位.
CMC 進位標志取反.
STD 置方向標志位.
CLD 清方向標志位.
STI 置中斷允許位.
CLI 清中斷允許位.
六、偽指令
───────────────────────────────────────
DW 定義字(2字節(jié)).
PROC 定義過程.
ENDP 過程結(jié)束.
SEGMENT 定義段.
ASSUME 建立段寄存器尋址.
ENDS 段結(jié)束.
END 程序結(jié)束.
七、處理機控制指令：
標志處理指令 CLC（進位位置0指令）
CMC（進位位求反指令）
STC（進位位置為1指令）
CLD（方向標志置1指令）
STD（方向標志位置1指令）
CLI（中斷標志置0指令）
STI（中斷標志置1指令）
NOP（無操作）
HLT（停機）
WAIT（等待）
ESC（換碼）
LOCK（封鎖）
───────────────────────────────────────
它們在存貯器和寄存器、寄存器和輸入輸出端口之間傳送數(shù)據(jù).
1. 通用數(shù)據(jù)傳送指令.
MOV 傳送字或字節(jié).
MOVSX 先符號擴展,再傳送.
MOVZX 先零擴展,再傳送.
PUSH 把字壓入堆棧.
POP 把字彈出堆棧.
PUSHA 把AX,CX,DX,BX,SP,BP,SI,DI依次壓入堆棧.
POPA 把DI,SI,BP,SP,BX,DX,CX,AX依次彈出堆棧.
PUSHAD 把EAX,ECX,EDX,EBX,ESP,EBP,ESI,EDI依次壓入堆棧.
POPAD 把EDI,ESI,EBP,ESP,EBX,EDX,ECX,EAX依次彈出堆棧.
BSWAP 交換32位寄存器里字節(jié)的順序
XCHG 交換字或字節(jié).( 至少有一個操作數(shù)為寄存器,段寄存器不可作為操作數(shù))
CMPXCHG 比較并交換操作數(shù).( 第二個操作數(shù)必須為累加器AL/AX/EAX )
XADD 先交換再累加.( 結(jié)果在第一個操作數(shù)里 )
XLAT 字節(jié)查表轉(zhuǎn)換.
── BX 指向一張 256 字節(jié)的表的起點, AL 為表的索引值 (0-255,即
0-FFH); 返回 AL 為查表結(jié)果. ( [BX+AL]->AL )
2. 輸入輸出端口傳送指令.
IN I/O端口輸入. ( 語法: IN 累加器, {端口號│DX} )
OUT I/O端口輸出. ( 語法: OUT {端口號│DX},累加器 )
輸入輸出端口由立即方式指定時, 其范圍是 0-255; 由寄存器 DX 指定時,
其范圍是 0-65535.
3. 目的地址傳送指令.
LEA 裝入有效地址.
例: LEA DX,string ;把偏移地址存到DX.
LDS 傳送目標指針,把指針內(nèi)容裝入DS.
例: LDS SI,string ;把段地址:偏移地址存到DS:SI.
LES 傳送目標指針,把指針內(nèi)容裝入ES.
例: LES DI,string ;把段地址:偏移地址存到ES:DI.
LFS 傳送目標指針,把指針內(nèi)容裝入FS.
例: LFS DI,string ;把段地址:偏移地址存到FS:DI.
LGS 傳送目標指針,把指針內(nèi)容裝入GS.
例: LGS DI,string ;把段地址:偏移地址存到GS:DI.
LSS 傳送目標指針,把指針內(nèi)容裝入SS.
例: LSS DI,string ;把段地址:偏移地址存到SS:DI.
4. 標志傳送指令.
LAHF 標志寄存器傳送,把標志裝入AH.
SAHF 標志寄存器傳送,把AH內(nèi)容裝入標志寄存器.
PUSHF 標志入棧.
POPF 標志出棧.
PUSHD 32位標志入棧.
POPD 32位標志出棧.
二、算術(shù)運算指令
───────────────────────────────────────
ADD 加法.
ADC 帶進位加法.
INC 加 1.
AAA 加法的ASCII碼調(diào)整.
DAA 加法的十進制調(diào)整.
SUB 減法.
SBB 帶借位減法.
DEC 減 1.
NEC 求反(以 0 減之).
CMP 比較.(兩操作數(shù)作減法,僅修改標志位,不回送結(jié)果).
AAS 減法的ASCII碼調(diào)整.
DAS 減法的十進制調(diào)整.
MUL 無符號乘法.
IMUL 整數(shù)乘法.
以上兩條,結(jié)果回送AH和AL(字節(jié)運算),或DX和AX(字運算),
AAM 乘法的ASCII碼調(diào)整.
DIV 無符號除法.
IDIV 整數(shù)除法.
以上兩條,結(jié)果回送:
商回送AL,余數(shù)回送AH, (字節(jié)運算);
或 商回送AX,余數(shù)回送DX, (字運算).
AAD 除法的ASCII碼調(diào)整.
CBW 字節(jié)轉(zhuǎn)換為字. (把AL中字節(jié)的符號擴展到AH中去)
CWD 字轉(zhuǎn)換為雙字. (把AX中的字的符號擴展到DX中去)
CWDE 字轉(zhuǎn)換為雙字. (把AX中的字符號擴展到EAX中去)
CDQ 雙字擴展. (把EAX中的字的符號擴展到EDX中去)
三、邏輯運算指令
───────────────────────────────────────
AND 與運算.
or 或運算.
XOR 異或運算.
NOT 取反.
TEST 測試.(兩操作數(shù)作與運算,僅修改標志位,不回送結(jié)果).
SHL 邏輯左移.
SAL 算術(shù)左移.(=SHL)
SHR 邏輯右移.
SAR 算術(shù)右移.(=SHR)
ROL 循環(huán)左移.
ROR 循環(huán)右移.
RCL 通過進位的循環(huán)左移.
RCR 通過進位的循環(huán)右移.
以上八種移位指令,其移位次數(shù)可達255次.
移位一次時, 可直接用操作碼. 如 SHL AX,1.
移位>1次時, 則由寄存器CL給出移位次數(shù).
如 MOV CL,04
SHL AX,CL
四、串指令
───────────────────────────────────────
DS:SI 源串段寄存器 :源串變址.
ES:DI 目標串段寄存器:目標串變址.
CX 重復(fù)次數(shù)計數(shù)器.
AL/AX 掃描值.
D標志 0表示重復(fù)操作中SI和DI應(yīng)自動增量; 1表示應(yīng)自動減量.
Z標志 用來控制掃描或比較操作的結(jié)束.
MOVS 串傳送.
( MOVSB 傳送字符. MOVSW 傳送字. MOVSD 傳送雙字. )
CMPS 串比較.
( CMPSB 比較字符. CMPSW 比較字. )
SCAS 串掃描.
把AL或AX的內(nèi)容與目標串作比較,比較結(jié)果反映在標志位.
LODS 裝入串.
把源串中的元素(字或字節(jié))逐一裝入AL或AX中.
( LODSB 傳送字符. LODSW 傳送字. LODSD 傳送雙字. )
STOS 保存串.
是LODS的逆過程.
REP 當CX/ECX<>0時重復(fù).
REPE/REPZ 當ZF=1或比較結(jié)果相等,且CX/ECX<>0時重復(fù).
REPNE/REPNZ 當ZF=0或比較結(jié)果不相等,且CX/ECX<>0時重復(fù).
REPC 當CF=1且CX/ECX<>0時重復(fù).
REPNC 當CF=0且CX/ECX<>0時重復(fù).
五、程序轉(zhuǎn)移指令
───────────────────────────────────────
1>無條件轉(zhuǎn)移指令 (長轉(zhuǎn)移)
JMP 無條件轉(zhuǎn)移指令
CALL 過程調(diào)用
RET/RETF過程返回.
2>條件轉(zhuǎn)移指令 (短轉(zhuǎn)移,-128到+127的距離內(nèi))
( 當且僅當(SF XOR OF)=1時,OP1
JA/JNBE 不小于或不等于時轉(zhuǎn)移.
JAE/JNB 大于或等于轉(zhuǎn)移.
JB/JNAE 小于轉(zhuǎn)移.
JBE/JNA 小于或等于轉(zhuǎn)移.
以上四條,測試無符號整數(shù)運算的結(jié)果(標志C和Z).
JG/JNLE 大于轉(zhuǎn)移.
JGE/JNL 大于或等于轉(zhuǎn)移.
JL/JNGE 小于轉(zhuǎn)移.
JLE/JNG 小于或等于轉(zhuǎn)移.
以上四條,測試帶符號整數(shù)運算的結(jié)果(標志S,O和Z).
JE/JZ 等于轉(zhuǎn)移.
JNE/JNZ 不等于時轉(zhuǎn)移.
JC 有進位時轉(zhuǎn)移.
JNC 無進位時轉(zhuǎn)移.
JNO 不溢出時轉(zhuǎn)移.
JNP/JPO 奇偶性為奇數(shù)時轉(zhuǎn)移.
JNS 符號位為 "0" 時轉(zhuǎn)移.
JO 溢出轉(zhuǎn)移.
JP/JPE 奇偶性為偶數(shù)時轉(zhuǎn)移.
JS 符號位為 "1" 時轉(zhuǎn)移.
3>循環(huán)控制指令(短轉(zhuǎn)移)
LOOP CX不為零時循環(huán).
LOOPE/LOOPZ CX不為零且標志Z=1時循環(huán).
LOOPNE/LOOPNZ CX不為零且標志Z=0時循環(huán).
JCXZ CX為零時轉(zhuǎn)移.
JECXZ ECX為零時轉(zhuǎn)移.
4>中斷指令
INT 中斷指令
INTO 溢出中斷
IRET 中斷返回
5>處理器控制指令
HLT 處理器暫停, 直到出現(xiàn)中斷或復(fù)位信號才繼續(xù).
WAIT 當芯片引線TEST為高電平時使CPU進入等待狀態(tài).
ESC 轉(zhuǎn)換到外處理器.
LOCK 封鎖總線.
NOP 空操作.
STC 置進位標志位.
CLC 清進位標志位.
CMC 進位標志取反.
STD 置方向標志位.
CLD 清方向標志位.
STI 置中斷允許位.
CLI 清中斷允許位.
六、偽指令
───────────────────────────────────────
DW 定義字(2字節(jié)).
PROC 定義過程.
ENDP 過程結(jié)束.
SEGMENT 定義段.
ASSUME 建立段寄存器尋址.
ENDS 段結(jié)束.
END 程序結(jié)束.
七、處理機控制指令：
標志處理指令 CLC（進位位置0指令）
CMC（進位位求反指令）
STC（進位位置為1指令）
CLD（方向標志置1指令）
STD（方向標志位置1指令）
CLI（中斷標志置0指令）
STI（中斷標志置1指令）
NOP（無操作）
HLT（停機）
WAIT（等待）
ESC（換碼）
LOCK（封鎖）
匯編指令條件嗎：
| 操作碼 | |||
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