參考----------<百度>"arm百度百科"，"NDS百度百科"

接下來(lái)就是對(duì)arm指令的學(xué)習(xí)。

因?yàn)橛羞^(guò)前面8086指令的學(xué)習(xí)，并且也寫(xiě)過(guò)像高精度計(jì)算這樣的匯編程序，看arm指

心里面老在比較這兩套指令。

arm7TDMI(-S)指令系統(tǒng)有兩套指令集，分別是32位的Arm指令集和16位的thumb指令集。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)：arm支持arm內(nèi)核的所有特點(diǎn)，具有高效、快速的特點(diǎn)；而thumb指令集靈活、小巧。二者可以互相調(diào)用，Thumb指令集可以看做是Arm的壓縮形式的子集，是針對(duì)代碼的密度問(wèn)題而提出的，Thumb指令都有對(duì)應(yīng)的Arm指令，但卻不是一個(gè)完整的系統(tǒng)，例如：Thumb指令集沒(méi)有協(xié)處理器指令,信號(hào)量指令以及訪問(wèn)CPSR或SPSR的指令,沒(méi)有乘加指令及64位乘法指令等,且指令的第二操作數(shù)受到限制;除了跳轉(zhuǎn)指令B有條件執(zhí)行功能外,其它指令基本為無(wú)條件執(zhí)行.,等等。不一一敘述。而Arm指令集出了具有很多Thumb沒(méi)有的功能外，它最大的特點(diǎn)就是：高效。

Arm的寄存器是37個(gè)，包括

31generalregisters（Rxx）

6status registers(xPSR)

對(duì)這37個(gè)寄存器的詳細(xì)描述我們可以從nocash.emubase.de這個(gè)網(wǎng)站上得到。

學(xué)習(xí)arm指令，最先接觸的是尋址指令。

Arm尋址指令可分為九類(lèi)：

Arm指令 80x86中有嗎？

1.寄存器尋址；

2.立即尋址；
3.寄存器移位尋址； 無(wú)

4.寄存器間接尋址；
5..基址尋址；

6.多寄存器尋址； 無(wú)

7.堆棧尋址； 無(wú)

8.塊拷貝尋址； 無(wú)
9.相對(duì)尋址。

可以看到arm尋址指令里面有個(gè)很大的特色是它的寄存器移位尋址,即第二個(gè)操作數(shù)在與第一個(gè)操作數(shù)結(jié)合之前可以選擇進(jìn)行移位操作，例如：MOVR0,R2,LSL#3。而在80x86指令中這得要三步走：一次賦值(否則影響尋址變量的值)、一次移位、一次尋址。不僅帶來(lái)了視覺(jué)上的不便，而且給書(shū)寫(xiě)帶來(lái)了麻煩(更容易出錯(cuò))。另外，Arm指令還可以進(jìn)行多寄存器尋址，無(wú)疑簡(jiǎn)化了操作(具體點(diǎn)講，就是少寫(xiě)很多"LD""ST")。還可以看到我們?cè)赼rm指令中只需加個(gè)"!"就可以決定中間值是否保留。更加方便的是我們可以自由選擇變址前后指針的變化，例如塊拷貝尋址中就有四種：STMIA,STMIB,STMDA,STMDB.連遞減還是遞增，先變址還是先復(fù)制，Arm都給你預(yù)先設(shè)計(jì)好了，不能不說(shuō)它周全，這些都是80x86里沒(méi)有的，極大地方便了程序員的程序設(shè)計(jì)。

順帶說(shuō)一下其另一個(gè)便捷之處，加載/裝填數(shù)據(jù)時(shí)，可以在命令后加H/B來(lái)表示對(duì)半字/字節(jié)的數(shù)據(jù)操作，默認(rèn)情況下是字。并且ARM可以實(shí)現(xiàn)一組寄存器和一塊連續(xù)內(nèi)存之間傳送數(shù)據(jù)，如LDMIA和STMIA指令。

看完尋址，接下來(lái)才是Arm指令的重點(diǎn)，

Arm指令的基本格式為：

{}{s},{,}

————————arm的32偽指令二進(jìn)制格式

其中<>內(nèi)的項(xiàng)是必須的，而{}內(nèi)的項(xiàng)是可選的。

Opcode:指令助記符

Cond：執(zhí)行條件

S:是否影響cpsr寄存器的值

Rd:目標(biāo)寄存器

Rn：第一個(gè)操作數(shù)的寄存器

Oprand2：第二個(gè)操作數(shù)

ARM指令可以分為6大類(lèi)

(1) 跳轉(zhuǎn)指令 B、BL、BLX、BX

(2)數(shù)據(jù)處理指令 數(shù)據(jù)傳送算術(shù)邏輯運(yùn)算比較

(3)程序狀態(tài)寄存器傳輸指令

(4)load/store指令

(5)協(xié)處理指令

(6)異常中斷指令

可以看到項(xiàng)，這又是arm指令的一特色，可以將各種運(yùn)算指令與條件指令結(jié)合起來(lái)用，例如80x86中寫(xiě)個(gè)找ra,rb中教大數(shù)存入rc寄存器中需要這樣寫(xiě)

MOVE rcra

CMP rarb

JG NEXT

MOVE rcrb

NEXT

..............

而在arm中可以很方便地寫(xiě)成

MOVE rcra

CMP rarb

MOVECC rcrb

靈活運(yùn)用第二個(gè)操作數(shù)還能大大提高代碼的效率，例如我們要將r1寄存器中的數(shù)乘以9,可以在arm中很方便地寫(xiě)成

ADD R1,R1,R1,LSL#3

換成80x86，那就是一堆步驟了

MOVE R2,R1

SHL R2,3

ADD R1,R2

就是說(shuō)arm的指令更人性化，加上后來(lái)對(duì)arm偽指令的學(xué)習(xí)，我個(gè)人覺(jué)得arm指令集是匯編中的高級(jí)語(yǔ)言了。

在ARM中乘法操作可以用于任意兩個(gè)寄存器結(jié)果可以保存到任意寄存器，而80x86則需要先將被乘數(shù)保存于AL/AX中再做乘法。并且高位和地位還要分開(kāi)保存至AX/AL和DX/AH中，麻煩！

ARM的中斷指令有：

(1)復(fù)位異常

(2)未定義指令異常

(3)軟件中斷異常

(4)預(yù)取指中斷異常

(5)數(shù)據(jù)中止異常

(6)中斷請(qǐng)求異常

(7)快速中斷（FIQ）請(qǐng)求異常

種類(lèi)繁多學(xué)起來(lái)很頭疼，不像80x86從頭到尾就是INT中斷那樣清爽。中斷這塊本人不甚明白，還需繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，

接下來(lái)的學(xué)習(xí)就到了偽指令。首先偽指令不是ARM指令集中的指令，只是為了編程方便編譯器定義了偽指令，使用時(shí)可以像其他ARM指令一樣使用，但在編譯時(shí)這些指令會(huì)被等效的ARM指令代替。雖說(shuō)有些偽指令只是一些極其簡(jiǎn)單的替換，但卻極大地方便我們編程?？梢哉f(shuō)它是以它是一種特殊的助記符。

對(duì)于偽指令的學(xué)習(xí)也只是概念性的，沒(méi)法深刻，很多指令雖然知道意思但完全不知道哪兒用的著。有待今后的時(shí)間吧。

總的來(lái)說(shuō)，ARM指令有一下幾種

1.符號(hào)定義偽指令

全局變量聲明：GBLA、GBLL和GBLS。
局部變量聲明：LCLA、LCLL和LCLS。
變量賦值：SETA、SETL和SETS。
為一個(gè)通用寄存器列表定義名稱(chēng)：RLIST。
為一個(gè)協(xié)處理器的寄存器定義名稱(chēng)：CN。
為一個(gè)協(xié)處理定義名稱(chēng)：CP。
為一個(gè)VFP寄存器定義名稱(chēng)：DN和SN。
為一個(gè)FPA浮點(diǎn)寄存器定義名稱(chēng)：FN。

2.數(shù)據(jù)定義偽指令
聲明一個(gè)文字池：LTORG。
定義一個(gè)結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存表的首地址：MAP。
定義結(jié)構(gòu)化內(nèi)存表中的一個(gè)數(shù)據(jù)域：FIELD。
分配一塊內(nèi)存空間，并用0初始化：SPACE。
分配一段字節(jié)的內(nèi)存單元，并用指定的數(shù)據(jù)初始化：DCB。
分配一段字的內(nèi)存單元，并用指令的數(shù)據(jù)初始化：DCD和DCDU。
分配一段字的內(nèi)存單元，將每個(gè)單元的內(nèi)容初始化為該單元相對(duì)于靜態(tài)基址寄存器的偏移量：DCDO。
分配一段雙字的內(nèi)存單元，并用雙精度的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)初始化：DCFD和DCFDU。
分配一段字的內(nèi)存單元，并用單精度的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)初始化：DCFS和DCFSU。
分配一段字的內(nèi)存單元，并用單精度的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)初始化，指定內(nèi)存單元存放的是代碼，而不是數(shù)據(jù)：DCI。
分配一段雙字的內(nèi)存單元，并用64位整數(shù)數(shù)據(jù)初始化：DCQ和DCQU。
分配一段半字的內(nèi)存單元，并用指定的數(shù)據(jù)初始化：DCW和DCWU。

斷言錯(cuò)誤：ASSERT。這個(gè)指令比較神奇，可以在程序首寫(xiě)一些諸如ASSERTtop<>temp的斷言錯(cuò)誤指令，在匯編編譯器對(duì)匯編程序的第二遍掃描中，如果其中
ASSERT條件不成立，ASSERT偽指令將報(bào)告該錯(cuò)誤信息，從而減少錯(cuò)誤。有點(diǎn)像C++中try和catch。

3.匯編控制偽指令/宏偽指令

匯編控制偽指令用于條件匯編、宏定義、重復(fù)匯編控制等。該類(lèi)偽指令如下：
條件匯編控制：IF、ELSE和ENDIF
宏定義：MACRO和MEND
重復(fù)匯編：WHILE及WEND

這些就是它有點(diǎn)像高級(jí)語(yǔ)言的地方，可以用偽指令實(shí)現(xiàn)某些高級(jí)語(yǔ)句。其實(shí)高級(jí)語(yǔ)言不就是一個(gè)個(gè)匯編指令的打包嗎？大同小異。

值得提及的是MACRO和MEND，這個(gè)東西感覺(jué)就是C中的#define，很強(qiáng)大。

其偽指令格式：
MACRO
{$label}macroname{$parameter}{$parameter}…

其中：$label宏指令被展開(kāi)時(shí)，label可被替換成相應(yīng)的符號(hào)，通常為一個(gè)標(biāo)號(hào)在一個(gè) 符號(hào)前使用$表示被匯編時(shí)將使用相應(yīng)的值替代$后的符號(hào)。
macroname所定義的宏的名稱(chēng)。
$parameter宏指令的參數(shù)。當(dāng)宏指令被展開(kāi)時(shí)將被替換成相應(yīng)的值，類(lèi)似于函數(shù) 中的形式參數(shù)。

可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)的傳遞！！這種偽指令讓人看上去就有想去嘗試使用的沖動(dòng)，以后一定會(huì)有機(jī)會(huì)的！

這里簡(jiǎn)單假想下使用：

C語(yǔ)言中：#definebigger(a,b)(a>b)

可以寫(xiě)成(可能會(huì)有錯(cuò)，僅僅嘗試一下而已):

MACRO

$labelbigger$a,$b

$label

;GL1為一個(gè)定義的全局變量

CMP $a,$b

MOVEGT GL1,1

MOVELE GL1,1

MEND

調(diào)用testbiggera,b

然后在GL1中得到大小結(jié)果

當(dāng)然我們可以直接比較，這里只是為了演示一下。

4.雜項(xiàng)偽指令

雜項(xiàng)偽指令在匯編編程設(shè)計(jì)較為常用，如段定義偽指令，入口點(diǎn)設(shè)置偽指令，包含 文件偽指令，標(biāo)號(hào)導(dǎo)出或引入聲明等，該類(lèi)偽指令如下：
邊界對(duì)齊：ALIGN。
段定義：AREA。
指令集定義：CODE16和CODE32。
匯編結(jié)束：END。
程序入口：ENTRY。
常量定義：EQU。
聲明一個(gè)符號(hào)可以被其它文件引用：EXPORT和GLORBAL。
聲明一個(gè)外部符號(hào)：IMPORT和EXTERN。
包含文件：GET和INCLUDE。
包含不被匯編的文件：INCBIN。
保留符號(hào)表中的局部符號(hào)：KEEP。
禁止浮點(diǎn)指令：NOFP。
指示兩段之間的依賴(lài)關(guān)系：REQUIRE。
堆棧8字節(jié)對(duì)準(zhǔn)：PEQUIRE8和PRESERVE8。
給特定的寄存器命名：RN。
標(biāo)記局部標(biāo)號(hào)使用范圍的界限：ROUT。

最后一塊是C與匯編混合編程。

(1)c中內(nèi)嵌匯編。曾今看過(guò)個(gè)故事：一個(gè)物理學(xué)家寫(xiě)一個(gè)模擬天體運(yùn)行的程序，分別從算法和指令兩方面經(jīng)行優(yōu)化，用了一個(gè)月的時(shí)間將一個(gè)原本要幾年才能出結(jié)果的程序縮短到十幾分鐘。這其中有個(gè)很重要的一步，就是將某些重用性很大的高級(jí)語(yǔ)言程序塊用匯編語(yǔ)言直接書(shū)寫(xiě)。大大縮短了程序運(yùn)行的極限時(shí)間。曾今也好奇過(guò)，高級(jí)語(yǔ)言里面怎么去內(nèi)嵌匯編？

_asm

{

指令[;指令]

...

[指令]
}

內(nèi)嵌匯編程序?qū)拇嫫?、常量、?biāo)號(hào)等有很多限制，就不多說(shuō)了。

(2)匯編中內(nèi)嵌c語(yǔ)言程序

(3)C與匯編互相調(diào)用

在學(xué)習(xí)ARM指令的過(guò)程中，遇到過(guò)很多問(wèn)題，第一次碰到往往非常不解，還有些個(gè)該注意的地方，當(dāng)然了，問(wèn)題和需呀注意的地方遠(yuǎn)不止這些。這些只是個(gè)人覺(jué)得一些比較典型的，寫(xiě)在這里與諸位分享：

1.＃immed_8r常數(shù)表達(dá)式時(shí)“該常數(shù)必須對(duì)應(yīng)8位位圖，即常數(shù)是由一個(gè)8位的常數(shù)循環(huán)移位偶數(shù)位得到的。”

其意思是這樣：＃immed_8r在芯片處理時(shí)表示一個(gè)32位數(shù)，但是它是由一個(gè)8位數(shù)（比如：01011010，即0x5A）通過(guò)循環(huán)移位偶數(shù)位得到（10000000000000000000000000010110，就是0x5A通過(guò)循環(huán)右移2位（偶數(shù)位）的到的）。

而10100000000000000000000000010110，就不符合這樣的規(guī)定，編譯時(shí)一定出錯(cuò)。因?yàn)槟憧赡芡ㄟ^(guò)將10110101循環(huán)右移位得到它，但是不可能通過(guò)循環(huán)移位偶數(shù)位得到。

10110000000000000000000000010110，也不符合這樣的規(guī)定，很明顯：101101011有9位。

2.什么叫帶符號(hào)擴(kuò)展.

當(dāng)從16位向32位賦值時(shí)，若選擇無(wú)符號(hào)擴(kuò)展，那高位補(bǔ)零。選擇有符號(hào)擴(kuò)展，那32中的16位按照16位最高位補(bǔ)齊。

例如1101010110101010------->11111111111111111101010110101010

0101010110101010------->000000000000000101010110101010

關(guān)于為什么這樣補(bǔ)，可以參照補(bǔ)碼定義，這里介紹一種簡(jiǎn)單的補(bǔ)碼計(jì)算方法：

N位絕對(duì)值為k的數(shù)的補(bǔ)碼為：2^n-k.比那個(gè)取反加一得來(lái)得清爽一點(diǎn)。

3.我們說(shuō)有四種類(lèi)型的堆棧尋址方式，LDMFA，STMFA,LDMEA,STMEA。

注意F表示full,E表示empty,A表示after，B表示before。

我們假設(shè)：在C語(yǔ)言中stack[]為堆棧數(shù)組，top為堆的頂指針。為方便理解。我用c語(yǔ)言描述了一下。

堆棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按先進(jìn)后出（FirstInLastOut，F(xiàn)ILO）的方式工作，使用一個(gè)稱(chēng)作堆棧指針的專(zhuān)用寄存器指示當(dāng)前的操作位置，堆棧指針總是指向棧頂。

當(dāng)堆棧指針指向最后壓入堆棧的數(shù)據(jù)時(shí)，稱(chēng)為滿堆棧（FullStack），而當(dāng)堆棧指針指向下一個(gè)將要放入數(shù)據(jù)的空位置時(shí)，稱(chēng)為空堆棧（EmptyStack）。

同時(shí)，根據(jù)堆棧的生成方式，又可以分為遞增堆棧（AscendingStack）和遞減堆棧（DecendingStack），當(dāng)堆棧由低地址向高地址生成時(shí)，稱(chēng)為遞增堆棧，當(dāng)堆棧由高地址向低地址生成時(shí)，稱(chēng)為遞減堆棧。這樣就有四種類(lèi)型的堆棧工作方式，ARM微處理器支持這四種類(lèi)型的堆棧工作方式，即：

◎Fulldescending滿遞減堆棧

堆棧首部是高地址，堆棧向低地址增長(zhǎng)。棧指針總是指向堆棧最后一個(gè)元素（最后一個(gè)元素是最后壓入的數(shù)據(jù)）。

ARM-Thumb過(guò)程調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)和ARM、ThumbC/C++編譯器總是使用Fulldescending類(lèi)型堆棧。

C語(yǔ)言表示：stack[--top]=value

◎Fullascending滿遞增堆棧

堆棧首部是低地址，堆棧向高地址增長(zhǎng)。棧指針總是指向堆棧最后一個(gè)元素（最后一個(gè)元素是最后壓入的數(shù)據(jù)）。

C語(yǔ)言表示：stack[top--]=value

◎Emptydescending空遞減堆棧

堆棧首部是低地址，堆棧向高地址增長(zhǎng)。棧指針總是指向下一個(gè)將要放入數(shù)據(jù)的空位置。

C語(yǔ)言表示：stack[++top]=value

◎Emptyascending空遞增堆棧

堆棧首部是高地址，堆棧向低地址增長(zhǎng)。棧指針總是指向下一個(gè)將要放入數(shù)據(jù)的空位置。

操作堆棧的匯編指令

C語(yǔ)言表示：stack[top++]=value

4.算術(shù)位移/邏輯位移/循環(huán)位移

算術(shù)位移，邏輯位移邏輯右移最高位補(bǔ)0,最低位進(jìn)入CF,相當(dāng)于每移一位除以2,一般對(duì)于無(wú)符號(hào)數(shù)使用 如:133/8=16余5 MOVAL,10000101B MOVCL,03H SHRAL,CL AL=10H=16 算術(shù)右移最高位(即符號(hào)位)保持不變,而不是補(bǔ)0最低位進(jìn)入CF.相當(dāng)于每移一位除2,一般對(duì)于有符號(hào)數(shù)使用8/8 MOVAL,10000000B MOVCL,03H SARAL,CL AL=0F0H=-16

----------分別對(duì)應(yīng)邏輯左移、邏輯右移、算術(shù)右移、循環(huán)右移

5.關(guān)于ARM的B,BL跳轉(zhuǎn)指令

假設(shè)跳轉(zhuǎn)指令處的地址是A,跳轉(zhuǎn)目標(biāo)處的地址是B.
B,BL指令保存的是偏移地址,這個(gè)地址的計(jì)算方法是:
1.B-(A+8).A+8是因?yàn)锳RM的流水線使得指令執(zhí)行到A處時(shí),PC實(shí)際的值是A+8.2.第一步得到的值是4的倍數(shù),因?yàn)锳RM的指令是4對(duì)齊的,即最低兩位為00.于是將這個(gè)值右移兩位.
3.得到最終偏移

執(zhí)行時(shí):
1.取出偏移
2.左移兩位
3.加入PC,這時(shí)PC的值剛好為目標(biāo)處的地址值,即目標(biāo)地址指令進(jìn)入取指,流水線前兩級(jí)被清空

但是為什么是減去8呢？這因?yàn)锳RM7是三級(jí)流水線。

那什么三級(jí)流水線是什么？

PC代表程序計(jì)數(shù)器，流水線使用三個(gè)階段，因此指令分為三個(gè)階段執(zhí)行：1.取指（從存儲(chǔ)器裝載一條指令）；2.譯碼（識(shí)別將要被執(zhí)行的指令）；3.執(zhí)行（處理指令并將結(jié)果寫(xiě)回寄存器）。即執(zhí)行時(shí)取指已經(jīng)提前兩個(gè)字了，即8個(gè)字節(jié)。

6.什么是軟中斷？

　　軟中斷是利用硬件中斷的概念，用軟件方式進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)宏觀上的異步執(zhí)行效果。很多情況下，軟中斷和"信號(hào)"有些類(lèi)似，同時(shí)，軟中斷又是和硬中斷相對(duì)應(yīng)的，"硬中斷是外部設(shè)備對(duì)CPU的中斷"，"軟中斷通常是硬中斷服務(wù)程序?qū)?nèi)核的中斷"，"信號(hào)則是由內(nèi)核（或其他進(jìn)程）對(duì)某個(gè)進(jìn)程的中斷"（《Linux內(nèi)核源代碼情景分析》第三章）?！　≤浿袛嗟囊环N典型應(yīng)用就是所謂的"下半部"（bottomhalf），它的得名來(lái)自于將硬件中斷處理分離成"上半部"和"下半部"兩個(gè)階段的機(jī)制：上半部在屏蔽中斷的上下文中運(yùn)行，用于完成關(guān)鍵性的處理動(dòng)作；而下半部則相對(duì)來(lái)說(shuō)并不是非常緊急的，通常還是比較耗時(shí)的，因此由系統(tǒng)自行安排運(yùn)行時(shí)機(jī)，不在中斷服務(wù)上下文中執(zhí)行。bottomhalf的應(yīng)用也是激勵(lì)內(nèi)核發(fā)展出目前的軟中斷機(jī)制的原因?！　≤浿袛嗍莑inux系統(tǒng)原“底半處理”的升級(jí)，在原有的基礎(chǔ)上發(fā)展的新的處理方式，以適應(yīng)多cpu、多線程的軟中斷處理?！　∫话銇?lái)說(shuō)，軟中斷是由內(nèi)核機(jī)制的觸發(fā)事件引起的（例如進(jìn)程運(yùn)行超時(shí)），但是不可忽視有大量的軟中斷也是由于和硬件有關(guān)的中斷引起的，例如當(dāng)打印機(jī)端口產(chǎn)生一個(gè)硬件中斷時(shí)，會(huì)通知和硬件相關(guān)的硬中斷，硬中斷就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)軟中斷并送到操作系統(tǒng)內(nèi)核里，這樣內(nèi)核就會(huì)根據(jù)這個(gè)軟中斷喚醒睡眠在打印機(jī)任務(wù)隊(duì)列中的處理進(jìn)程。　　在網(wǎng)絡(luò)編程中,軟中斷用來(lái)引發(fā)協(xié)議層代碼的執(zhí)行

7.關(guān)于程序狀態(tài)的切換

程序不能通過(guò)修改直接修改CPSR中的T控制位直接將程序狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)，必須通過(guò)BX等指令完成程序狀態(tài)的切換

8.對(duì)于LDMIA指令，Rn的最終值是加載的值，而不是增加后的地址