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05.指令篇-数据处理指令

05.指令篇-数据处理指令

作者: 秦砖 | 来源:发表于2016-09-17 12:23 被阅读140次

    数据处理指令大致可以分成三类:数据传送指令、比较指令、逻辑运算指令。下面就这几种指令作简单的介绍与分析。

    数据传送指令

    • 最常用的就是MOV指令了,语法格式如下:
    MOV{<cond>}{S} <Rd>, <shifter_operand>
    

    MOV指令将<shifter_operand>表示的数据传送到目标寄存器Rd中,若指令中带有S标志,则根据操作结果更新CPSR中的N、Z、C位。

    • MVN传送指令
    MVN{<cond>}{S} <Rd>, <shifter_operand>
    

    与MOV指令类似,MVN表示将数据的反码传送到目标寄存器,并根据情况更新CPSR中的N、Z、C位。

    • MRS指令
    MRS{<cond>} <Rd>, CPSR
    

    从指令语法中,我们能够猜测出该指令是对CPSR寄存器进行操作的指令,它的主要功能是将状态寄存器中的内容传送到能用寄存器中。

    • MSR指令
    MSR<cond> CPSR_<fields>, <shifter_operand>
    MSR<cond> SPSR_<fields>, <shifter_operand>
    

    <fields>指的是状态寄存器中需要操作的位。状态寄存器的32位可以分为4个8位的域:0-7位为控件位域,用c表示,8-15位为扩展位域,用x表示,16-23位为状态位域,用s表示,24-31位为条件标志位域,用f表示。
    MSR指令的功能是将数据传送到状态寄存器中。MSR与MRS指令通过读出-修改-写回操作,用于恢复或者改变状态寄存器的内容。

    MRS R0, CPSR           ;读取CPSR
    BIC R0, R0, #0x1F      ;修改,去除当前处理器模式
    ORR R0, R0, #0x13      ;修改,设置特权模式
    MSR CPSR_c, R0         ;写回,仅仅修改CPSR中的控制位域
    
    • BIC位清除指令
    BIC{<cond>}{S} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>
    

    BIC指令将<shifter_operand>表示的数值与寄存器<Rn>的值的反码按位做逻辑与操作,并把结果保存到目标寄存器<Rd>中。

    比较指令

    • CMP比较指令
    CMP{<cond>} <Rn>, <shifter_operand>
    

    CMP指令从寄存器Rn中减去<shifter_operand>表示的数值,根据操作的结果更新CPSR中的相应的条件标志位,后面的指令就可以根据CPSR中相应的位来判断是否执行了。

    • CMN基于相反数的比较指令
    CMN{<cond>} <Rn>, <shifter_operand>
    

    CMN指令将寄存器Rn中的值加上<shifter_operand>表示的数值,根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。与CMP指令相比,就可以理解CMN为什么叫基于相反数的比较指令了。

    • TST位测试指令
    TST{<cond>} <Rn>, <shifter_operand>
    

    TST指令将<shifter_operand>表示的数值与Rn中的值按位做逻辑与运算,根据操作的结果更新CPSR中的条件标识位。TST指令通常用于测试寄存器中某些位是1还是0.

    • TEQ相等测试指令
    TEQ{<cond>} <Rn>, <shifter_operand>
    

    TEQ指令将<shifter_operand>表示的数值与寄存器<Rn>的值做逻辑异或操作,根据操作的结果更新CPSR中的条件标志位。TEQ通常用于比较两个数是否相等,与CMP/CMN操作相比,TEQ操作通常不影响CPSR中的V、C位。

    算术逻辑指令

    算术指令

    • 加法指令
    ADD{<cond>}{S} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>  ;加法指令
    ADC{<cond>}{S} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>  ;带位加法指令
    

    ADD指令将Rn中的值与<shifter_operand>表示的值相加,并将结果保存到目标寄存器Rd中。
    ADC指令将Rn中的值与<shifter_operand>表示的值相加,再加上CPSR中的C条件标志位的值,并将结果保存到目标寄存器<Rd>中。
    ADD指令与ADC指令联合使用,可以实现两个64位的操作数据相加,代码如下:

    ADDS R4, R0, R2    ;两个64位数R1R0与R3R2,先将两个数的低位相加,结果保存在R4中,如有进位,保存在CPSR的C位中
    ADC R5, R1, R3     ;再将两个数的高位相加,并加上低位相加的进位,结果保存在R5中,R5R4则表示这两个64位数相加的结果
    
    • 减法指令
    SUB{<cond>}{S} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>  ;减法指令
    SBC{<cond>}{S} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>  ;带位减法指令
    

    同加法指令类似,减法指令也有带位与不带位两条指令,用法也非常类似,同样也可用作64位数的减法:

    SUBS R4, R0, R2
    SBC R5, R1, R3
    
    • 逆向减法指令
    RSB{<cond>}{S} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>  ;逆向减法指令
    RSC{<cond>}{S} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand> ;带位逆向减法指令
    

    逆向减法指令也是实现了两个操作数据的减法,与减法指令不同的是,逆向减法指令是从<shifter_operand>表示的数中减去寄存器Rn的值,Rd中保存操作的结果。

    • 乘法指令
    MUL{<cond>}{S} <Rd>, <Rm>, <Rs>            
    MLA{<cond>}{S} <Rd>, <Rm>, <Rs>, <Rn> 
    

    MUL实现两个32位数Rm与Rs的乘积,并将结果保存到Rd中。
    MLA实现两个32位数Rm与Rs的乘积,再将乘积加上Rn后保存到Rd中。

    逻辑操作指令

    • AND与操作指令
    AND{<cond>}{S} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>
    

    AND指令将<shifter_operand>表示的值与Rn的值按位做逻辑与操作,结果保存到Rd中。

    • ORR或操作指令
    ORR{<cond>}{S} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>
    

    ORR指令将<shifter_operand>表示的值与Rn的值按位做逻辑或操作,结果保存到Rd中。

    • EOR异或操作指令
    EOR{<cond>}{S} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>
    

    EOR指令将<shifter_operand>表示的值与Rn的值按位做逻辑异或操作,结果保存到Rd中。

    数据处理指令大致就是这么多了,当然其组合应用的内容很多很多,这需要日常学习工作中使用。

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