ARM Cortex-M3 学习笔记(4-2)

最近在学ARM Cortex-M3，找了本号称很经典的书“An Definitive Guide to The ARM Cortex-M3”在看。这个系列学习笔记其实就是在学习这本书的过程中做的读书笔记。

第四章 指令系统
数据传送类指令
寄存器到寄存器传送：MOV 指令、MVN指令
MOV R8, R3; R8 = R3
MVN R8, R3; R8 = -R3
学过微机原理的都应记得，x86中一条MOV 指令存储器和寄存器间的任意传送。ARM 中是不行的，这也是CISC和RISC 内核的一个比较明显的区别。

存储器到寄存器传送：LDRx 指令、LDMxy指令
寄存器到存储器：STRx 指令、STMxy指令

LDRx 指令的x可以是B（byte）、H（half word）、D（Double word）或者省略（word），具体的用法如下：

示例	功能描述
LDRB Rd, [Rn, #offset]	从地址Rn+offset处读取一个字节送到Rd
LDRH Rd, [Rn, #offset]	从地址Rn+offset处读取一个半字送到Rd
LDR Rd, [Rn, #offset]	从地址Rn+offset处读取一个字送到Rd
LDRD Rd1, Rd2, [Rn, #offset]	从地址Rn+offset处读取一个双字(64位整数)送到Rd1（低32位）和Rd2（高32位）中。

 

STRx 指令的x同样可以是B（byte）、H（half word）、D（Double word）或者省略（word），具体的用法如下：

示例	功能描述
STRB Rd, [Rn, #offset]	把Rd中的低字节存储到地址Rn+offset处
STRH Rd, [Rn, #offset]	把Rd中的低半字存储到地址Rn+offset处
STR Rd, [Rn, #offset]	把Rd中的低字存储到地址Rn+offset处
STRD Rd1, Rd2, [Rn, #offset]	把Rd1（低32位）和Rd2（高32位）表达的双字存储到地址Rn+offset处

 

LDRx和STRx指令还有一种带预索引的格式，下面举个例子（注意语句中的“！”）:

LDR.W R0,[R1, #20]! ;预索引

上面语句的意思是先把地址R1+offset处的值加载到R0，然后，R1 ßR1+ 20

还有一种后索引形式，注意与上面的预索引的区别（还要注意语句中没有“！”）：

STR.W R0, [R1], #-12 ;把R0的值存储到地址R1处。完毕后， R1ßR1+(-12)

 

LDMxy指令和STMxy指令可以一次传送更多的数据。

X可以为要I或D，I表示自增(Increment)，D表示自减（Decrement）。

Y可以为A或B，表示自增或自减的时机是在每次访问前(Before)还是访问后(After)。

另外，指令带有“.W”后缀表示这条指令是32位的Thumb-2指令，否则是16位的指令。

示例	功能描述
LDMIA Rd!, {寄存器列表}	从Rd处读取多个字，并依次送到寄存器列表中的寄存器。每读一个字后Rd自增一次，16位指令
LDMIA.W Rd!, {寄存器列表}	从Rd处读取多个字，并依次送到寄存器列表中的寄存器。每读一个字后Rd自增一次
STMIA Rd!, {寄存器列表}	依次存储寄存器列表中各寄存器的值到Rd给出的地址。每存一个字后Rd自增一次，16位指令
STMIA.W Rd!, {寄存器列表}	依次存储寄存器列表中各寄存器的值到Rd给出的地址。每存一个字后Rd自增一次
LDMDB.W Rd!, {寄存器列表}	从Rd处读取多个字，并依次送到寄存器列表中的寄存器。每读一个字前Rd自减一次
STMDB.W Rd!, {寄存器列表}	存储多个字到Rd处。每存一个字前Rd自减一次

 

这里需要特别注意！的含义，它表示要自增(Increment)或自减（Decrement）基址寄存器Rd的值，时机是在每次访问前(Before)或访问后(After)。比如：

假设 R8=0x8000，则

STMIA.W R8!, {R0-R3} ; R8值变为0x8010

STMIA.W R8, {R0-R3} ; R8值不变

 

上面两行代码都是将R0-R3共16个字节的数据存储到从0x8000开始的16个字节空间中，唯一的区别是第一条指令执行完后R8被更新为0x8010，而第二条指令不更新R8。

 

立即数的加载

MOV支持8位立即数加载，比如：

MOV R0, #0x12

 

32位指令MOVW（加载到寄存器的低16位）和MOVT（加载到寄存器的高16位）可以支持16位立即数加载。如果要加载32位的立即数，必须先使用MOVW，再使用MOVT，因为MOVW会清零高16位。

 

LDR 和ADR的区别

LDR和ADR都是伪指令，都可以用来加载一个立即数（也可以是一个地址），如果加载的是程序地址，LDR会自动地把LSB置位，ADR则不会：

LDR R0, =address1 ; R0= 0x4000 | 1

ADR R1, address1 ; R1= 0x4000。注意：没有“=”号

…

address1

0x4000: MOV R0, R1

 

特殊功能寄存器只能用MSR/MRS指令访问：

MRS , ;读特殊功能寄存器的值到通用寄存器

MSR , ;写通用寄存器的值到特殊功能寄存器

 

下面是两个例子：

MRS R0, PRIMASK ; 读取PRIMASK到R0中

MSR BASEPRI, R0 ;写入R0到BASEPRI中

 

但是需要注意大多数的特殊功能寄存器都只能在特权级下访问，非特权级下只能访问APSR