ARM指令尋址方式之：內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令尋址

時(shí)間：2018-06-14 17:00:01

關(guān)鍵字： ARM 基礎(chǔ)教程指令尋址內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令尋址語(yǔ)法格式

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[導(dǎo)讀]根據(jù)內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令的分類(lèi)，內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令的尋址方式可以分為以下幾種。 ① 字及無(wú)符號(hào)字節(jié)的Load/Store指令的尋址方式。 ② 雜類(lèi)Load/Store指令的尋址方式。 ③ 批量Load/Store指令的尋址方式。 ④ 協(xié)處理器Load/Store指令的尋址方式。

4.2 內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令尋址

根據(jù)內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令的分類(lèi)，內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令的尋址方式可以分為以下幾種。

① 字及無(wú)符號(hào)字節(jié)的Load/Store指令的尋址方式。

② 雜類(lèi)Load/Store指令的尋址方式。

③ 批量Load/Store指令的尋址方式。

④ 協(xié)處理器Load/Store指令的尋址方式。

4.2.1 字及無(wú)符號(hào)字節(jié)的Load/Store指令的尋址方式

字及無(wú)符號(hào)字節(jié)的Load/Store指令語(yǔ)法格式如下：

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，<addressing_mode>

其中<addressing_mode>共有9種尋址方式，如表4.2所示。

表4.2 字及無(wú)符合字節(jié)的Load/Store指令的尋址方式

格式

模式

[Rn，#±<offset_12>]

立即數(shù)偏移尋址

（Immediate offset）

[Rn，±Rm]

寄存器偏移尋址

（Register offset）

[Rn，Rm，<shift>#< offset_12>]

帶移位的寄存器偏移尋址

（Scaled register offset）

[Rn，#±< offset_12>]!

立即數(shù)前索引尋址

（Immediate pre-indexed）

[Rn，±Rm]!

寄存器前索引尋址

（Register post-indexed）

[Rn，Rm，<shift>#< offset_12>]!

帶移位的寄存器前索引尋址

(Scaled register pre-indexed)

[Rn]，#±< offset_12>

立即數(shù)后索引尋址

(Immediate post-indeded)

[Rn]，±<Rm>

寄存器后索引尋址

(Register post-indexed)

[Rn]，±<Rm>，<shift>#< offset_12>

帶移位的寄存器后索引尋址

(Scaled register post-indexed)

字及無(wú)符號(hào)字節(jié)的Load/Store指令的解碼格式如圖4.13所示。

圖4.13 字及無(wú)符號(hào)字節(jié)的Load/Store指令的解碼格式

編碼格式中各位的含義如表4.3所示。

表4.3 字和無(wú)符號(hào)半字Load/Store指令編碼格式各位含義

位標(biāo) 識(shí)

取值

含義

P=0

使用后索引尋址

P=1

使用偏移地址或前索引尋址（由W位決定）

U=0

訪(fǎng)問(wèn)的地址=基址寄存器的值-偏移量（offset）

U=1

訪(fǎng)問(wèn)的地址=基址寄存器的值+偏移量（offset）

B=0

字訪(fǎng)問(wèn)Load/Store

B=1

無(wú)符號(hào)字節(jié)訪(fǎng)問(wèn)Load/Store

W=0

如果P=0，該指令為L(zhǎng)DR、LDRB、STR或STRB指令，且內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令為正常訪(fǎng)問(wèn)指令；如果P=1，指令執(zhí)行不更新基地址

W=1

如果P=0，該指令為L(zhǎng)DRBT、LDRT、STRBT或STRT，且指令為非特權(quán)（用戶(hù)模式）訪(fǎng)問(wèn)指令；如果P=1，計(jì)算內(nèi)存地址并更新基地址

L=0

Store指令

L=1

Load指令

1．[Rn，#±<offset_12>]

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.14所示。

圖4.14 內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——立即數(shù)偏移尋址編碼格式

內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址為基址寄存器Rn的值加（或減）立即數(shù)offset_12。

編程中，在訪(fǎng)問(wèn)結(jié)構(gòu)體或記錄（record）類(lèi)型的變量時(shí)，這些內(nèi)存的操作指令是十分有效的。另外，在子程序中也常用這些指令訪(fǎng)問(wèn)本地變量和堆棧。

（2）語(yǔ)法格式

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，#±<offset_12>]

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <offset_12>為12位立即數(shù)，內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量。

（3）操作偽代碼

If U = = 1 then

Address = Rn + offset_12

Else

Address = Rn – offset_12

（4）說(shuō)明

① 如果指令中沒(méi)有指定立即數(shù)，使用[<Rn>]，編譯器按[<Rn>，＃0]形式編碼。

② 如果Rn被指定為程序計(jì)數(shù)器r15，其值為當(dāng)前指令地址加8。

2．[Rn，±Rm]

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.15所示。

圖4.15 內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——寄存器偏移尋址編碼格式

內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址為基址寄存器Rn的值加（或減）偏移寄存器Rm的值。

該尋址方式適合使用指針訪(fǎng)問(wèn)字節(jié)數(shù)組中的數(shù)據(jù)成員。

（2）語(yǔ)法格式

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<Rm>]

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量。

（3）操作偽代碼

If U = = 1 then

Address = Rn + Rm

Else

Address = Rn – Rm

（4）說(shuō)明

如果Rn被指定為程序計(jì)數(shù)器r15，其值為當(dāng)前指令地址加8；如果r15被用作偏移地址寄存器Rm的值，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

3．[Rn，Rm，<shift>#< offset_12>]

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.16所示。

圖4.16 內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——帶移位的寄存器偏移尋址編碼格式

內(nèi)存地址為Rn的值加/減通過(guò)移位操作后的Rm的值。

當(dāng)數(shù)組中的成員長(zhǎng)度大于1個(gè)字節(jié)時(shí)，使用該尋址方式可高效率地訪(fǎng)問(wèn)數(shù)組成員。

（2）語(yǔ)法格式

語(yǔ)法格式有以下5種。

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，LSL #< offset_12>]

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，LSR #< offset_12>]

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，ASR #< offset_12>]

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，ROR #< offset_12>]

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，RRX]

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量；

· LSL表示邏輯左移操作；

· LSR表示邏輯右移操作；

· ASR表示算術(shù)右移操作；

· ROR表示循環(huán)右移操作；

· RRX表示擴(kuò)展的循環(huán)右移。

· <shift_imm>為移位立即數(shù)。

（3）操作偽代碼

Case shift of

0b00 /*LSL*/

Index = Rm logic_shift_left shift_imm

0b01 /*LSR*/

If shift_imm = = 0 then /*LSR #32*/

Index = 0

Else

Index = Rm logical_shift_right shift_imm

0b10 /*ASR*/

If shift_imm = = 0 then /*ASR #32*/

If Rm[31] = = 1 then

Index = 0xffffffff

Else

Index = 0

Else

Index = Rm Arithmetic_shift_Right shift_imm

0b11 /* ROR or RRX*/

If shift_imm = = 0 then /*RRX*/

Index = (C flag Logical_shift_left 31) OR

(Rm logical_shift_Right 1)

Else /*ROR*/

Index = Rm Rotate_Right shift_imm

Endcase

If U = = 1 then

Address = Rn + index

Else /*U = = 0*/

Address = Rn – index

（4）說(shuō)明

如果Rn被指定為程序計(jì)數(shù)器r15，其值為當(dāng)前指令地址加8；如果r15被用作偏移地址寄存器Rm的值，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

4．[Rn，#±< offset_12>]!

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.17所示。

圖4.17 內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——前索引立即數(shù)偏移尋址編碼格式

內(nèi)存地址為基址寄存器Rn加/減立即數(shù)offset_8的值。當(dāng)指令執(zhí)行的條件<cc>滿(mǎn)足時(shí)，生成的地址寫(xiě)回基址寄存器Rn中。

該尋址方式適合訪(fǎng)問(wèn)數(shù)組自動(dòng)進(jìn)行數(shù)組下標(biāo)的更新。

（2）語(yǔ)法格式

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<offset_12>] ！

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <offset_12>為12位立即數(shù)，內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量；

· ！設(shè)置指令編碼中的W位，更新指令基址寄存器。

（3）操作偽代碼

If U == 1 then

Address = Rn + offset_12

Else

Address = Rn – offset_12

If ConditionPassed{cond} then

Rn = address

（4）說(shuō)明

① 如果指令中沒(méi)有指定立即數(shù)，使用[<Rn>]，編譯器按[<Rn>，＃0] ! 形式編碼。

② 如果Rn被指定為程序計(jì)數(shù)器r15，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

5．[Rn，±Rm]！

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.18所示。

圖4.18 內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——前索引寄存器偏移尋址編碼格式

內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址為基址寄存器Rn的值加（或減）偏移寄存器Rm的值。當(dāng)指令的執(zhí)行條件<cc>滿(mǎn)足時(shí)，生成地地址將寫(xiě)回基址寄存器。

（2）語(yǔ)法格式

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<Rm>]

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量；

· ！設(shè)置指令編碼中的W位，更新指令基址寄存器。

（3）操作偽代碼

If U = = 1 then

Address = Rn + Rm

Else

Address = Rn – Rm

If ConditionPassed{cond} then

Rn = address

（4）說(shuō)明

如果Rn和Rm指定為同一寄存器，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

6．[Rn，±Rm，<shift>#< offset_12>]！

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.19所示。

圖4.19 內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——帶移位的前索引寄存器偏移尋址編碼格式

內(nèi)存地址為Rn的值加/減通過(guò)移位操作后的Rm的值。當(dāng)指令的執(zhí)行條件<cc>滿(mǎn)足時(shí)，生成地地址將寫(xiě)回基址寄存器。

（2）語(yǔ)法格式

語(yǔ)法格式有以下5種。

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，LSL #< offset_12>] ！

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，LSR #< offset_12>] ！

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，ASR #< offset_12>] ！

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，ROR #< offset_12>] ！

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，RRX] ！

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量；

· LSL表示邏輯左移操作；

· LSR表示邏輯右移操作；

· ASR表示算術(shù)右移操作；

· ROR表示循環(huán)右移操作；

· RRX表示擴(kuò)展的循環(huán)右移。

· <shift_imm>為移位立即數(shù)。

· ！設(shè)置指令編碼中的W位，更新指令基址寄存器。

（3）操作偽代碼

Case shift of

0b00 /*LSL*/

Index = Rm logic_shift_left shift_imm

0b01 /*LSR*/

If shift_imm = = 0 then /*LSR #32*/

Index = 0

Else

Index = Rm logical_shift_right shift_imm

0b10 /*ASR*/

If shift_imm = = 0 then /*ASR #32*/

If Rm[31] = = 1 then

Index = 0xffffffff

Else

Index = 0

Else

Index = Rm Arithmetic_shift_Right shift_imm

0b11 /* ROR or RRX*/

If shift_imm = = 0 then /*RRX*/

Index = (C flag Logical_shift_left 31) OR

(Rm logical_shift_Right 1)

Else /*ROR*/

Index = Rm Rotate_Right shift_imm

Endcase

If U = = 1 then

Address = Rn + index

Else /*U = = 0*/

Address = Rn – index

If ConditionPassed{cond} then

Rn = address

（4）說(shuō)明

① 當(dāng)PC用作基址寄存器Rn或Rm時(shí)，指令執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

② 當(dāng)Rn和Rm是同一個(gè)寄存器時(shí)，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

7．[Rn]，#±< offset_12>

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.20所示。

圖4.20 內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——后索引立即數(shù)偏移尋址編碼格式

指令使用基址寄存器Rn的值作為實(shí)際內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址。當(dāng)指令的執(zhí)行條件滿(mǎn)足時(shí)，將基址寄存器的值加/減偏移量產(chǎn)生新的地址值回寫(xiě)到Rn寄存器中。

（2）語(yǔ)法格式

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>]，±<offset_12>

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <offset_12>為12位立即數(shù)，內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量。

（3）操作偽代碼

Address = Rn

If conditionPassed{cond} then

If U = = 1 then

Rn = Rn + offset_12

Else

Rn = Rn – offset_12

（4）說(shuō)明

① LDRBT、LDRT、STRBT和STRT指令只支持后索引尋址。

② 如果Rn被指定為程序計(jì)數(shù)器r15，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

8．[Rn]，±<Rm>

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.21所示。

圖4.21 內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——后索引寄存器偏移尋址編碼格式

指令訪(fǎng)問(wèn)地址為實(shí)際的基址寄存器的值。當(dāng)指令的執(zhí)行條件滿(mǎn)足時(shí)，將基址寄存器的值加/減索引寄存器Rm的值回寫(xiě)到Rn基址寄存器。

（2）語(yǔ)法格式

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[Rn]，±<Rm>

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量。

（3）操作偽代碼

Address = Rn

If conditionPassed{cond} then

If U = = 1 then

Rn = Rn + Rm

Else

Rn = Rn – Rm

（4）說(shuō)明

① LDRBT、LDRT、STRBT和STRT指令只支持后索引尋址。

② 如果Rm和Rn指定為同一寄存器，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

9．[Rn]，±Rm，<shift>#< offset_12>]

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.22所示。

圖4.22 內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——帶移位的后索引寄存器偏移尋址編碼格式

實(shí)際的內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址為寄存器Rn的值。當(dāng)指令的執(zhí)行條件滿(mǎn)足時(shí)，將基址寄存器值加/減一個(gè)地址偏移量產(chǎn)生新的地址值。

（2）語(yǔ)法格式

語(yǔ)法格式有以下5種。

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>]，±<Rm>，LSL #< offset_12>

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>]，±<Rm>，LSR #< offset_12>

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>]，±<Rm>，ASR #< offset_12>

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>]，±<Rm>，ROR #< offset_12>

LDR|STR{<cond>}{B}{T} <Rd>，[<Rn>]，±<Rm>，RRX

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量；

· LSL表示邏輯左移操作；

· LSR表示邏輯右移操作；

· ASR表示算術(shù)右移操作；

· ROR表示循環(huán)右移操作；

· RRX表示擴(kuò)展的循環(huán)右移。

· <shift_imm>為移位立即數(shù)。

（3）操作偽代碼

Address = Rn

Case shift of

0b00 /*LSL*/

Index = Rm logic_shift_left shift_imm

0b01 /*LSR*/

If shift_imm = = 0 then /*LSR #32*/

Index = 0

Else

Index = Rm logical_shift_right shift_imm

0b10 /*ASR*/

If shift_imm = = 0 then /*ASR #32*/

If Rm[31] = = 1 then

Index = 0xffffffff

Else

Index = 0

Else

Index = Rm Arithmetic_shift_Right shift_imm

0b11 /* ROR or RRX*/

If shift_imm = = 0 then /*RRX*/

Index = (C flag Logical_shift_left 31) OR

(Rm logical_shift_Right 1)

Else /*ROR*/

Index = Rm Rotate_Right shift_imm

Endcase

If ConditionPassed{cond} then

If U = = 1 then

Rn = Rn + index

Else /*U = = 0*/

Rn = Rn – index

（4）說(shuō)明

① LDRBT、LDRT、STRBT和STRT指令只支持后索引尋址。

② 當(dāng)PC用作基址寄存器Rn或Rm時(shí)，指令執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

③ 當(dāng)Rn和Rm是同一個(gè)寄存器時(shí)，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

4.2.2 雜類(lèi)Load/Store指令的尋址方式

使用該類(lèi)尋址方式的指令的語(yǔ)法格式如下。

LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D <Rd>，<addressing_mode>

使用該類(lèi)尋址方式的指令包括：（有符號(hào)/無(wú)符號(hào)）半字Load/Store指令、有符號(hào)字節(jié)Load/Store指令和雙字Load/Store指令。

該類(lèi)尋址方式分為6種類(lèi)型，如表4.4所示。

表4.4 雜類(lèi)Load/Store指令的尋址方式

格式

模式

[Rn，#±<offset_8>]

立即數(shù)偏移尋址

（Immediate offset）

[Rn，±Rm]

寄存器偏移尋址

（Register offset）

[Rn，#±< offset_8>]!

立即數(shù)前索引尋址

（Immediate pre-indexed）

[Rn，±Rm]!

寄存器前索引尋址

（Register post-indexed）

[Rn]，#±< offset_8>

立即數(shù)后索引尋址

(Immediate post-indeded)

[Rn]，±<Rm>

寄存器后索引尋址

(Register post-indexed)

雜類(lèi)Load/Store指令的解碼格式如圖4.23所示。

圖4.23 雜類(lèi)Load/Store指令解碼格式

編碼格式中各標(biāo)志位的含義如表4.5所示。

表4.5 雜類(lèi)Load/Store指令編碼格式各標(biāo)志位含義

位標(biāo) 識(shí)

取值

含義

P=0

使用后索引尋址

P=1

使用偏移地址或前索引尋址（由W位決定）

續(xù)表

位標(biāo) 識(shí)

取值

含義

U=0

訪(fǎng)問(wèn)的地址=基址寄存器的值-偏移量（offset）

U=1

訪(fǎng)問(wèn)的地址=基址寄存器的值+偏移量（offset）

W=0

如果P=0，使用后索引尋址；P=1，指令不改變基址寄存器的值

W=1

如果P=0，未定義指令；如果P=1，將計(jì)算的內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址回寫(xiě)到基址寄存器

L=0

Store指令

L=1

Load指令

S=0

無(wú)符號(hào)半字內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)

S=1

有符號(hào)半字內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)

H=0

字節(jié)訪(fǎng)問(wèn)

H=1

半字訪(fǎng)問(wèn)

注意

當(dāng)S=0并且H=0時(shí)，并非無(wú)符號(hào)的字節(jié)內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令。無(wú)符號(hào)的內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令不使用該種尋址方式，詳見(jiàn)本章上一節(jié)。

當(dāng)S=1并且L=0時(shí)，并非是有符號(hào)的存儲(chǔ)指令，而是未定義指令。ARM指令并未區(qū)分有符號(hào)和無(wú)符號(hào)的字節(jié)和半字存儲(chǔ)。

1．[Rn，#±<offset_8>]

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.24所示。

圖4.24 雜項(xiàng)內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——立即數(shù)偏移尋址編碼格式

內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址為基址寄存器Rn的值加（或減）立即數(shù)offset_8。

編程中，在訪(fǎng)問(wèn)結(jié)構(gòu)體或記錄（record）類(lèi)型的變量時(shí)，這些內(nèi)存的操作指令是十分有效的。另外，在子程序中，也常用這些指令訪(fǎng)問(wèn)本地變量和堆棧。當(dāng)offset_8=0時(shí)，內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址即基址寄存器Rn的值。

（2）語(yǔ)法格式

LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D <Rd>，[<Rn>，#±<offset_12>]

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址。

· <offset_8>為8位立即數(shù)，內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量。

（3）操作偽代碼

offset_8 = (immedH << 4) OR immedL

If U = = 1 then

Address = Rn + offset_8

Else

Address = Rn – offset_8

（4）說(shuō)明

① 如果指令中沒(méi)有指定立即數(shù)，使用[<Rn>]，編譯器按[<Rn>，＃0]形式編碼。

② 如果Rn被指定為程序計(jì)數(shù)器r15，其值為當(dāng)前指令地址加8。

2．[Rn，±Rm]

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.25所示。

圖4.25 雜項(xiàng)內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——寄存器偏移尋址編碼格式

內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址為基址寄存器Rn的值加（或減）偏移寄存器Rm的值。

該尋址方式適合使用指針訪(fǎng)問(wèn)數(shù)組中的單個(gè)數(shù)據(jù)成員。

（2）語(yǔ)法格式

LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D <Rd>，[<Rn>，±<Rm>]

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量。

（3）操作偽代碼

If U = = 1 then

Address = Rn + Rm

Else

Address = Rn – Rm

（4）說(shuō)明

如果Rn被指定為程序計(jì)數(shù)器r15，其值為當(dāng)前指令地址加8；如果r15被用作偏移地址寄存器Rm的值，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

3．[Rn，#±< offset_8>]!

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.26所示。

圖4.26 雜類(lèi)內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——前索引立即數(shù)偏移尋址編碼格式

內(nèi)存地址為基址寄存器Rn加/減立即數(shù)offset_8的值。當(dāng)指令執(zhí)行的條件<cc>滿(mǎn)足時(shí)，生成的地址寫(xiě)回基址寄存器Rn中。

該尋址方式適合訪(fǎng)問(wèn)數(shù)組自動(dòng)進(jìn)行數(shù)組下標(biāo)的更新。

（2）語(yǔ)法格式

LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D <Rd>，[<Rn>，±<offset_8>] ！

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <offset_8>為8位立即數(shù)，內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量，在指令編碼格式中被拆為immedH和immedL兩部分；

· ！設(shè)置指令編碼中的W位，更新指令基址寄存器。

（3）操作偽代碼

offset_8 = (immedH) << 4 OR immedL

If U == 1 then

Address = Rn + offset_8

Else

Address = Rn – offset_8

If ConditionPassed{cond} then

Rn = address

（4）說(shuō)明

① 如果指令中沒(méi)有指定立即數(shù)，使用[<Rn>]，編譯器按[<Rn>，＃0] ! 形式編碼。

② 如果Rn被指定為程序計(jì)數(shù)器r15，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

4．[Rn，±Rm] ！

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.27所示。

圖4.27 雜項(xiàng)內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——前索引寄存器偏移尋址編碼格式

（2）語(yǔ)法格式

LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D <Rd>，[<Rn>，±<Rm>]

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量；

· ！設(shè)置指令編碼中的W位，更新指令基址寄存器。

（3）操作偽代碼

If U = = 1 then

Address = Rn + Rm

Else

Address = Rn – Rm

If ConditionPassed{cond} then

Rn = address

（4）說(shuō)明

① 如果Rn和Rm指定為同一寄存器，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

② 如果程序計(jì)數(shù)器r15被用作Rm或Rn，則指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

5．[Rn]，#±< offset_8>

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.28所示。

圖4.28 雜項(xiàng)內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——后索引立即數(shù)偏移尋址編碼格式

指令使用基址寄存器Rn的值作為實(shí)際內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址。當(dāng)指令的執(zhí)行條件滿(mǎn)足時(shí)，將基址寄存器的值加/減偏移量生產(chǎn)新的地址值回寫(xiě)到Rn寄存器中。

（2）語(yǔ)法格式

LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D <Rd>，[<Rn>]，±<offset_8>

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <offset_8>為8位立即數(shù)，內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量。

（3）操作偽代碼

Address = Rn

Offset_8 = (immedH << 4) OR immedL

If conditionPassed{cond} then

If U = = 1 then

Rn = Rn + offset_8

Else

Rn = Rn – offset_8

（4）說(shuō)明

① 當(dāng)指令中沒(méi)有指定立即數(shù)時(shí)，匯編器按“[<Rn>]，＃0”編碼。

② 如果Rn被指定為程序計(jì)數(shù)器r15，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

6．[Rn]，±<Rm>

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.29所示。

圖4.29 雜項(xiàng)內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)指令——后索引寄存器偏移尋址編碼格式

（2）語(yǔ)法格式

LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D <Rd>，[Rn]，±<Rm>

其中：

· Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)地址偏移量。

（3）操作偽代碼

Address = Rn

If conditionPassed{cond} then

If U = = 1 then

Rn = Rn + Rm

Else

Rn = Rn – Rm

（4）說(shuō)明

① 程序寄存器r15被指定為Rm或Rn，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

② 如果Rm和Rn指定為同一寄存器，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

4.2.3 批量Load/Store指令尋址方式

批量Load/Store指令將一片連續(xù)內(nèi)存單元的數(shù)據(jù)加載到通用寄存器組中或?qū)⒁唤M通用寄存器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存單元中。

批量Load/Store指令的尋址模式產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)存單元的地址范圍，指令寄存器和內(nèi)存單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系滿(mǎn)足這樣的規(guī)則，即編號(hào)低的寄存器對(duì)應(yīng)于內(nèi)存中低地址單元，編號(hào)高的寄存器對(duì)應(yīng)于內(nèi)存中的高地址單元。

指令的語(yǔ)法格式如下。

LDM|STM{<cond>}<addressing_mode> <Rn>{!}，<registers><^>

指令的尋址方式如表4.6所示。

表4.6 批量Load/Store指令的尋址方式

格式

模式

IA（Increment After）

后遞增方式

IB（Increment Before）

先遞增方式

DA（Decrement After）

后遞減方式

DB（Decrement Before）

先遞減方式

指令的編碼格式如圖4.30所示。

圖4.30 批量Load/Store指令編碼格式

編碼格式中各標(biāo)志位的含義如表4.7所示。

表4.7 批量Load/Store指令編碼格式各標(biāo)志位含義

位標(biāo)識(shí)

取值

含義

P=0

Rn包含的地址，是所要訪(fǎng)問(wèn)的內(nèi)存塊的高地址（U=0）還是低地址（U=1）

P=1

標(biāo)識(shí)Rn所指向的內(nèi)存單元是否被訪(fǎng)問(wèn)

U=0

Rn所指內(nèi)存單元為所要訪(fǎng)問(wèn)的內(nèi)存單元塊的高地址

U=1

Rn所指內(nèi)存單元為所要訪(fǎng)問(wèn)的內(nèi)存單元塊的低地址

S=0

當(dāng)程序計(jì)數(shù)器PC作為要加載的寄存器之一時(shí)，S標(biāo)識(shí)是否將spsr內(nèi)容拷貝到cpsr；對(duì)于不加載PC的load指令和所有store指令，S標(biāo)識(shí)特權(quán)模式下，使用用戶(hù)模式寄存器組代替當(dāng)前模式下寄存器組

S=1

W=0

數(shù)據(jù)傳送完畢，更新地址寄存器內(nèi)容

W=1

L=0

Store指令

L=1

Load指令

1．IA尋址

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.31所示。

該尋址方式指定一片連續(xù)的內(nèi)存地址空間，地址空間的大小<address_length>等于寄存器列表中寄存器數(shù)目的4倍。內(nèi)存地址范圍起始地址<start_address>等于基址寄存器Rn的值。結(jié)束地址<end_address>等于起始地址<start_address>加上地址空間大小<address_length>。

圖4.31 批量Load/Store指令——后增加尋址

地址空間中的每個(gè)內(nèi)存單元對(duì)應(yīng)寄存器列表中的一個(gè)寄存器。編號(hào)低的寄存器對(duì)應(yīng)于內(nèi)存中低地址單元，編號(hào)高的寄存器對(duì)應(yīng)于內(nèi)存中的高地址單元。

當(dāng)指令執(zhí)行條件滿(mǎn)足并且指令編碼格式中W位置位，基址寄存器Rn的值等于內(nèi)存地址范圍結(jié)束地址<end_address>加4。

（2）語(yǔ)法格式

LDM|STM{<cond>}IA <Rn>{!}，<registers><^>

其中：

· IA標(biāo)識(shí)指令使用“后增加”尋址方式；

· Rn為基址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <registers>為指令操作的寄存器列表；

· <^>表示如果寄存器列表中包含程序計(jì)數(shù)器PC，是否將spsr拷貝到cpsr。

（3）操作偽代碼

Start_address = Rn

End_address = Rn + (Number_of_Set_Bits_In(register_list)*4) – 4

If conditionPassed(cond) and W = = 1 then

Rn = Rn + (Number_of_Set_Bits_In(register_list)*4)

2．DA尋址

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.32所示。

圖4.32 批量Load/Store指令——后遞減尋址

該尋址方式指定一片連續(xù)的內(nèi)存地址空間，地址空間的大小<address_length>等于寄存器列表中寄存器數(shù)目的4倍。內(nèi)存地址范圍起始地址<start_address>等于基址寄存器Rn的值減去地址空間大小<address_length>并加4。結(jié)束地址<end_address>等于基址寄存器的值。

當(dāng)指令執(zhí)行條件滿(mǎn)足并且指令編碼格式中W位置位時(shí)，基址寄存器Rn的值等于內(nèi)存地址范圍起始地址<start_address>減4。

（2）語(yǔ)法格式

LDM|STM{<cond>}IA <Rn>{!}，<registers><^>

其中：

· DA標(biāo)識(shí)指令使用“后遞減”尋址方式；

· Rn為基址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <registers>為指令操作的寄存器列表；

· <^>表示如果寄存器列表中包含程序計(jì)數(shù)器PC，是否將spsr拷貝到cpsr。

（3）操作偽代碼

Start_address = Rn – (Number_of_Set_Bits_In(register_list)*4) + 4

End_address = Rn

If conditionPassed(cond) and W = = 1 then

Rn = Rn - (Number_of_Set_Bits_In(register_list)*4)

3．IB尋址

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.33所示。

圖4.33 批量Load/Store指令——前增加尋址

該尋址方式指定一片連續(xù)的內(nèi)存地址空間，地址空間的大小<address_length>等于寄存器列表中寄存器數(shù)目的4倍。內(nèi)存地址范圍起始地址<start_address>等于基址寄存器Rn的值加4。結(jié)束地址<end_address>等于起始地址<start_address>加上地址空間大小<address_length>。

當(dāng)指令執(zhí)行條件滿(mǎn)足并且指令編碼格式中W位置位，基址寄存器Rn的值等于內(nèi)存地址范圍結(jié)束地址<end_address>。

（2）語(yǔ)法格式

LDM|STM{<cond>}IB <Rn>{!}，<registers><^>

其中：

· IB標(biāo)識(shí)指令使用“前增加”尋址方式；

· Rn為基址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <registers>為指令操作的寄存器列表；

· <^>表示如果寄存器列表中包含程序計(jì)數(shù)器PC，是否將spsr拷貝到cpsr。

（3）操作偽代碼

Start_address = Rn + 4

End_address = Rn + (Number_of_Set_Bits_In(register_list)*4)

If ConditionPassed(cond) and W= = 1 then

Rn = Rn + (Number_Of_Set_Bits_In(register_list)*4)

4．DB尋址

（1）編碼格式

指令的編碼格式如圖4.34所示。

圖4.34 批量Load/Store指令——前遞減尋址

該尋址方式指定一片連續(xù)的內(nèi)存地址空間，地址空間的大小<address_length>等于寄存器列表中寄存器數(shù)目的4倍。內(nèi)存地址范圍起始地址<start_address>等于基址寄存器Rn的值減地址空間的大小<address_length>。結(jié)束地址<end_address>等于基址寄存器的值減4。

當(dāng)指令執(zhí)行條件滿(mǎn)足并且指令編碼格式中W位置位，基址寄存器Rn的值等于內(nèi)存地址范圍起始地址<address_address>。

（2）語(yǔ)法格式

LDM|STM{<cond>}DB <Rn>{!}，<registers><^>

其中：

· DB標(biāo)識(shí)指令使用“前遞減”尋址方式；

· Rn為基址寄存器，包含內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的基地址；

· <registers>為指令操作的寄存器列表；

· <^>表示如果寄存器列表中包含程序計(jì)數(shù)器PC，是否將spsr拷貝到cpsr。

（3）操作偽代碼

Start_address = Rn - (Number_Of_Set_Bits_In(register_list)*4)

End_address = Rn - 4

If ConditionPassed(cond) and W = = 1 then

Rn = Rn – (Number_Of_Set_Bits_In(register_list)*4)

4.2.4 堆棧操作尋址方式

堆棧操作尋址方式和批量Load/Store指令尋址方式十分類(lèi)似。但對(duì)于堆棧的操作，數(shù)據(jù)寫(xiě)入內(nèi)存和從內(nèi)存中讀出要使用不同的尋址模式，因?yàn)檫M(jìn)棧操作（pop）和出棧操作（push）要在不同的方向上調(diào)整堆棧。

下面詳細(xì)討論如何使用合適的尋址方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的堆棧操作。

根據(jù)不同的尋址方式，將堆棧分為以下4種。

① Full棧：堆棧指針指向棧頂元素（last used location）。

② Empty棧：堆棧指針指向第一個(gè)可用元素（the first unused location）。

③ 遞減棧：堆棧向內(nèi)存地址減小的方向生長(zhǎng)。

④ 遞增棧：堆棧向內(nèi)存地址增加的方向生長(zhǎng)。

根據(jù)堆棧的不同種類(lèi)，將其尋址方式分為以下4種。

① 滿(mǎn)遞減FD（Full Descending）。

② 空遞減ED（Empty Descending）。

③ 滿(mǎn)遞增FA（Full Ascending）。

④ 空遞增EA（Empty Ascending）。

注意