嵌入式：ARM指令集分类及编码

ARM指令集是32位的，程序的启动都是从ARM指令集开始。主要是以下三个方面：

• 指令分类及指令格式
• 条件执行
• 指令集编码

指令分类及指令格式

ARM指令使用的基本格式如下： 〈opcode〉{〈cond〉} {S} 〈Rd〉,〈Rn〉{,〈operand2〉} < > 是必须项 ， {}是可选项

指令格式中符号说明:

opcode操作码；指令助记符，如ADD、STR等。 cond 可选的条件码；执行条件，如EQ、NE等。 S 可选后缀；若指定“S”，则根据指令执行结果更新CPSR中的条件码。 Rd 目标寄存器。 Rn 存放第1操作数的寄存器。 op2 第2个操作数。

立即数操作

在数据处理指令中，第二操作数除了可以是寄存器，还可以是一个立即数。如果我们只是希望把一个常数加到寄存器，而不是两个寄存器相加，我们可以用立即数值取代第二操作数，如下面例子。立即数用前面加一个“#”的数值常量来表示。 ADD R3， r3，#1 ；r3 ：= r3 + 1 AND R8， r7，#& ff ；r8 ：= r7[7：0]

寄存器移位操作

在ARM数据处理指令中，第二操作数还有一种特有的形式－寄存器移位操作，即允许第二个寄存器操作数在同第一操作数运算之前完成移位操作，例如： ADD r3， r2，r1，LSL #3 ；r3：=r2 + 8 × r1

设置条件码

ARM的任何数据处理指令都能通过增加“S”操作码来设置条件码（N，Z，C和V） 数据处理指令加了“S”后，算术操作（在此包含CMP和CMN）根据算术运算的结果设置所有的标志位

CPSR和SPSR的格式

条件域表1

条件域表2

条件执行

所有的ARM指令集都可以是有条件执行的。 ARM指令根据CPSR中的条件位自动判断是否执行指令，在条件满足时，指令执行，否则指令被忽略。 在ARM的指令编码表中，统一占用编码的最高四位[31：28]来表示“条件码”（即“cond”）。

条件转移

ARM指令集编码

ARM指令集是以32位二进制编码的方式给出的，大部分的指令编码中定义了第一操作数、第二操作数、目的操作数、条件标志影响位以及每条指令所对应的不同功能实现的二进制位。每条32位ARM指令都具有不同的二进制编码方式，和不同的指令功能相对应 。编码表如下：

参考文献：

孟祥莲．嵌入式系统原理及应用教程（第2版）[M]．北京：清华大学出版社，2017.