ARM体系结构学习3
ARM体系结构包含1个当前程序状态寄存器（CPSR）和5个各份的程序状态寄存器（SPSRs）。使用MSR和MRS指令来设置和读取这些寄存器。
本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/201611/319366.htm当前程序状态寄存器（CPSR），持有关于当前处理器状态的信息。其他5个各份的程序状态寄存器（SPSR），每个特权模式都有一个，持有完成在这个模式下的例外处理时处理器必须返回的关于状态的信息。
SPSR用来进行异常处理，其功能包括：
（1）保存ALU中的当前操作信息。
（2）控制允许和禁止中断。
（3）设置处理器的运行模式。
程序状态寄存器的每一位的安排如图所示。
图程序状态寄存器格式
1．条件码标志（Condition Code Flags）
N、Z、C、V均为条件码标志位。它们的内容可被算术或逻辑运算的结果所改变，并且可以决定某条指令是否被执行。
在ARM状态下，绝大多数的指令都是有条件执行的；在Thumb状态下，仅有分支指令是有条件执行的。条件码标志位的各位具体含义如表1所示。
表1 条件码标志位的具体含义
2．控制位
PSR的低8位（包括I、F、T和M［4∶0］）称为控制位，当发生异常时这些位可以被改变。如果处理器运行特权模式，那么这些位也可以由程序修改。
（1）中断禁止位I、F。
·I=1，禁止IRQ中断；
·F=1，禁止FIQ中断。
（2）T标志位：该位反映处理器的运行状态。
·对于ARM体系结构v5及以上版本的T系列处理器，当该位为l时，程序运行于Thumb状态，否则运行于ARM状态。
·对于ARM体系结构v5及以上版本的非T系列处理器，当该位为1时，执行下一条指令以引起位定义的指令异常；当该位为0时，表示运行于ARM状态。
（3）运行模式位M［4∶0］：MO、M1、M2、M3、M4是模式位，这些位决定了处理器的运行模式。具体含义如表2所示。图片加载中......
表2 运行模式位M［4∶0］的具体含义
由表2可知，并不是所有的运行模式位的组合都是有效的，其他的组合结果会导致处理器进入一个不可恢复的状态。
3.保留位
PSR中的其余位为保留位，当改变PSR中的条件码标志位或者控制位时，保留位不要改变，在程序中也不要使用保留位来存储数据。保留位将用于ARM版本的扩展。
汇编指令大全：
一、数据传输指令
───────────────────────────────────────
它们在存贮器和寄存器、寄存器和输入输出端口之间传送数据.
1. 通用数据传送指令.
MOV 传送字或字节.
MOVSX 先符号扩展,再传送.
MOVZX 先零扩展,再传送.
PUSH 把字压入堆栈.
POP 把字弹出堆栈.
PUSHA 把AX,CX,DX,BX,SP,BP,SI,DI依次压入堆栈.
POPA 把DI,SI,BP,SP,BX,DX,CX,AX依次弹出堆栈.
PUSHAD 把EAX,ECX,EDX,EBX,ESP,EBP,ESI,EDI依次压入堆栈.
POPAD 把EDI,ESI,EBP,ESP,EBX,EDX,ECX,EAX依次弹出堆栈.
BSWAP 交换32位寄存器里字节的顺序
XCHG 交换字或字节.( 至少有一个操作数为寄存器,段寄存器不可作为操作数)
CMPXCHG 比较并交换操作数.( 第二个操作数必须为累加器AL/AX/EAX )
XADD 先交换再累加.( 结果在第一个操作数里 )
XLAT 字节查表转换.
── BX 指向一张 256 字节的表的起点, AL 为表的索引值 (0-255,即
0-FFH); 返回 AL 为查表结果. ( [BX+AL]->AL )
2. 输入输出端口传送指令.
IN I/O端口输入. ( 语法: IN 累加器, {端口号│DX} )
OUT I/O端口输出. ( 语法: OUT {端口号│DX},累加器 )
输入输出端口由立即方式指定时, 其范围是 0-255; 由寄存器 DX 指定时,
其范围是 0-65535.
3. 目的地址传送指令.
LEA 装入有效地址.
例: LEA DX,string ;把偏移地址存到DX.
LDS 传送目标指针,把指针内容装入DS.
例: LDS SI,string ;把段地址:偏移地址存到DS:SI.
LES 传送目标指针,把指针内容装入ES.
例: LES DI,string ;把段地址:偏移地址存到ES:DI.
LFS 传送目标指针,把指针内容装入FS.
例: LFS DI,string ;把段地址:偏移地址存到FS:DI.
LGS 传送目标指针,把指针内容装入GS.
例: LGS DI,string ;把段地址:偏移地址存到GS:DI.
LSS 传送目标指针,把指针内容装入SS.
例: LSS DI,string ;把段地址:偏移地址存到SS:DI.
4. 标志传送指令.
LAHF 标志寄存器传送,把标志装入AH.
SAHF 标志寄存器传送,把AH内容装入标志寄存器.
PUSHF 标志入栈.
POPF 标志出栈.
PUSHD 32位标志入栈.
POPD 32位标志出栈.
二、算术运算指令
───────────────────────────────────────
ADD 加法.
ADC 带进位加法.
INC 加 1.
AAA 加法的ASCII码调整.
DAA 加法的十进制调整.
SUB 减法.
SBB 带借位减法.
DEC 减 1.
NEC 求反(以 0 减之).
CMP 比较.(两操作数作减法,仅修改标志位,不回送结果).
AAS 减法的ASCII码调整.
DAS 减法的十进制调整.
MUL 无符号乘法.
IMUL 整数乘法.
以上两条,结果回送AH和AL(字节运算),或DX和AX(字运算),
AAM 乘法的ASCII码调整.
DIV 无符号除法.
IDIV 整数除法.
以上两条,结果回送:
商回送AL,余数回送AH, (字节运算);
或 商回送AX,余数回送DX, (字运算).
AAD 除法的ASCII码调整.
CBW 字节转换为字. (把AL中字节的符号扩展到AH中去)
CWD 字转换为双字. (把AX中的字的符号扩展到DX中去)
CWDE 字转换为双字. (把AX中的字符号扩展到EAX中去)
CDQ 双字扩展. (把EAX中的字的符号扩展到EDX中去)
三、逻辑运算指令
───────────────────────────────────────
AND 与运算.
or 或运算.
XOR 异或运算.
NOT 取反.
TEST 测试.(两操作数作与运算,仅修改标志位,不回送结果).
SHL 逻辑左移.
SAL 算术左移.(=SHL)
SHR 逻辑右移.
SAR 算术右移.(=SHR)
ROL 循环左移.
ROR 循环右移.
RCL 通过进位的循环左移.
RCR 通过进位的循环右移.
以上八种移位指令,其移位次数可达255次.
移位一次时, 可直接用操作码. 如 SHL AX,1.
移位>1次时, 则由寄存器CL给出移位次数.
如 MOV CL,04
SHL AX,CL
四、串指令
───────────────────────────────────────
DS:SI 源串段寄存器 :源串变址.
ES:DI 目标串段寄存器:目标串变址.
CX 重复次数计数器.
AL/AX 扫描值.
D标志 0表示重复操作中SI和DI应自动增量; 1表示应自动减量.
Z标志 用来控制扫描或比较操作的结束.
MOVS 串传送.
( MOVSB 传送字符. MOVSW 传送字. MOVSD 传送双字. )
CMPS 串比较.
( CMPSB 比较字符. CMPSW 比较字. )
SCAS 串扫描.
把AL或AX的内容与目标串作比较,比较结果反映在标志位.
LODS 装入串.
把源串中的元素(字或字节)逐一装入AL或AX中.
( LODSB 传送字符. LODSW 传送字. LODSD 传送双字. )
STOS 保存串.
是LODS的逆过程.
REP 当CX/ECX<>0时重复.
REPE/REPZ 当ZF=1或比较结果相等,且CX/ECX<>0时重复.
REPNE/REPNZ 当ZF=0或比较结果不相等,且CX/ECX<>0时重复.
REPC 当CF=1且CX/ECX<>0时重复.
REPNC 当CF=0且CX/ECX<>0时重复.
五、程序转移指令
───────────────────────────────────────
1>无条件转移指令 (长转移)
JMP 无条件转移指令
CALL 过程调用
RET/RETF过程返回.
2>条件转移指令 (短转移,-128到+127的距离内)
( 当且仅当(SF XOR OF)=1时,OP1
JA/JNBE 不小于或不等于时转移.
JAE/JNB 大于或等于转移.
JB/JNAE 小于转移.
JBE/JNA 小于或等于转移.
以上四条,测试无符号整数运算的结果(标志C和Z).
JG/JNLE 大于转移.
JGE/JNL 大于或等于转移.
JL/JNGE 小于转移.
JLE/JNG 小于或等于转移.
以上四条,测试带符号整数运算的结果(标志S,O和Z).
JE/JZ 等于转移.
JNE/JNZ 不等于时转移.
JC 有进位时转移.
JNC 无进位时转移.
JNO 不溢出时转移.
JNP/JPO 奇偶性为奇数时转移.
JNS 符号位为 "0" 时转移.
JO 溢出转移.
JP/JPE 奇偶性为偶数时转移.
JS 符号位为 "1" 时转移.
3>循环控制指令(短转移)
LOOP CX不为零时循环.
LOOPE/LOOPZ CX不为零且标志Z=1时循环.
LOOPNE/LOOPNZ CX不为零且标志Z=0时循环.
JCXZ CX为零时转移.
JECXZ ECX为零时转移.
4>中断指令
INT 中断指令
INTO 溢出中断
IRET 中断返回
5>处理器控制指令
HLT 处理器暂停, 直到出现中断或复位信号才继续.
WAIT 当芯片引线TEST为高电平时使CPU进入等待状态.
ESC 转换到外处理器.
LOCK 封锁 总线.
NOP 空操作.
STC 置进位标志位.
CLC 清进位标志位.
CMC 进位标志取反.
STD 置方向标志位.
CLD 清方向标志位.
STI 置中断允许位.
CLI 清中断允许位.
六、伪指令
───────────────────────────────────────
DW 定义字(2字节).
PROC 定义过程.
ENDP 过程结束.
SEGMENT 定义段.
ASSUME 建立段 寄存器寻址.
ENDS 段结束.
END 程序结束.
七、处理机控制指令：
标志处理指令 CLC（进位位置0指令）
CMC（进位位求反指令）
STC（进位位置为1指令）
CLD（方向标志置1指令）
STD（方向标志位置1指令）
CLI（中断标志置0指令）
STI（中断标志置1指令）
NOP（无操作）
HLT（停机）
WAIT（等待）
ESC（换码）
LOCK（封锁）
───────────────────────────────────────
它们在存贮器和寄存器、寄存器和输入输出端口之间传送数据.
1. 通用数据传送指令.
MOV 传送字或字节.
MOVSX 先符号扩展,再传送.
MOVZX 先零扩展,再传送.
PUSH 把字压入堆栈.
POP 把字弹出堆栈.
PUSHA 把AX,CX,DX,BX,SP,BP,SI,DI依次压入堆栈.
POPA 把DI,SI,BP,SP,BX,DX,CX,AX依次弹出堆栈.
PUSHAD 把EAX,ECX,EDX,EBX,ESP,EBP,ESI,EDI依次压入堆栈.
POPAD 把EDI,ESI,EBP,ESP,EBX,EDX,ECX,EAX依次弹出堆栈.
BSWAP 交换32位寄存器里字节的顺序
XCHG 交换字或字节.( 至少有一个操作数为寄存器,段寄存器不可作为操作数)
CMPXCHG 比较并交换操作数.( 第二个操作数必须为累加器AL/AX/EAX )
XADD 先交换再累加.( 结果在第一个操作数里 )
XLAT 字节查表转换.
── BX 指向一张 256 字节的表的起点, AL 为表的索引值 (0-255,即
0-FFH); 返回 AL 为查表结果. ( [BX+AL]->AL )
2. 输入输出端口传送指令.
IN I/O端口输入. ( 语法: IN 累加器, {端口号│DX} )
OUT I/O端口输出. ( 语法: OUT {端口号│DX},累加器 )
输入输出端口由立即方式指定时, 其范围是 0-255; 由寄存器 DX 指定时,
其范围是 0-65535.
3. 目的地址传送指令.
LEA 装入有效地址.
例: LEA DX,string ;把偏移地址存到DX.
LDS 传送目标指针,把指针内容装入DS.
例: LDS SI,string ;把段地址:偏移地址存到DS:SI.
LES 传送目标指针,把指针内容装入ES.
例: LES DI,string ;把段地址:偏移地址存到ES:DI.
LFS 传送目标指针,把指针内容装入FS.
例: LFS DI,string ;把段地址:偏移地址存到FS:DI.
LGS 传送目标指针,把指针内容装入GS.
例: LGS DI,string ;把段地址:偏移地址存到GS:DI.
LSS 传送目标指针,把指针内容装入SS.
例: LSS DI,string ;把段地址:偏移地址存到SS:DI.
4. 标志传送指令.
LAHF 标志寄存器传送,把标志装入AH.
SAHF 标志寄存器传送,把AH内容装入标志寄存器.
PUSHF 标志入栈.
POPF 标志出栈.
PUSHD 32位标志入栈.
POPD 32位标志出栈.
二、算术运算指令
───────────────────────────────────────
ADD 加法.
ADC 带进位加法.
INC 加 1.
AAA 加法的ASCII码调整.
DAA 加法的十进制调整.
SUB 减法.
SBB 带借位减法.
DEC 减 1.
NEC 求反(以 0 减之).
CMP 比较.(两操作数作减法,仅修改标志位,不回送结果).
AAS 减法的ASCII码调整.
DAS 减法的十进制调整.
MUL 无符号乘法.
IMUL 整数乘法.
以上两条,结果回送AH和AL(字节运算),或DX和AX(字运算),
AAM 乘法的ASCII码调整.
DIV 无符号除法.
IDIV 整数除法.
以上两条,结果回送:
商回送AL,余数回送AH, (字节运算);
或 商回送AX,余数回送DX, (字运算).
AAD 除法的ASCII码调整.
CBW 字节转换为字. (把AL中字节的符号扩展到AH中去)
CWD 字转换为双字. (把AX中的字的符号扩展到DX中去)
CWDE 字转换为双字. (把AX中的字符号扩展到EAX中去)
CDQ 双字扩展. (把EAX中的字的符号扩展到EDX中去)
三、逻辑运算指令
───────────────────────────────────────
AND 与运算.
or 或运算.
XOR 异或运算.
NOT 取反.
TEST 测试.(两操作数作与运算,仅修改标志位,不回送结果).
SHL 逻辑左移.
SAL 算术左移.(=SHL)
SHR 逻辑右移.
SAR 算术右移.(=SHR)
ROL 循环左移.
ROR 循环右移.
RCL 通过进位的循环左移.
RCR 通过进位的循环右移.
以上八种移位指令,其移位次数可达255次.
移位一次时, 可直接用操作码. 如 SHL AX,1.
移位>1次时, 则由寄存器CL给出移位次数.
如 MOV CL,04
SHL AX,CL
四、串指令
───────────────────────────────────────
DS:SI 源串段寄存器 :源串变址.
ES:DI 目标串段寄存器:目标串变址.
CX 重复次数计数器.
AL/AX 扫描值.
D标志 0表示重复操作中SI和DI应自动增量; 1表示应自动减量.
Z标志 用来控制扫描或比较操作的结束.
MOVS 串传送.
( MOVSB 传送字符. MOVSW 传送字. MOVSD 传送双字. )
CMPS 串比较.
( CMPSB 比较字符. CMPSW 比较字. )
SCAS 串扫描.
把AL或AX的内容与目标串作比较,比较结果反映在标志位.
LODS 装入串.
把源串中的元素(字或字节)逐一装入AL或AX中.
( LODSB 传送字符. LODSW 传送字. LODSD 传送双字. )
STOS 保存串.
是LODS的逆过程.
REP 当CX/ECX<>0时重复.
REPE/REPZ 当ZF=1或比较结果相等,且CX/ECX<>0时重复.
REPNE/REPNZ 当ZF=0或比较结果不相等,且CX/ECX<>0时重复.
REPC 当CF=1且CX/ECX<>0时重复.
REPNC 当CF=0且CX/ECX<>0时重复.
五、程序转移指令
───────────────────────────────────────
1>无条件转移指令 (长转移)
JMP 无条件转移指令
CALL 过程调用
RET/RETF过程返回.
2>条件转移指令 (短转移,-128到+127的距离内)
( 当且仅当(SF XOR OF)=1时,OP1
JA/JNBE 不小于或不等于时转移.
JAE/JNB 大于或等于转移.
JB/JNAE 小于转移.
JBE/JNA 小于或等于转移.
以上四条,测试无符号整数运算的结果(标志C和Z).
JG/JNLE 大于转移.
JGE/JNL 大于或等于转移.
JL/JNGE 小于转移.
JLE/JNG 小于或等于转移.
以上四条,测试带符号整数运算的结果(标志S,O和Z).
JE/JZ 等于转移.
JNE/JNZ 不等于时转移.
JC 有进位时转移.
JNC 无进位时转移.
JNO 不溢出时转移.
JNP/JPO 奇偶性为奇数时转移.
JNS 符号位为 "0" 时转移.
JO 溢出转移.
JP/JPE 奇偶性为偶数时转移.
JS 符号位为 "1" 时转移.
3>循环控制指令(短转移)
LOOP CX不为零时循环.
LOOPE/LOOPZ CX不为零且标志Z=1时循环.
LOOPNE/LOOPNZ CX不为零且标志Z=0时循环.
JCXZ CX为零时转移.
JECXZ ECX为零时转移.
4>中断指令
INT 中断指令
INTO 溢出中断
IRET 中断返回
5>处理器控制指令
HLT 处理器暂停, 直到出现中断或复位信号才继续.
WAIT 当芯片引线TEST为高电平时使CPU进入等待状态.
ESC 转换到外处理器.
LOCK 封锁 总线.
NOP 空操作.
STC 置进位标志位.
CLC 清进位标志位.
CMC 进位标志取反.
STD 置方向标志位.
CLD 清方向标志位.
STI 置中断允许位.
CLI 清中断允许位.
六、伪指令
───────────────────────────────────────
DW 定义字(2字节).
PROC 定义过程.
ENDP 过程结束.
SEGMENT 定义段.
ASSUME 建立段 寄存器寻址.
ENDS 段结束.
END 程序结束.
七、处理机控制指令：
标志处理指令 CLC（进位位置0指令）
CMC（进位位求反指令）
STC（进位位置为1指令）
CLD（方向标志置1指令）
STD（方向标志位置1指令）
CLI（中断标志置0指令）
STI（中断标志置1指令）
NOP（无操作）
HLT（停机）
WAIT（等待）
ESC（换码）
LOCK（封锁）
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