arm汇编指令详细整理及实例详解

一、简介

本文主要整理了arm常用的汇编指令，同时通过实例进一步讲述语句的用法。

二、ARM 汇编指令说明

2.1 32位数据操作指令

名字	功能
ADC	带进位加法
ADD	加法
ADDW	宽加法（可以加 12 位立即数）
AND	按位与
ASR	算术右移
BIC	位清零（把一个数按位取反后，与另一个数逻辑与）
BFC	位段清零
BFI	位段插入
CMN	负向比较（把一个数和另一个数的二进制补码比较，并更新标志位）
CMP	比较两个数并更新标志位
CLZ	计算前导零的数目
EOR	按位异或
LSL	逻辑左移
LSR	逻辑右移
MLA	乘加
MLS	乘减
MOVW	把 16 位立即数放到寄存器的底16位，高16位清0
MOV	加载16位立即数到寄存器（其实汇编器会产生MOVW——译注）
MOVT	把 16 位立即数放到寄存器的高16位，低 16位不影响
MVN	移动一个数的补码
MUL	乘法
ORR	按位或
ORN	把源操作数按位取反后，再执行按位或（
RBIT	位反转（把一个 32 位整数先用2 进制表达，再旋转180度——译注）
REV	对一个32 位整数做按字节反转
REVH/REV16	对一个32 位整数的高低半字都执行字节反转
REVSH	对一个32 位整数的低半字执行字节反转，再带符号扩展成32位数
ROR	圆圈右移
RRX	带进位的逻辑右移一格（最高位用C 填充，且不影响C的值——译注）
SFBX	从一个32 位整数中提取任意的位段，并且带符号扩展成 32 位整数
SDIV	带符号除法
SMLAL	带符号长乘加（两个带符号的 32 位整数相乘得到 64 位的带符号积，再把积加到另一个带符号 64位整数中）
SMULL	带符号长乘法（两个带符号的 32 位整数相乘得到 64位的带符号积）
SSAT	带符号的饱和运算
SBC	带借位的减法
SUB	减法
SUBW	宽减法，可以减 12 位立即数
SXTB	字节带符号扩展到32位数
TEQ	测试是否相等（对两个数执行异或，更新标志但不存储结果）
TST	测试（对两个数执行按位与，更新标志但不存储结果）
UBFX	无符号位段提取
UDIV	无符号除法
UMLAL	无符号长乘加（两个无符号的 32 位整数相乘得到 64 位的无符号积，再把积加到另一个无符号 64位整数中）
UMULL	无符号长乘法（两个无符号的 32 位整数相乘得到 64位的无符号积）
USAT	无符号饱和操作（但是源操作数是带符号的——译注）
UXTB	字节被无符号扩展到32 位（高24位清0——译注）
UXTH	半字被无符号扩展到32 位（高16位清0——译注）

2.2 32位存储器数据传送指令

名字	功能
LDR	加载字到寄存器
LDRB	加载字节到寄存器
LDRH	加载半字到寄存器
LDRSH	加载半字到寄存器，再带符号扩展到 32位
LDM	从一片连续的地址空间中加载多个字到若干寄存器
LDRD	从连续的地址空间加载双字（64 位整数）到2 个寄存器
STR	存储寄存器中的字
STRB	存储寄存器中的低字节
STRH	存储寄存器中的低半字
STM	存储若干寄存器中的字到一片连续的地址空间中
STRD	存储2 个寄存器组成的双字到连续的地址空间中
PUSH	把若干寄存器的值压入堆栈中
POP	从堆栈中弹出若干的寄存器的值

2.3 32位转移指令

名字	功能
B	无条件转移
BL	转移并连接（呼叫子程序）
TBB	以字节为单位的查表转移。从一个字节数组中选一个8位前向跳转地址并转移
TBH	以半字为单位的查表转移。从一个半字数组中选一个16 位前向跳转的地址并转移

2.4 其它32位指令

名字	功能
LDREX	加载字到寄存器，并且在内核中标明一段地址进入了互斥访问状态
LDREXH	加载半字到寄存器，并且在内核中标明一段地址进入了互斥访问状态
LDREXB	加载字节到寄存器，并且在内核中标明一段地址进入了互斥访问状态
STREX	检查将要写入的地址是否已进入了互斥访问状态，如果是则存储寄存器的字
STREXH	检查将要写入的地址是否已进入了互斥访问状态，如果是则存储寄存器的半字
STREXB	检查将要写入的地址是否已进入了互斥访问状态，如果是则存储寄存器的字节
CLREX	在本地的处理上清除互斥访问状态的标记（先前由 LDREX/LDREXH/LDREXB做的标记）
MRS	加载特殊功能寄存器的值到通用寄存器
MSR	存储通用寄存器的值到特殊功能寄存器
NOP	无操作
SEV	发送事件
WFE	休眠并且在发生事件时被唤醒
WFI	休眠并且在发生中断时被唤醒
ISB	指令同步隔离（与流水线和 MPU等有关——译注）
DSB	数据同步隔离（与流水线、MPU 和cache等有关——译注）
DMB	数据存储隔离（与流水线、MPU 和cache等有关——译注）
DMB	数据存储器隔离。DMB 指令保证： 仅当所有在它前面的存储器访问操作都执行完毕后，才提交(commit)在它后面的存储器访问操作。
DSB	数据同步隔离。比 DMB 严格： 仅当所有在它前面的存储器访问操作都执行完毕后，才执行在它后面的指令（亦即任何指令都要等待存储器访 问操作——译者注）
ISB	指令同步隔离。最严格：它会清洗流水线，以保证所有它前面的指令都执行完毕之后，才执行它后面的指令。

三、实例讲解

3.1 MRS

将CPSR或SPSR的内容移动到一个通用寄存器

MRS R0，CPSR                         //传送CPSR的内容到R0
MRS R0，SPSR                         //传送 SPSR的内容到R0

3.2 MSR

将立即数或通用寄存器的内容加载到CPSR或SPSR的指定字段中

MSR CPSR，R0        //传送R0的内容到CPSR
MSR SPSR，R0        //传送R0的内容到SPSR
MSR CPSR_c，R0     //传送R0的内容到SPSR，但仅仅修改CPSR中的控制位域

3.3 PRIMASK

用于disable NMI和硬 fault之外的所有异常，它有效地把当前优先级改为 0（可编程 优先级中的最高优先级）。
CPS指令会更改CPSR中的一个或多个模式以及A、I和F位，但不更改其他CPSR位。CPSID就是中断禁止，CPSIE中断允许，

A：表示启用或禁止不精确的中止；I：表示启用或禁止IRQ中断；F：表示启用或禁止FIQ中断

3.4 FAULTMASK

CPSIE f; / CPSID f;MSR FAULTMASK,R0

FAULTMASK更绝，它把当前优先级改为-1。这么一来，连硬fault都被掩蔽了。使用方案与
PRIMASK的相似。但要注意的是，FAULTMASK会在异常退出时自动清零。

3.5 BX指令

BX{条件} 目标地址
BX 指令跳转到指令中所指定的目标地址，目标地址处的指令既可以是ARM 指令，也可以是Thumb指令。

3.6 零寄存器 wzr、xzr

因为我们在使用 str 的是没法使用立即数 0 给寄存器赋值，所以 wzr xzr就是干这个事情的。是一个比较特殊又常常见到的寄存器。

3.7 立即寻址指令

SUBS R0,R0,#1   //R0 减 1 ，结果放入 R0 ，并且影响标志位
MOV R0,#0xFF000 //将立即数 0xFF000 装入 R0 寄存器 寄存器寻址指令举例如下： 
MOV R1,R2    //将 R2 的值存入 R1
SUB R0,R1,R2 //将 R1 的值减去 R2 的值，结果保存到 R0

3.8 寄存器间接寻址指令

LDR R1,[R2]    //将 R2 指向的存储单元的数据读出保存在 R1 中 
SWP R1,R1,[R2] //将寄存器 R1 的值和 R2 指定的存储单元的内容交换，将R2的数值作为一个地址，将此地址处的数值与R1中的内容交换

3.9 寄存器移位寻址指令

MOV R0,R2,LSL #3     //R2 的值左移 3 位，结果放入R0 ，即是R0=R2×8 
ANDS R1,R1,R2,LSL R3  //R2 的值左移 R3 位，然后和R1相“与”操作，结果放入R1

3.10 基址寻址指令

LDR R2,[R3,#0x0C]  //读取 R3+0x0C 地址上的存储单元的内容，放入 R2 
STR R1,[R0,#-4]! 	//先 R0=R0-4 ，然后把 R1 的值寄存到 R0 指定的存储单元 

3.11 多寄存器寻址指令

LDMIA R1!,{R2-R7,R12}   //将 R1 指向的单元中的数据读出到R2 ～R7、R12 中 (R1自动加1) 
STMIA R0!,{R2-R7,R12}    //将寄存器 R2 ～ R7 、 R12 的值保存到 R0 指向的存储单元中(R0自动加1)

3.12 无条件转移B，BAL

举例： B LABEL ; LABEL为某个位置

CMP      x3,x4
B.CS     {pc}+0x10 ; 0xc000800094

BCC是指CPSR寄存器条件标志位为0时的跳转。结合CMP R3, R1，意思是比较R3 R1寄存器，当相等时跳转到环测试。因为CMP指令减去两个值并在CPSR中设置条件标志位。

3.13 条件转移

BEQ 相等
BNE 不等
BPL 非负
BMI 负
BCC 无进位
BCS 有进位
BLO 小于（无符号数）
BHS 大于等于（无符号数）
BHI 大于（无符号数）
BLS 小于等于（无符号数）
BVC 无溢出（有符号数）
BVS 有溢出（有符号数）
BGT 大于（有符号数）
BGE 大于等于（有符号数）
BLT 小于（有符号数）
BLE 小于等于（有符号数）

blr Xm：跳转到由Xm目标寄存器指定的地址处，同时将下一条指令存放到X30寄存器中。例如：blr x20.
br Xm：跳转到由Xm目标寄存器指定的地址处。不是子程序返回
ret {Xm}：跳转到由Xm目标寄存器指定的地址处。是子程序返回。Xm可以不写，默认是X30.

3.14 WFE 和 WFI 对比

wfi 和 wfe 指令都是让ARM核进入standby睡眠模式。wfi是直到有wfi唤醒事件发生才会唤醒CPU，wfe是直到wfe唤醒事件发生，这两类事件大部分相同。唯一不同之处在于wfe可以被其他CPU上的sev指令唤醒，sec指令用于修改event寄存器的指令。

WFE
Wait For Event，是否实现此指令是可选的。如果此指令未实现，它将作为NOP指令来执行。如果指令作为NOP在目标处理器上执行，汇编程序将生成诊断消息。

SEV
Set Event，其是否实现是可选的。如果未实现，它将作为NOP执行。如果指令作为NOP在目标上执行，汇编程序将生成诊断消息。
SEV在ARMv6T2中作为NOP指令执行。

IMPORT |Image$RW_IRAM1$Base|            //从别处导入data段的链接地址
IMPORT |Image$RW_IRAM1$Length|         //从别处导入data段的长度
IMPORT |Load$RW_IRAM1$Base|            //从别处导入data段的加载地址
IMPORT |Image$RW_IRAM1$ZI$Base|        //从别处导入ZI段的链接地址
IMPORT |Image$RW_IRAM1$ZI$Length|      //从别处导入ZI段的长度
Load$$region_name$$Base 	//Load address of the region.
Load$$region_name$$Length 	//Region length in bytes.
Load$$region_name$$Limit 	//Address of the byte beyond the end of the execution region.

//复制数据段
LDR R0, = |Load$RW_IRAM1$Base|           //将data段的加载地址存入R0寄存器
LDR R1, = |Image$RW_IRAM1$Base|   //将data段的链接地址存入R1寄存器
LDR R2, = |Image$RW_IRAM1$Length| //将data段的长度存入R2寄存器
CopyData                
SUB R2, R2, #4                      //每次复制4个字节的data段数据
LDR R3, [R0, R2]                    //把加载地址处的值取出到R3寄存器
STR R3, [R1, R2]                   //把取出的值从R3寄存器存入到链接地址                                        
CMP R2, #0                         //将计数和0相比较
BNE CopyData                      //如果不相等，跳转到CopyData标签处，相等则往下执行//清除BSS段
LDR R0, = |Image$RW_IRAM1$ZI$Base|   //将bss段的链接地址存入R1寄存器
LDR R1, = |Image$RW_IRAM1$ZI$Length| //将bss段的长度存入R2寄存器
CleanBss        
SUB R1, R1, #4                                                //每次清除4个字节的bss段数据
MOV R3, #0                                                  //将0存入r3寄存器
STR R3, [R0, R1]                                        //把R3寄存器存入到链接地址                                        
CMP R1, #0                                                 //将计数和0相比较
BNE CleanBss                       //如果不相等，跳转到CleanBss标签处，相等则往下执行IMPORT  mymain                                              //通知编译器要使用的标号在其他文件
BL                mymain                                    //跳转去执行main函数
B                .                                          //原地跳转，即处于循环状态
ENDP
ALIGN                                                      //填充字节使地址对齐
END                                                        //整个汇编文件结束