Thumb指令集之：Thumb數(shù)據(jù)處理指令

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11.4??Thumb數(shù)據(jù)處理指令

數(shù)據(jù)處理指令是指那些操作寄存器中數(shù)據(jù)的指令。Thumb指令集中的數(shù)據(jù)處理指令是ARM指令集數(shù)據(jù)處理指令的一個(gè)子集，其中包括MOV指令、算術(shù)指令、移位指令、邏輯指令、比較指令和乘法指令。表11.3列出了Thumb數(shù)據(jù)處理指令。

表11.3 Thumb狀態(tài)數(shù)據(jù)處理指令

助??記??符	說????明	操????作
ADC??Rd,Rm	帶進(jìn)位的32位加	Rd:=Rd+Rm+C?flag
ADD??Rd,Rn,Rm	32位加	Rd:=Rn+Rm
ADD??Rd,Rn,#0~#7	32位加	Rd:=Rn+3_bit_immed
ADD??Rd,#0~#277	32位加	Rd:=Rn+8_bit_immed
AND??Rd,Rm	邏輯與	Rd:=Rd?AND?Rm
ASR??Rd,Rm,#1~#32	算術(shù)右移	Rd:=Rm?ASR?5_bit_immed
ASR??Rd,Rs	算術(shù)右移	Rd:=Rm?ASR?Rs
BIC??Rd,Rm	位清零	Rd:=Rd?AND?NOT?Rm
CMN??Rn,Rm	32位取負(fù)比較	Rn+Rm?并設(shè)置標(biāo)志位
CMP??Rn,#0~#255	32位整數(shù)比較	Rn-8_bit_immed?并設(shè)置標(biāo)志位
CMP??Rn,Rm	32位整數(shù)比較	Rn-Rm?并設(shè)置標(biāo)志位
EOR??Rd,Rm	異或	Rd:=Rd?EOR?Rm
LSL??Rd,Rm,#0~#31	邏輯左移	Rd:=Rm?LSL?5_bit_immed
LSL??Rd,Rs	邏輯左移	Rd:=Rd?LSL?Rs
LSR??Rd,Rm,#1~#32	邏輯右移	Rd:=Rm?LSR?5_bit_immed
LSR??Rd,Rs	邏輯右移	Rd:=Rd?LSR?Rs
MOV??Rd,#0~#255	將數(shù)據(jù)送入寄存器	Rd:=8_bit_immed
MOV??Rd,Rn	將數(shù)據(jù)送入寄存器	Rd:=Rn
MUL??Rd,Rm	乘	Rd:=Rm*Rd
MVN??Rd,Rm	將32位數(shù)的“反”送入寄存器	Rd:=NOT?Rm
NEG??Rd,Rm	求反	Rd:=0-Rm
ORR??Rd,Rm	邏輯或	Rd:=Rd?OR?Rm
ROR??Rd,Rs	邏輯右移	Rd:=Rd?ROR?Rs
SBC??Rd,Rm	帶進(jìn)位減	Rd:=Rd-Rm-NOT(Carry?Flag)
SUB??Rd,Rn,Rm	減	Rd:=Rn-Rm
SUB??Rd,Rn,#0~#7	減	Rd:=Rn-3_bit_immed
SUB??Rd,#0~#255	減	Rd:=Rn-8_bit_immed
TST??Rn,Rm	位測(cè)試指令	Rn?AND?Rm?并更新標(biāo)志位

Thumb的數(shù)據(jù)處理指令與等價(jià)的ARM指令使用相同的格式。所有對(duì)r0～r7低8個(gè)寄存器操作的數(shù)據(jù)處理指令都更新條件標(biāo)志位，對(duì)r8～r14和PC高8個(gè)寄存器操作的指令除MOV指令外，其他指令均不改變條件標(biāo)志位。這些指令包括：

·??MOV??Rd，Rn

·??ADD??Rd，Rm

·??CMP??Rn，Rm

·??ADD??sp，＃0～＃508

·??SUB??sp，＃0～＃508

·??ADD??Rd，sp，＃0～＃1020

·??ADD??Rd，pc，＃0～＃1020

Thumb數(shù)據(jù)處理指令的基本語(yǔ)法格式分為以下8種。

①?<opcode1>??<Rd>，<Rn>，<Rm>

???<opcode1>：=ADD|SUB

②?<opcode2>??<Rd>，<Rn>，#<3_bit_immed>

???<opcode2>：=ADD|SUB

③?<opcode3>??<Rd>|<Rn>，#<8_bit_immed>

???<opcode3>：=ADD|SUB|MOV|CMP

④?<opcode4>??<Rd>，<Rm>，#<shift_immed>

???<opcode4>：=LSL|LSR|ASR

⑤?<opcode5>??<Rd>|<Rn>，<Rm>|<Rs>

???<opcode5>：=MVN|CMP|CMN|TST|ADC|SBC|NEG|MUL|LSL|LSR|ASR|ROR|AND|EOR|BIC

⑥?ADD??<Rd>，<reg>，#<8_bit_immed>

???<reg>：=SP|PC

⑦?<opcode6>??SP，SP，#<7_bit_immed>

???<opcode6>：=ADD|SUB

⑧?<opcode7>??<Rd>|<Rn>，<Rm>

???<opcode7>：=MOV|ADD|CMP

注意

上面的指令和語(yǔ)法格式中，3_bit_immed、7_bit_immed、8_bit_immed分別表示3位、7位、8位立即數(shù)。

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下面詳細(xì)介紹各指令的語(yǔ)法和使用。

11.4.1??ADC指令

（1）編碼格式

帶進(jìn)位的加法指令A(yù)DC的編碼格式如圖11.7所示。

圖11.7??ADC指令的編碼格式

帶進(jìn)位的ADC指令和加法指令A(yù)DD配合使用可以實(shí)現(xiàn)多字相加（multi-word），詳見ARM指令集介紹。

（2）指令的語(yǔ)法格式

ADC??<Rd>，<Rm>

①?<Rd>

第一個(gè)操作數(shù)寄存器，并且是操作結(jié)果的目的寄存器。

②?<Rm>

第二操作數(shù)寄存器。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rd+Rm+C?Flag

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd==0?then?1?else?0

C?Flag?=?CarryFrom{Rd+Rm+C?Flag}

V?Flag?=?OverflowFrom{Rd+Rm+C?Flag}

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

ADCS??<Rd>，<Rd>，<Rm>

11.4.2??小立即數(shù)加法指令A(yù)DD（1）

（1）編碼格式

立即數(shù)加法指令A(yù)DD（1）的編碼格式如圖11.8所示。

圖11.8??ADD（1）指令的編碼格式

ADD加法指令實(shí)現(xiàn)“小常數(shù)”的加法運(yùn)算，并將相加的結(jié)果保存到指定的寄存器中。

（2）指令的語(yǔ)法格式

ADD??<Rd>，<Rn>，＃<immed_3>

①?<Rd>

加法操作的目標(biāo)寄存器。

②?<Rn>

操作數(shù)寄存器。

③?＃<immed_3>

3位的立即數(shù)。該立即數(shù)將和寄存器<Rn>的值相加，并將結(jié)果保存到<Rd>中。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rn+immed_3

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd==0?then?1?else?0

C?Flag?=?CarryFrom{Rn+?immed_3}

V?Flag?=?OverflowFrom{Rn+?immed_3}

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

ADDS??<Rd>，<Rn>，＃<immed_3>

11.4.3??大立即數(shù)加法指令A(yù)DD（2）

（1）編碼格式

立即數(shù)加法指令A(yù)DD（2）的編碼格式如圖11.9所示。

圖11.9??ADD（2）指令的編碼格式

此中形式的ADD（2）指令將一個(gè)大的立即數(shù)（8?bit）與指定寄存器的值相加，并將運(yùn)算結(jié)果保存到此寄存器中。

（2）指令的語(yǔ)法格式

ADD??<Rd>，＃<immed_8>

①?<Rd>

加法操作的目標(biāo)寄存器。

②?＃<immed_8>

8位的立即數(shù)。該立即數(shù)將和寄存器<Rd>的值相加，并將結(jié)果保存到<Rd>中。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rd+immed_8

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd==0?then?1?else?0

C?Flag?=?CarryFrom{Rn+?immed_8}

V?Flag?=?OverflowFrom{Rn+?immed_8}

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

ADDS??<Rd>，<Rd>，＃<immed_8>

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11.4.4??寄存器加法指令A(yù)DD（3）

（1）編碼格式

寄存器加法指令A(yù)DD（3）的編碼格式如圖11.10所示。

圖11.10??ADD（3）指令的編碼格式

此種形式的加法指令將兩個(gè)寄存器的值相加，將結(jié)果放入第三個(gè)目標(biāo)寄存器，并根據(jù)操作結(jié)果更新標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

ADD??<Rd>，<Rn>，<Rm>

①?<Rd>

加法操作的目標(biāo)寄存器。

②?<Rn>

操作數(shù)寄存器。存放加法操作的第一個(gè)操作數(shù)。

③?<Rm>

操作數(shù)寄存器。存放加法操作的第二個(gè)操作數(shù)。

（3）指令操作的偽代碼

Rd=Rn+Rm

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=0?then?1?else?0

C?Flag?=?CarryFrom(Rn+Rm)

V?Flag?=?OverflowFrom(Rn+Rm)

11.4.5??寄存器加法指令A(yù)DD（4）

（1）編碼格式

寄存器加法指令A(yù)DD（4）的編碼格式如圖11.11所示。

圖11.11??ADD（4）指令的編碼格式

此種形式的加法指令將兩個(gè)寄存器的值相加，將結(jié)果放入第三個(gè)目標(biāo)寄存器。該指令不更新程序狀態(tài)字的標(biāo)志位。

注意

該指令與ADD（3）的區(qū)別在于其操作數(shù)寄存器。該指令的操作數(shù)寄存器為r8～r14和PC高寄存器。操作結(jié)果對(duì)程序狀態(tài)字的標(biāo)志位沒有影響。

（2）指令的語(yǔ)法格式

ADD??<Rd>，<Rm>

①?<Rd>

指令的操作數(shù)寄存器，其中保存加法操作的一個(gè)操作數(shù)，并將指令的操作結(jié)果放入該寄存器。取值范圍為r0～r15。

②?<Rm>

操作數(shù)寄存器。存放加法操作的第二個(gè)操作數(shù)?？梢詾閞0～r15的任意寄存器。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rd+Rm

11.4.6??PC相關(guān)加法指令A(yù)DD（5）

（1）編碼格式

寄存器加法指令A(yù)DD（5）的編碼格式如圖11.12所示。

圖11.12??ADD（5）指令的編碼格式

該指令將一個(gè)立即數(shù)和PC值相加，并將PC相關(guān)地址寫入目標(biāo)寄存器。立即數(shù)可以是0～1020范圍內(nèi)的任意數(shù)值的4倍。該指令不更新程序狀態(tài)字的標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

ADD??<Rd>，PC，＃<immed_8>×4

①?<Rd>

指令的目的寄存器，存放指令的操作結(jié)果。

②?PC

PC相關(guān)地址。

③?<immed_8>

加到PC值上的8位立即數(shù)。

（3）指令操作的偽代碼

Rd=（PC?AND?0xfffffffc）+（immed_8<<2）

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11.4.7??SP相關(guān)加法指令A(yù)DD（6）

（1）編碼格式

寄存器加法指令A(yù)DD（6）的編碼格式如圖11.13所示。

圖11.13??ADD（6）指令的編碼格式

該指令將一個(gè)立即數(shù)和SP值相加，并將SP相關(guān)地址寫入目標(biāo)寄存器。立即數(shù)可以是0～1020范圍內(nèi)的任意4的倍數(shù)。該指令不更新程序狀態(tài)字的標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

ADD??<Rd>，SP，＃<immed_8>×4

①?<Rd>

指令的目的寄存器，存放指令的操作結(jié)果。

②?SP

SP相關(guān)地址。

③?<immed_8>

該立即數(shù)的4倍將與SP值相加。

（3）指令操作的偽代碼

Rd=SP+（immed_8<<2）

11.4.8??SP相關(guān)加法指令A(yù)DD（7）

（1）編碼格式

寄存器加法指令A(yù)DD（6）的編碼格式如圖11.14所示。

該指令將一個(gè)立即數(shù)和SP值相加，并將SP相關(guān)地址寫回SP寄存器。立即數(shù)可以是0～508范圍內(nèi)的任意數(shù)值的4倍。該指令不更新程序狀態(tài)字的標(biāo)志位。

圖11.14??ADD（7）指令的編碼格式

（2）指令的語(yǔ)法格式

ADD??SP，＃<immed_7>×4

①?SP

SP相關(guān)地址，同時(shí)也為指令的目標(biāo)寄存器。

②?<immed_7>

指定的7位立即數(shù)，該立即數(shù)的4倍將與SP值相加。

11.4.9??邏輯與指令A(yù)ND

（1）編碼格式

邏輯與指令A(yù)ND的編碼格式如圖11.15所示。

圖11.15??AND指令的編碼格式

AND指令實(shí)現(xiàn)兩個(gè)寄存器值的按位“與”操作。程序狀態(tài)字的標(biāo)志位根據(jù)指令的執(zhí)行結(jié)果更新。

（2）指令的語(yǔ)法格式

AND??<Rd>，<Rm>

①?<Rd>

操作數(shù)寄存器，包含指令的第一個(gè)操作數(shù)。同時(shí)也為指令操作結(jié)果的目的寄存器。

②?<Rm>

操作數(shù)寄存器，保護(hù)指令的第二個(gè)操作數(shù)。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rd?AND?Rm

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?unaffected

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

ANDS??<Rd>，<Rd>，<Rm>

?

11.4.10??算術(shù)右移指令A(yù)SR（1）

（1）編碼格式

算術(shù)右移指令A(yù)SR（1）的編碼格式如圖11.16所示。

圖11.16??ASR（1）指令的編碼格式

這種形式的算術(shù)右移指令可以方便的實(shí)現(xiàn)將一個(gè)寄存器的值除以一個(gè)常數(shù)。該常數(shù)是以2為底的冪。

（2）指令的語(yǔ)法格式

ASR??<Rd>，<Rm>，＃<immed_5>

①?<Rd>

目的寄存器。用于存放指令操作的結(jié)果。

②?<Rm>

操作數(shù)寄存器。存放將要被右移的數(shù)據(jù)。

③?<immed_5>

指定右移的位數(shù)。該常數(shù)取值范圍為1～31。

（3）指令操作的偽代碼

If??immed_5?==?0

??????C?Flag?=?Rm[31]

??????If?Rm[31]?=?=0?then

???????????Rd?=?0

??????Else?/*Rm[31]?=?=1*/

???????????Rd?=?0xffffffff

Else?/*immed_5?>?0*/

??????C?Flag?=?Rm[immed_5-1]

??????Rd?=?Rm?Arithmetic_shift_Right?immed_5

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=0?then?1?else?0

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

MOVS??<Rd>，<Rm>，ASR#<immed_5>

注意

在ARMv5以前的體系結(jié)構(gòu)版本中，沒有單獨(dú)的Thumb移位指令。在ARMv6版本中已經(jīng)增加了位移指令，詳細(xì)信息請(qǐng)參加ARM體系結(jié)構(gòu)相關(guān)文檔。

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11.4.11??算術(shù)右移指令A(yù)SR（2）

（1）編碼格式

算術(shù)右移指令A(yù)SR（2）的編碼格式如圖11.17所示。

圖11.17??ASR（2）指令的編碼格式

此種形式的ASR指令的操作數(shù)均為寄存器。該指令根據(jù)指令的操作結(jié)果更新程序狀態(tài)字的標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

ASR??<Rd>，<Rs>

①?<Rd>

存放指令的操作數(shù)和操作結(jié)果。

②?<Rs>

指定操作數(shù)將要被移動(dòng)的位數(shù)。

（3）指令操作的偽代碼

If??Rs[7:0]?=?=?0?then

?????C?Flag?=?unaffected

?????Rd?=?unaffected

Else?if?Rs[7:0]?<?32?then

?????C?Flag?=?Rd[Rs[7:0]?-?1]

?????Rd?=?Rd?arithmetic_shift_Right?Rs[7:0]

Else?/*Rs[7:0]?>=?32*/

?????C?Flag?=?Rd[31]

?????If?Rd[31]?=?=?0?then

??????????Rd?=?0

?????Else?/*Rd[31]?=?=?1*/

??????????Rd?=?0xffffffff

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

MOVS??<Rd>，<Rd>，ASR<Rs>

11.4.12??位清零指令BIC

（1）編碼格式

位清零指令BIC的編碼格式如圖11.18所示。

圖11.18??BIC指令的編碼格式

BIC指令將兩個(gè)寄存器的值按位做“異或”操作。該指令根據(jù)指令的執(zhí)行結(jié)果更新程序狀態(tài)字的標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

BIC??<Rd>，<Rm>

①?<Rd>

存放指令的操作數(shù)和操作結(jié)果。

②?<Rm>

操作數(shù)寄存器，該寄存器中的數(shù)據(jù)的反碼將會(huì)和<Rd>中的值做“與”操作。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rd?AND?NOT?Rm

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?unaffected

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

BICS??<Rd>，<Rd>，<Rm>

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11.4.13??比較指令CMN

（1）編碼格式

比較指令CMN的編碼格式如圖11.19所示。

圖11.19??CMN指令的編碼格式

比較指令CMN將一個(gè)寄存器的值和另一個(gè)寄存器的值取負(fù)做比較，并根據(jù)比較結(jié)果更新程序狀態(tài)字的標(biāo)志位。程序中比較指令后通常跟條件執(zhí)行指令。

（2）指令的語(yǔ)法格式

CMN??<Rn>，<Rm>

①?<Rn>

操作數(shù)寄存器。用于存放指令的第一個(gè)操作數(shù)。

②?<Rm>

操作數(shù)寄存器。用于存放指令的第二個(gè)操作數(shù)。

（3）指令操作的偽代碼

Alu_out?=?Rn?+?Rm

N?Flag?=?alu_out[31]

Z?Flag?=?if?alu_out?=?=?0?then?1?else?0?

C?Flag?=?NOT?BorrowFrom(Rn?+?Rm)

V?Flag?=?OverflowFrom（Rn+Rm）

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

CMN??<Rn>，<Rm>

11.4.14??比較指令CMP（1）

（1）編碼格式

比較指令CMP（1）的編碼格式如圖11.20所示。

圖11.20??CMP（1）指令的編碼格式

比較指令CMP（1）將一個(gè)寄存器的值和8位立即數(shù)做比較，并根據(jù)比較結(jié)果更新程序狀態(tài)字的標(biāo)志位。程序中比較指令后通常跟條件執(zhí)行指令。

（2）指令的語(yǔ)法格式

CMP??<Rn>，＃<immed_8>

①?<Rn>

操作數(shù)寄存器。

②?<immed_8>

8位常數(shù)。將與寄存器<Rn>的值做比較。

（3）指令操作的偽代碼

Alu_out?=?Rn?–?immed_8

N?Flag?=?alu_out[31]

Z?Flag?=?if?alu_out?==?0?then?1?else?0

C?Flag?=?NOT?BorrowFrom(Rn?–?immed_8)

V?Flag?=?OverflowFrom(Rn?–?immed_8)

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

CMP??<Rn>，＃<immed_8>

11.4.15??比較指令CMP（2）

（1）編碼格式

比較指令CMP（2）的編碼格式如圖11.21所示。

圖11.21??CMP（2）指令的編碼格式

比較指令CMP（2）將兩個(gè)寄存器的值做比較，并根據(jù)比較結(jié)果更新程序狀態(tài)字的標(biāo)志位。程序中比較指令后通常跟條件執(zhí)行指令。

（2）指令的語(yǔ)法格式

CMP??<Rn>，<Rm>

①?<Rn>

操作數(shù)寄存器，存放比較的第一個(gè)操作數(shù)。

②?<Rm>

操作數(shù)寄存器，存放比較的第二個(gè)操作數(shù)。

（3）指令操作的偽代碼

alu_out?=?Rn?–?Rm

N?Flag?=?alu_out[31]

Z?Flag?=?if?alu_out?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?NOT?BorrowFrom(Rn?-?Rm)

V?Flag?=?OverflowFrom(Rn?-?Rm)

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

CMP??<Rn>，<Rm>

?

11.4.16??比較指令CMP（3）

（1）編碼格式

比較指令CMP（3）的編碼格式如圖11.22所示。

圖11.22??CMP（3）指令的編碼格式

比較指令CMP（3）將兩個(gè)寄存器的值做比較，其中一個(gè)寄存器為r8～r14或PC寄存器高16位。并根據(jù)比較結(jié)果更新程序狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位。程序中比較指令后通常跟條件執(zhí)行指令，實(shí)現(xiàn)指令的分支跳轉(zhuǎn)。

（2）指令的語(yǔ)法格式

CMP??<Rn>，<Rm>

①?<Rn>

操作數(shù)寄存器。保存將要進(jìn)行比較的第一個(gè)操作數(shù)，其取值可以為r0～r15的任意寄存器。

②?<Rm>

操作數(shù)寄存器。保存將要進(jìn)行比較的第二個(gè)操作數(shù)，其取值可以為r0～r15的任意寄存器。

（3）指令操作的偽代碼

alu_out?=?Rn?–?Rm

N?Flag?=?alu_out[31]

Z?Flag?=?if?alu_out?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?NOT?BorrowFrom(Rn?-?Rm)

V?Flag?=?OverflowFrom?(Rn?-?Rm)

注意

指令操作數(shù)寄存器<Rn>和<Rm>中，至少有一個(gè)寄存器為r8～r14或PC寄存器的高16位，否則，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

CMP??<Rn>，<Rm>

11.4.17??異或指令EOR

（1）編碼格式

比較指令EOR的編碼格式如圖11.23所示。

圖11.23??EOR指令的編碼格式

EOR指令將兩個(gè)寄存器中的數(shù)值按位執(zhí)行“異或”操作，并根據(jù)指令的執(zhí)行結(jié)果更新程序狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

EOR??<Rn>，<Rm>

①?<Rn>

操作數(shù)寄存器。同時(shí)保存指令的第一個(gè)操作數(shù)和指令的執(zhí)行結(jié)果。

②?<Rm>

操作數(shù)寄存器。保存將要進(jìn)行比較的第二個(gè)操作數(shù)。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rd?OR?Rm

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?unaffected

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

EORS??<Rd>，<Rd>，<Rm>

11.4.18??邏輯左移指令LSL（1）

（1）編碼格式

邏輯左移指令LSL（1）的編碼格式如圖11.24所示。

圖11.24??LSL（1）指令的編碼格式

邏輯左移指令LSL（1）可以實(shí)現(xiàn)以2為底的冪的乘法。進(jìn)行移位后空出的位添0。

（2）指令的語(yǔ)法格式

LSL??<Rd>，<Rm>，＃<immed_5>

①?<Rd>

目的寄存器。存儲(chǔ)指令的操作結(jié)果。

②?<Rm>

操作數(shù)寄存器。該寄存器保存的數(shù)據(jù)將進(jìn)行左移操作。

③?<immed_5>

邏輯左移位數(shù)，范圍為0～31。

（3）指令操作的偽代碼

if??immed_5?=?=?0

??????C?Flag?=?unaffected

??????Rd?=?Rm

Else??/*immed_5?>?0*/

??????C?Flag?=Rm[32?–?immed_5]

??????Rd?=?Rm?logical_shift_left?immed_5

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

MOVS??<Rd>，<Rm>，LSL＃<immed_5>

?

11.4.19??邏輯左移指令LSL（2）

（1）編碼格式

邏輯左移指令LSL（2）的編碼格式如圖11.25所示。

圖11.25??LSL（2）指令的編碼格式

邏輯左移指令LSL（2）可以實(shí)現(xiàn)以2為底的冪的乘法。進(jìn)行移位后空出的位添0并根據(jù)指令的操作結(jié)果更新程序狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

LSL??<Rd>，<Rs>

①?<Rd>

操作數(shù)寄存器，包含被移位的值并保存指令的執(zhí)行結(jié)果。

②?<Rs>

包含邏輯左移位數(shù)的寄存器。

（3）指令操作的偽代碼

if??Rs[7:0]?=?=?0

?????C?Flag?=?unaffected

?????Rd?=?unaffected

Else??if??Rs[7:0]?<?32?then

?????C?Flag?=?Rd[32?–?Rs[7:0]]

?????Rd?=?Rd?logical_shift_left??Rs[7:0]

Else??if??Rs[7:0]?=?=?32?then

?????C?Flag?=?Rd[0]

?????Rd?=?0

Else??if??Rs[7:0]?=?=?32?then

?????C?Flag?=?Rd[0]

?????Rd?=?0

Else??/*Rs[7:0]?>?32*/

?????C?Flag?=?0

?????Rd?=?0

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

MOVS??<Rd>，<Rd>，LSL<Rs>

11.4.20??邏輯右移指令LSR（1）

（1）編碼格式

邏輯左移指令LSR（1）的編碼格式如圖11.26所示。

圖11.26??LSR(1)指令的編碼格式

邏輯右移指令LSR（1）可以實(shí)現(xiàn)以2為底的冪做除數(shù)的除法。進(jìn)行移位后空出的位添0，并根據(jù)指令的執(zhí)行結(jié)果更新程序狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

LSR??<Rd>，<Rm>，＃<immed_5>

①?<Rd>

目的寄存器。存儲(chǔ)指令的操作結(jié)果。

②?<Rm>

操作數(shù)寄存器。該寄存器保存的數(shù)據(jù)將進(jìn)行右移操作。

③?<immed_5>

邏輯右移位數(shù)，范圍為0～31。

（3）指令操作的偽代碼

if??immed_5?=?=?0

??????C?Flag?=?Rd[31]

??????Rd?=?0

Else?/*immed_5>0*/

??????C?Flag?=?Rd[immed_5?-?1]

??????Rd?=?Rm?Logial_shift_right?immed_5

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

MOVS??<Rd>，<Rm>，LSR#<immed_5>

11.4.21??邏輯右移指令LSR（2）

（1）編碼格式

邏輯左移指令LSR（2）的編碼格式如圖11.27所示。

圖11.27??LSR(2)指令的編碼格式

邏輯右移指令LSR（2）可以實(shí)現(xiàn)以2為底的冪做除數(shù)的無符號(hào)除法。進(jìn)行移位后空出的位添0，并根據(jù)指令的操作結(jié)果更新程序狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

LSR??<Rd>，<Rs>

①?<Rd>

操作數(shù)寄存器，包含被移位的值并保存指令的執(zhí)行結(jié)果。

②?<Rs>

包含邏輯右移位數(shù)的寄存器。

（3）指令操作的偽代碼

if??Rs[7:0]?=?=?0

?????C?Flag?=?unaffected

?????Rd?=?unaffected

Else??if??Rs[7:0]?<?32?then

?????C?Flag?=?Rd[Rs[7:0]?-?1]

?????Rd?=?Rd?logical_shift_Right??Rs[7:0]

Else??if??Rs[7:0]?=?=?32?then

?????C?Flag?=?Rd[31]

?????Rd?=?0

Else??if??Rs[7:0]?=?=?32?then

?????C?Flag?=?Rd[0]

?????Rd?=?0

Else??/*Rs[7:0]?>?32*/

?????C?Flag?=?0

?????Rd?=?0

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

MOVS??<Rd>，<Rd>，LSR<Rs>

?

11.4.22??移位指令MOV（1）

（1）編碼格式

數(shù)據(jù)傳送指令MOV（1）的編碼格式如圖11.28所示。

圖11.28??MOV(1)指令的編碼格式

（2）指令的語(yǔ)法格式

MOV??<Rd>，＃<immed_8>

①?<Rd>

目的寄存器。存放指令的執(zhí)行結(jié)果。

②?<immed_8>

8位立即數(shù)。指示要移入寄存器的數(shù)據(jù)。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?immed_8

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?unaffected

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

MOVS??<Rd>，＃<immed_8>

11.4.23??移位指令MOV（2）

（1）編碼格式

數(shù)據(jù)傳送指令MOV（2）的編碼格式如圖11.29所示。

圖11.29??MOV（2）指令的編碼格式

此種形式的MOV指令用于數(shù)據(jù)在r0～r7低寄存器間傳送，并根據(jù)的指令的執(zhí)行結(jié)果更新程序狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位。

注意

從指令的編碼形式可以看出，MOV（2）指令被作為ADD??Rd，Rn，＃0指令來編譯。

（2）指令的語(yǔ)法格式

MOV??<Rd>，<Rn>

①?<Rd>

目的寄存器。存放指令的執(zhí)行結(jié)果。

②?<Rn>

源寄存器。用于存放被傳送的數(shù)據(jù)。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rn

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?0

V?Flag?=?0

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

ADD??<Rd>，<Rn>，＃0

11.4.24??移位指令MOV（3）

（1）編碼格式

數(shù)據(jù)傳送指令MOV（3）的編碼格式如圖11.30所示。

圖11.30??MOV（3）指令的編碼格式

此種形式的MOV指令用于在r8～r14和PC寄存器的高16位內(nèi)傳送數(shù)據(jù)。與MOV（2）指令不同，該指令不影響程序狀態(tài)寄存器。

（2）指令的語(yǔ)法格式

MOV??<Rd>，<Rm>

①?<Rd>

目的寄存器?？梢允莚0～r15中的任意寄存器，用于存放指令的執(zhí)行結(jié)果。

②?<Rm>

源寄存器?？梢允莚0～r15中的任意寄存器，用于存放被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rm

（4）指令的使用

可以使用此種形式的MOV指令MOV??PC，r14用于子程序的返回（返回的程序是Thumb子程序）。它和BX指令的區(qū)別在于BX指令可以用于ARM和Thumb程序間的相互調(diào)用。

注意

如果目的寄存器<Rd>和源寄存器<Rm>同時(shí)為r0～r7低寄存器，則指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

（5）對(duì)應(yīng)的ARM指令

MOV??<Rd>，<Rm>

?

11.4.25??乘法指令MUL

（1）編碼格式

乘法指令MUL的編碼格式如圖11.31所示。

圖11.31??MUL指令的編碼格式

MUL指令實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)（可以為無符號(hào)數(shù)，也可以為有符號(hào)數(shù)）的乘積，并將指令的執(zhí)行結(jié)果存放到一個(gè)32位的寄存器中，同時(shí)可以根據(jù)運(yùn)算結(jié)果設(shè)置CPSR寄存器中相應(yīng)的條件標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

MUL??<Rd>，<Rm>

①?<Rd>

目的寄存器，存放乘法操作的第一個(gè)乘數(shù)。

②?<Rm>

第二個(gè)乘數(shù)所在寄存器。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?(Rm?*?Rd)[31:0]

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?unaffected

V?Flag?=?unaffected

注意

如果乘法指令MUL的源和目的寄存器使用相同的寄存器，則指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知；對(duì)于有符號(hào)數(shù)和無符號(hào)數(shù)，指令的操作結(jié)果是一樣的。

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

MULS??<Rd>，<Rm>，<Rd>

11.4.26??傳送指令MVN

（1）編碼格式

傳送指令MVN的編碼格式如圖11.32所示。

圖11.32??MVN指令的編碼格式

MVN指令將一個(gè)數(shù)的反碼傳送到目標(biāo)寄存器，并根據(jù)指令的執(zhí)行結(jié)果更新CPSR中相應(yīng)的條件標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

MVN??<Rd>，<Rm>

①?<Rd>

目的寄存器，存放指令的操作結(jié)果。

②?<Rm>

源寄存器，存放要傳送反碼的數(shù)據(jù)。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?NOT?Rm

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?unaffected

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

MVNS??<Rd>，<Rm>

11.4.27??取反指令NEG

（1）編碼格式

取反指令NEG的編碼格式如圖11.33所示。

圖11.33??NEG指令的編碼格式

NEG取反指令將一個(gè)寄存器的值取反存入另一個(gè)寄存器。同時(shí)根據(jù)指令的操作結(jié)果更新CPSR中相應(yīng)的條件標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

NEG??<Rd>，<Rm>

①?<Rd>

目的寄存器，存放指令的操作結(jié)果。

②?<Rm>

源寄存器，包含將要被取反的數(shù)據(jù)。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?0?–?Rm

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?NOT?BorrowFrom(0?-?Rm)

V?Flag?=?OverflowFrom(0?-?Rm)

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

RSBS??<Rd>，<Rm>，＃0

?

11.4.28??邏輯或指令ORR

（1）編碼格式

邏輯或指令ORR的編碼格式如圖11.34所示。

圖11.34??ORR指令的編碼格式

ORR指令將兩個(gè)寄存器的值做按位做或運(yùn)算，并根據(jù)指令的執(zhí)行結(jié)果更新程序狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

ORR??<Rd>，<Rm>

①?<Rd>

目的寄存器，存放指令的操作結(jié)果，存放做邏輯或運(yùn)算的其中一個(gè)操作數(shù)。

②?<Rm>

存放做邏輯或運(yùn)算的另一個(gè)操作數(shù)。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rd?OR?Rm

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?unaffected

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

ORRS??<Rd>，<Rd>，<Rm>

11.4.29??循環(huán)右移指令ROR

（1）編碼格式

循環(huán)右移指令ROR的編碼格式如圖11.35所示。

圖11.35??ROR指令的編碼格式

ROR指令將一個(gè)給定寄存器的值循環(huán)右移一定的位數(shù)。并根據(jù)指令的操作結(jié)果更新狀態(tài)寄存器的條件標(biāo)志位。詳見指令操作偽代碼。

（2）指令的語(yǔ)法格式

ROR??<Rd>，<Rs>

①?<Rd>

目的寄存器。存儲(chǔ)指令的操作結(jié)果和被移位的數(shù)值。

②?<Rs>

循環(huán)左移的位數(shù)。

（3）指令操作的偽代碼

if??Rs[7:0]?=?=?0?then

?????C?Flag?=?unaffected

?????Rd?=?unaffected

Else?if?Rs[4:0]?=?=?0?then

?????C?Flag?=?Rd[31]

?????Rd?=?unaffected

Else?/*Rs[4:0]?>?0?*/

?????C?Flag?=?Rd[Rs[4:0]-?1?]

?????Rd?=?Rd?Rotate_Right?Rs[4:0]

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

MOVS??<Rd>，<Rd>，ROR<Rs>

11.4.30??帶進(jìn)位的減指令SBC

（1）編碼格式

帶進(jìn)位的減指令SBC的編碼格式如圖11.36所示。

圖11.36??SBC指令的編碼格式

SBC指令從指定寄存器中減去另一個(gè)寄存器的數(shù)值，再減去寄存器CPSR中C條件標(biāo)志位的反碼，并把結(jié)果保存到目標(biāo)寄存器中，同時(shí)根據(jù)操作的結(jié)果更新CPSR中相應(yīng)的條件標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

SBC??<Rd>，<Rm>

①?<Rd>

被減數(shù)寄存器，同時(shí)保存指令的操作結(jié)果。

②?<Rm>

減數(shù)寄存器，保存減法操作的減數(shù)。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rd?–?Rm?–?NOT(C?Flag)

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0?

C?Flag?=?NOT?BorrowFrom(Rd?–?Rm?–?NOT(C?Flag))

V?Flag?=?Overflow?From(Rd?–?Rm?–?NOT(C?Flag))

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

SBCS??<Rd>，<Rd>，<Rm>

?

11.4.31??減法指令SUB（1）

（1）編碼格式

減法指令SUB（1）的編碼格式如圖11.37所示。

圖11.37??SUB（1）指令的編碼格式

SUB（1）指令從指定寄存器減去3位立即數(shù)（取值范圍為0～8），并把指令的操作結(jié)果保存到寄存器，同時(shí)根據(jù)結(jié)果更新CPSR中相應(yīng)的條件標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

SUB??<Rd>，<Rn>，＃<immed_3>

①?<Rd>

目的寄存器，存放指令的操作結(jié)果。

②?<Rn>

被減數(shù)寄存器，包含減法操作的被減數(shù)。

③?<immed_3>

作為減數(shù)的立即數(shù)，該立即數(shù)的取值范圍為0～8。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rn?–?immed_3

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?NOT?BorrowFrom?(Rn?–?immed_3)

V?Flag?=?OverflowFrom(Rn?–?immed_3)

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

SUBS??<Rd>，<Rn>，＃<immed_3>

11.4.32??減法指令SUB（2）

（1）編碼格式

減法指令SUB（2）的編碼格式如圖11.38所示。

SUB（2）指令從指定寄存器減去8位立即數(shù)（即，取值范圍為0～256），并把指令的操作結(jié)果保存到寄存器，同時(shí)根據(jù)結(jié)果更新CPSR中相應(yīng)的條件標(biāo)志位。

圖11.38??SUB（2）指令的編碼格式

（2）指令的語(yǔ)法格式

SUB??<Rd>，＃<immed_8>

①?<Rd>

第一個(gè)源操作數(shù)所在的寄存器，存放減法操作的被減數(shù)，同時(shí)將減法操作的執(zhí)行結(jié)果保存到該寄存器。

②?<immed_8>

8位立即數(shù)，即減法操作的減數(shù)，取值范圍為0～255。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rd?–?immed_8

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?NOT?BorrowFrom?(Rn?–?immed_8)

V?Flag?=?OverflowFrom(Rn?–?immed_8)

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

SUBS??<Rd>，<Rd>，＃<immed_8>

11.4.33??減法指令SUB（3）

（1）編碼格式

減法指令SUB（3）的編碼格式如圖11.39所示。

圖11.39??SUB（3）指令的編碼格式

SUB（3）指令將指定寄存器的值和另一個(gè)寄存器表示的值做減法運(yùn)算，并根據(jù)指令的操作結(jié)果更新狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

SUB??<Rd>，<Rn>，<Rm>

①?<Rd>

目的寄存器，存放指令操作的結(jié)果。

②?<Rn>

源寄存器，存放第一個(gè)操作數(shù)，即減法運(yùn)算的被減數(shù)。

③?<Rm>

源寄存器，存放第二個(gè)操作數(shù)，即減法運(yùn)算的減數(shù)。

（3）指令操作的偽代碼

Rd?=?Rd?–?Rm

N?Flag?=?Rd[31]

Z?Flag?=?if?Rd?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?NOT?BorrowFrom?(Rn?–Rm)

V?Flag?=?OverflowFrom(Rn?–?Rm)

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

SUBS??<Rd>，<Rn>，<Rm>

?

11.4.34??減法指令SUB（4）

（1）編碼格式

減法指令SUB（4）的編碼格式如圖11.40所示。

圖11.40??SUB（4）指令的編碼格式

SUB（4）指令從堆棧指針SP中減去7位立即數(shù)的4倍，也就是說其取值為在0～508范圍內(nèi)4的倍數(shù)。

（2）指令的語(yǔ)法格式

SUB??SP，＃<immed_7>×4

①?SP

程序的堆棧指針，同時(shí)也為指令的目的寄存器，存放指令的運(yùn)算結(jié)果。

②?<immed_7>

7位立即數(shù)，其值的4倍將作為減數(shù)參加運(yùn)算。

（3）指令操作的偽代碼

SP?=?SP?–?(immed_7?<<?2)

注意

在Thumb指令集中，使用滿遞減堆棧，該指令常被用于元素的入棧操作。

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

SUB??SP，SP，＃<immed_7>*4

11.4.35??位測(cè)試指令TST

（1）編碼格式

位測(cè)試指令TST的編碼格式如圖11.41所示。

圖11.41??TST指令的編碼格式

TST指令將兩個(gè)寄存器的值按位做邏輯與操作，并根據(jù)指令的執(zhí)行結(jié)果更新CPSR中相應(yīng)的條件標(biāo)志位。TST指令常被用于測(cè)試寄存器中某一位是否置位。

（2）指令的語(yǔ)法格式

TST??<Rn>，<Rm>

①?<Rn>

操作數(shù)寄存器，用于存放指令的第一個(gè)操作數(shù)。

②?<Rm>

操作寄存器，該寄存器中的值將和<Rn>寄存器中的值做邏輯與操作。

（3）指令操作的偽代碼

alu_out?=?Rn?AND?Rm

N?Flag?=?alu_out[31]

Z?Flag?=?if?alu_out?=?=?0?then?1?else?0

C?Flag?=?unaffected

V?Flag?=?unaffected

（4）對(duì)應(yīng)的ARM指令

TST??<Rn>，<Rm>

11.4.36??Thumb指令集中數(shù)據(jù)操作指令舉例

下面的例子程序綜合使用了各種數(shù)據(jù)操作指令，通過該例可以對(duì)Thumb狀態(tài)下數(shù)據(jù)操作指令有更深入的了解。

ADD??r0,r4,r7 ;r0?=?r4?+?r7

SUB??r6,r1,r2 ;r6?=?r1?–?r2

ADD??r0,#255 ;r0?=?r0?+?255

ADD??r1,r4,#4 ;r1?=?r4?+?4

NEG??r3,r1 ;r3?=?0?–?r1

ADD??r2,r5 ;r2?=?r2?AND?r5

EOR??r1,r6 ;r1?=?r1?EOR?r6

CMP??r2,r3 ;r2?–?r3?，并更新CPSR

CMP??r7,#100 ;r7?–?100?，并更新CPSR

MOV??r0,#200 ;r0?=?200