UMULL(Unsigned Multiply Long)為64位無符號乘法指令。指令將Rm和Rs中的值做無符號數(shù)相乘,結(jié)果的低32位保存到RsLo中,而高32位保存到RdHi中。
MLA(Multiply Accumulate)32位乘累加指令將Rm和Rs中的值相乘,再將乘積加上第3個操作數(shù),結(jié)果的最低32位保存到Rd中。
UMLAL(Unsigned Multiply Accumulate Long)為64位無符號長乘-累加指令。指令將Rm和Rs中的值做無符號數(shù)相乘,64位乘積與RdHi,RdLo相加,結(jié)果的低32位保存到RsLo中,而高32位保存到RdHi中。
SMULL(Signed Multiply Long)64位有符號長乘法指令。指令將Rm和Rs中的值做有符號數(shù)相乘,結(jié)果的低32位保存到RsLo中,而高32位保存到RdHi中。
SMLAL(Signed Multiply Accumulate Long)為64位有符號長乘法指令。指令將Rm和Rs中的值做有符號數(shù)相乘,64位乘積與RdHi,RdLo相加,結(jié)果的低32位保存到RsLo中,而高32位保存到RdHi中。
跳轉(zhuǎn)指令B使程序跳轉(zhuǎn)到指定的地址執(zhí)行程序。帶連接的跳轉(zhuǎn)指令BL將下一條指令的地址拷貝到r14(即返回地址連接寄存器LR)寄存器中,然后跳轉(zhuǎn)到指定地址運行程序。需要注意的是,這兩條指令和目標地址處的指令都要屬于ARM指令集。兩條指令都可以根據(jù)CPSR中的條件標志位的值決定指令是否執(zhí)行。
帶狀態(tài)切換的跳轉(zhuǎn)指令BX使程序跳轉(zhuǎn)到指令中指定的參數(shù)Rm指定的地址執(zhí)行程序,Rm的第0位拷貝到CPSR中T位,位[31∶1]移入PC。若Rm的bit[0]為1,則跳轉(zhuǎn)時自動將CPSR中的標志位T置位,即把目標地址的代碼解釋為Thumb代碼;若Rm的位bit[0]為0,則跳轉(zhuǎn)時自動將CPSR中的標志位T復(fù)位,即把目標地址代碼解釋為ARM代碼
帶連接和狀態(tài)切換的跳轉(zhuǎn)指令BLX(Branch with Link Exchange)使用標號,用于使程序跳轉(zhuǎn)到Thumb狀態(tài)或從Thumb狀態(tài)返回。該指令為無條件執(zhí)行指令,并用分支寄存器的最低位來更新CPSR中的T位,將返回地址寫入到連接寄存器LR中。
帶連接和狀態(tài)切換的跳轉(zhuǎn)指令BLX(Branch with Link Exchange)使用一個寄存器中的絕對地址,用于使程序跳轉(zhuǎn)到Thumb狀態(tài)或從Thumb狀態(tài)返回。該指令用分支寄存器的最低位來更新CPSR中的T位,將返回地址寫入到連接寄存器LR中。
ARM體系結(jié)構(gòu)允許通過增加協(xié)處理器來擴展指令集。最常用的協(xié)處理器是用于控制片上功能的系統(tǒng)協(xié)處理器。例如控制Cache和存儲管理單元的CP15寄存器。此外,還有用于浮點運算的浮點ARM協(xié)處理器,各生產(chǎn)商還可以根據(jù)需要開發(fā)自己的專用協(xié)處理器。
ARM指令集提供了兩條指令,可直接控制程序狀態(tài)寄存器psr。MRS指令用于把cpsr或者spsr的值傳送到一個寄存器;MSR與之相反,它將一個寄存器的內(nèi)容傳送到cpsr或者spsr。這兩條指令結(jié)合,可用于對cpsr和spsr進行讀/寫操作。
ARMv5及其以上版本提供了一條新的指令——零計數(shù)指令CLZ(Count Leading Zeros)。該指令用于計算最高符號位與第一個1之間的0的個數(shù)。當一些操作數(shù)需要規(guī)范化(使其最高位為1)時,該指令用于計算操作數(shù)需要左移的位數(shù)。
交換指令是load/Store指令的一種特殊形式。該指令將一個存儲器單元內(nèi)容與指定的寄存器內(nèi)容相交換。交換指令為進程間同步提供了一種方便的解決途徑。該指令產(chǎn)生一對原子Load/Store操作,該操作發(fā)生在一個連續(xù)的總線操作中,在操作期間阻止其他任何指令對該存儲單元的讀/寫。
ARM指令集中提供了兩條產(chǎn)生異常的指令,通過這兩條指令可以用軟件的方法實現(xiàn)異常。表9.4總結(jié)了ARM異常產(chǎn)生指令。
Thumb指令集支持寄存器的裝載和存儲,即LDR和STR指令。8和類型的Load/Store指令在Thumb指令集中可用。這些指令使用兩種尋址模式:寄存器偏移和立即數(shù)偏移。指令所能存取的數(shù)據(jù)包括字、半字和字節(jié),同時半字和字節(jié)可以為有符號數(shù)或無符號數(shù)。
Thumb中有兩個分支跳轉(zhuǎn)指令的變體,第一個變體與ARM版本指令相似,可條件執(zhí)行,跳轉(zhuǎn)被限制在有符號8位立即數(shù)所表示的范圍內(nèi),或者是±256B。第二個變體不可條件執(zhí)行(沒有條件碼部分),但擴展了有效跳轉(zhuǎn)范圍,跳轉(zhuǎn)范圍為有符號11位立即數(shù)表示的范圍,即±2048B。
ARM匯編器支持ARM偽指令,這些偽指令在匯編階段被翻譯成ARM或者Thumb(或Thumb-2)指令(或指令序列)。ARM偽指令包含ADR、ADRL、MOV32和LDR。
程序符號。通常為地址標號(label)。在指令和偽指令中通常為標號;在一些偽操作中符號可能是變量或常數(shù)。詳見ARM偽操作一節(jié)。
armasm是ARM匯編語言的交叉編譯器,本節(jié)將詳細介紹它的使用方法。
Thumb指令集把32位ARM指令集的一個子集編碼為一個16位的指令集。在16位外部數(shù)據(jù)總線寬度下,ARM處理器上使用Thumb指令的性能要比使用ARM指令的性能更好。