ARM指令集的分类

ARM指令集共有6种类型（53种主要助记符）：

数据处理指令（22种主要助记符）
跳转指令（4种主要助记符）
Load/Store指令（16种主要助记符）
程序状态寄存器指令（2种主要助记符）
协处理器指令（5种主要助记符）
软件中断指令 （2种主要助记符）

数据处理指令（22种）

1. MOV数据传送指令

格式：MOV{<cond>}{S} <Rd>,<op1>;
功能：Rd＝op1
op1可以是寄存器、被移位的寄存器或立即数。
例如：
MOV R0,＃5 ;R0=5
MOV R0,R1 ;R0=R1
MOV R0,R1,LSL＃5 ;R0=R1左移5位

2. 数据取反传送指令 （Move Negative）

格式：MVN{<cond>}{S} <Rd>,<op1>;
功能：将op1表示的值传送到目的寄存器Rd中，但该值在传送前被按位取反，这是逻辑非操作而不是算术操作，这个取反的值加1才是其取负的值，即Rd=!op1；
op1可以是寄存器、被移位的寄存器或立即数。
例如：
MVN R0,＃0 ;R0=-1

3. ADD 加法指令（Addition）

格式：ADD{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn+op2
op2可以是寄存器，被移位的寄存器或立即数。加法可以在有符号和无符号数上进行。
例如：
ADD R0,R1,＃5 ;R0=R1+5
ADD R0,R1,R2 ;R0=R1+R2
ADD R0,R1,R2,LSL＃5 ;R0=R1+R2左移5位

4. ADC 带进位加法指令(Addition with Carry)

格式：ADC{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn+op2+carry
op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即数；carry为进位标志值。该指令用于实现超过32位的数的加法。
例如：
第一个64位操作数存放在寄存器R2，R3中；
第二个64位操作数存放在寄存器R4，R5中；
64位结果存放在R0，R1中。
64位的加法可由以下语句实现：
ADDS R0,R2,R4 ;低32位相加，S表示结果影响条件标志位的值
ADC R1,R3,R5 ;高32位相加

5. SUB 减法指令(Subtraction)

格式：SUB{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn-op2
op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即数。
例如：
SUB R0,R1,＃5 ;R0=R1-5
SUB R0,R1,R2 ;R0=R1-R2
SUB R0,R1,R2,LSL＃5 ;R0=R1-R2左移5位

6. RSB 减法指令（Reverse Subtraction）

格式：RSB{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：同SUB指令，但倒换了两操作数的前后位置，即Rd＝op2-Rn。
例如：
RSB R0,R1,＃5 ;R0=5-R1
RSB R0,R1,R2 ;R0=R2-R1
RSB R0,R1,R2,LSL＃5 ;R0=R2左移5位-R1

7. SBC 带借位减法指令（Subtraction with Carry）

格式：SBC{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn-op2-!carry
op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即数。
SUB和SBC生成进位标志的方式不同于常规，如果需要借位则清除进位标志，所以指令要对进位标志进行一个非操作。
例如：
第一个64位操作数存放在寄存器R2，R3中；
第二个64位操作数存放在寄存器R4，R5中；
64位结果存放在R0，R1中。
64位的减法（第一个操作数减去第二个操作数）可由以下语句实现：
SUBS R0,R2,R4; 低32位相减，S表示结果影响条件标志位的值
SBC R1,R3,R5; 高32位相减

8. RSC 带借位的反向减法指令（Reverse Subtraction with Carry）

格式：RSC{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：同SBC指令，但倒换了两操作数的前后位置，即Rd＝op2-Rn-!carry。
例如：
前提条件与SBC例子相同，操作数1-操作数2的实现语句需改为：
SUBS R0,R2,R4; 低32位相减，S表示结果影响寄存器CPSR的值
RSC R1,R5,R3; 高32位相减

9. MUL 32位乘法指令（Multiplication）

格式：MUL{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn×op2
该指令根据S标志，决定操作是否影响CPSR的值；其中op2必须为寄存器。Rn和op2的值为32位的有符号数或无符号数。
例如：
MULS R0,R1,R2 ;R0＝R1×R2，结果影响寄存器CPSR的值

10. MLA 32位乘加指令（Multiplication with Accumulate）

格式：MLA{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2><op3>;
功能：Rd＝Rn×op2+op3
op2和op3必须为寄存器。Rn、op2和op3的值为32位的有符号数或无符号数。
例如：
MLA R0,R1,R2,R3 ;R0＝R1×R2+R3

11. SMULL 64位有符号数乘法指令(Signed Multiply Long)

格式：
SMULL{<cond>}{S} <Rdl>,<Rdh>,<Rn>,<op2>;
功能：Rdh Rdl＝Rn×op2
Rdh、Rdl和op2均为寄存器。Rn和op2的值为32位的有符号数。
例如：
SMULL R0,R1,R2,R3
;R0＝R2×R3的低32位
;R1＝R2×R3的高32位

12. SMLAL 64位有符号数乘加指令（Signed Multiply-accumulate Long）

格式：
SMLAL{<cond>}{S} <Rdl>,<Rdh>,<Rn>,<op2>;
功能：Rdh Rdl＝Rn×op2+Rdh Rdl
Rdh、Rdl和op2均为寄存器。Rn和op2的值为32位的有符号数，Rdh Rdl的值为64位的加数。
例如：
SMLAL R0,R1,R2,R3
;R0＝R2×R3的低32位+R0
;R1＝R2×R3的高32位+R1

13. UMULL 64位无符号数乘法指令(Unsigned Multiply Long)

格式：
UMULL{<cond>}{S} <Rdl>,<Rdh>,<Rn>,<op2>;
功能：同SMULL指令，但指令中Rn和op2的值为32位的无符号数。
例如：
UMULL R0,R1,R2,R3
;R0＝R2×R3的低32位
;R1＝R2×R3的高32位
其中R2，R3的值为无符号数

14. UMLAL 64位无符号数乘加指令（Unsigned Multiply-accumulate Long）

格式：
UMLAL {<cond>}{S} <Rdl>,<Rdh>,<Rn>,<op2>;
功能：同SMLAL指令，但指令中Rn，op2的值为32位的无符号数，Rdh Rdl的值为64位无符号数。
例如：
UMLAL R0,R1,R2,R3
;R0＝R2×R3的低32位+R0
;R1＝R2×R3的高32位+R1
其中R2，R3的值为32位无符号数
R1，R0的值为64位无符号数

15. AND 逻辑与指令（Logical AND）

格式：AND{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn AND op2
op2可以是寄存器，被移位的寄存器或立即数。一般用于清除Rn的特定几位。
例如：
AND R0,R0,＃5
;保持R0的第0位和第2位，其余位清0

16. ORR 逻辑或指令（Logical OR）

格式：ORR{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn OR op2
op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即数。一般用于设置Rn的特定几位。
例如：
ORR R0,R0,＃5
;R0的第0位和第2位设置为1，其余位不变

17. EOR 逻辑异或指令（Logical Exclusive OR）

格式：EOR{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn EOR op2
op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即数。一般用于将Rn的特定几位取反。
例如：
EOR R0,R0,＃5
;R0的第0位和第2位取反，其余位不变

18. BIC 位清除指令（Bit Clear）

格式：BIC{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>,<op2>;
功能：Rd＝Rn AND (!op2)
用于清除寄存器Rn中的某些位，并把结果存放到目的寄存器Rd中.
操作数op2是一个32位掩码（mask），如果在掩码中设置了某一位，则清除Rn中的这一位；未设置的掩码位指示Rn中此位保持不变。其中，op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即数。
例如：
BIC R0,R0,＃5
;R0中第0位和第2位清0，其余位不变

19. CMP 比较指令（Compare）

格式：CMP{<cond>} <Rn>,<op1>;
功能：Rn-op1
该指令进行一次减法运算，但不存储结果，根据结果更新CPSR中条件标志位的值。
该指令不需要显式地指定S后缀来更改状态标志。其中，操作数op1为寄存器或立即数。
例如：
CMP R0,＃5
;计算R0-5，根据结果设置条件标志位
ADDGT R0,R0,＃5
;如果R0>5，则执行ADDGT指令

20. CMN 反值比较指令（Compare Negative）

格式：CMN{<cond>} <Rn>,<op1>;
功能：同CMP指令，但寄存器Rn的值是和op1取负的值进行比较。
例如：
CMN R0,＃5 ;把R0与-5进行比较

21. TST 位测试指令（Test bits）

格式：TST{<cond>} <Rn>,<op1>;
功能： Rn AND op1
根据结果更新CPSR中条件标志位的值，但不存储结果。
用于检查寄存器Rn是否设置了op1中相应的位。
例如：
TST R0，＃5
；测试R0中第0位和第2位是否为1，如果不为1，则与的结果为0，设置CPSR的z位为1，继续下一条指令的执行。

22. TEQ 相等测试指令（Test Equivalence）

格式：TEQ{<cond>} <Rn>,<op1>;
功能： Rn EOR op1
将寄存器Rn的值和操作数op1所表示的值按位作逻辑异或操作，根据结果更新CPSR中条件标志位的值，但不存储结果。
用于检查寄存器Rn的值是否和op1所表示的值相等。
例如：
TEQ R0,＃5 ;判断R0的值是否和5相等

跳转指令（4种）

1. B 跳转指令（Branch）

格式：B{<cond>} <addr>;
功能： PC= PC+ addr左移两位
addr的值是相对当前PC（即寄存器R15）的值的一个偏移量，而不是一个绝对地址，它是24位有符号数。实际地址的值由汇编器来计算.
addr的值有符号扩展为32位后，左移两位，然后与PC值相加，即得到跳转的目的地址。
跳转的范围为-32MB~+32MB。
例如：
B exit; 程序跳转到标号exit处
…
exit…

2. BL 带返回的跳转指令（Branch with Link）

格式：BL{<cond>} <addr>;
功能：同B指令，但BL指令执行跳转操作的同时，还将PC（寄存器R15）的值保存到LR寄存器（寄存器R14）中。
该指令用于实现子程序调用，程序的返回可通过把LR寄存器的值复制到PC寄存器中来实现。
例如：
BL func; 调用子程序func
…
func
…
MOV R15,R14; 子程序返回

3. BLX 带返回和状态切换的跳转指令（Branch,Link and Exchange）

格式：BLX <addr>;或BLX <Rn>;
功能：处理器跳转到目标地址处，并将PC（寄存器R15）的值保存到LR寄存器（R14）中。
如果目标地址处为Thumb指令，则程序状态从ARM状态切换为Thumb状态。
该指令用于子程序调用和程序状态的切换。
例如：
BLX T16; 跳转到标号T16处执行，T16后面的指令为Thumb指令
…
CODE16
T16 后面指令为Thumb指令
…

4. BX 带状态切换的跳转指令(Branch and Exchange)

格式： BX{<cond>} ＜Rn＞
功能：处理器跳转到目标地址处，从那里继续执行；＜cond＞为指令执行的条件码。当＜cond＞忽略时指令为无条件执行。
＜Rm＞该寄存器中为跳转的目标地址。当寄存器的bit[0]为0时，目标地址处的指令为ARM指令；
当寄存器的bit[0]为1时，目标地址处的指令为Thumb指令。
例如：
ADR R0,exit ;标号exit处的地址装入R0中
BX R0 ;跳转到exit处

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