ARM（Advanced RISC Machine）指令集架构是一种精简指令集计算（RISC）架构，广泛应用于各种嵌入式系统、移动设备和其他低功耗应用场景。ARM指令集有多个版本，支持不同的功能和特性。下面是一些关于ARM指令集的详细信息：
1. ARM架构简介
ARM架构最初由Acorn Computers开发，后由ARM Holdings（现为Arm Ltd.）推广和发展。ARM处理器具有低功耗、高性能和小面积等特点，广泛应用于移动设备、嵌入式系统、IoT设备等领域。
2. ARM指令集
ARM指令集是32位的RISC指令集，主要包括以下几类指令：
a. 数据处理指令
- MOV（Move）： 将一个寄存器或立即数的值复制到另一个寄存器。
- ADD（Add）： 将两个寄存器或一个寄存器和一个立即数相加，并将结果存储在目标寄存器中。
- SUB（Subtract）： 将一个寄存器的值从另一个寄存器的值中减去，并将结果存储在目标寄存器中。
b. 数据传输指令
- LDR（Load Register）： 从内存中加载数据到寄存器。
- STR（Store Register）： 将寄存器中的数据存储到内存中。
- LDM（Load Multiple）： 从内存中加载多个寄存器。
- STM（Store Multiple）： 将多个寄存器的数据存储到内存中。
c. 分支指令
- B（Branch）： 无条件跳转到目标地址。
- BL（Branch with Link）： 跳转到目标地址并保存返回地址。
- BX（Branch and Exchange）： 跳转到目标地址，并切换处理器模式（ARM和Thumb模式之间）。
d. 状态控制指令
- MRS（Move PSR to Register）： 将程序状态寄存器的值移动到普通寄存器。
- MSR（Move Register to PSR）： 将普通寄存器的值移动到程序状态寄存器。
3. ARM指令格式
ARM指令通常是32位长，采用固定长度的指令格式。每条指令由一个操作码和若干操作数组成，操作数可以是寄存器、立即数或内存地址。以下是一些常见指令的格式：
-
数据处理指令格式：
| 条件码(4) | 操作码(4) | 设置条件标志(1) | 保留(1) | 第一个操作数寄存器(4) | 目的寄存器(4) | 移位类型和立即数/寄存器(12) |Copied! -
加载/存储指令格式：
| 条件码(4) | 类型(2) | 立即数/寄存器标志(1) | 上/下位(1) | 字/半字(1) | L/S(1) | 基址寄存器(4) | 目的寄存器(4) | 偏移量(12) |Copied! -
分支指令格式：
| 条件码(4) | 分支类型(3) | 偏移量(24) |Copied!
ARM伪指令（Pseudo-instructions）是一种便捷的编程工具，它们并不是实际的处理器指令，而是汇编器在汇编过程中将其转换为一个或多个实际的ARM指令。伪指令的使用可以简化代码编写，提高代码的可读性和可维护性。以下是一些常见的ARM伪指令及其用途：
1. 常见的ARM伪指令
a. ADR
- 用途： 将一个标签的地址加载到寄存器中。
- 语法：
ADR Rd, label - 例子：
ADR R0, MyLabel ; 将MyLabel的地址加载到R0中Copied!
b. LDR伪指令
- 用途： 加载一个常数或地址到寄存器中。
- 语法：
LDR Rd, =value - 例子：
LDR R0, =0xFF ; 将常数0xFF加载到R0中 LDR R1, =MyLabel ; 将MyLabel的地址加载到R1中Copied!
c. EQU
- 用途： 定义一个符号常量。
- 语法：
name EQU expression - 例子：
MAX_SIZE EQU 100 ; 定义符号常量MAX_SIZE，其值为100Copied!
d. DCB, DCD, DCDU, DCFD
- 用途： 定义字节、字、双字和浮点数的常量数据。
- 语法：
DCB value[, value,...] ; 定义字节数据 DCD value[, value,...] ; 定义字数据 DCDU value[, value,...] ; 定义未对齐的字数据 DCFD value[, value,...] ; 定义双精度浮点数数据Copied! - 例子：
MyData DCB 0x01, 0x02, 0x03 ; 定义字节数据 MyData DCD 0x12345678 ; 定义字数据Copied!
e. SPACE
- 用途： 分配一块未初始化的内存空间。
- 语法：
SPACE expression - 例子：
BUFFER SPACE 100 ; 分配100字节的内存空间Copied!
f. ALIGN
- 用途： 对齐数据到特定的边界。
- 语法：
ALIGN [expression] - 例子：
ALIGN 4 ; 将接下来的数据对齐到4字节边界Copied!
2. 伪指令示例
以下是一个综合示例，展示了如何在ARM汇编代码中使用多种伪指令：
AREA MyCode, CODE, READONLY
MAX_VALUE EQU 255
ENTRY_POINT
ADR R0, MyLabel ; 获取MyLabel的地址
LDR R1, =MAX_VALUE ; 加载常量值255
LDR R2, =0x12345678 ; 加载常量值0x12345678
B END
MyLabel
DCB 0x01, 0x02, 0x03 ; 定义字节数据
ALIGN 4 ; 对齐到4字节边界
DCD 0x12345678 ; 定义字数据
END
NOP ; 空指令
END ENTRY_POINTARM伪操作（Pseudo-operations），也称为伪操作码，是一种在汇编语言中使用的指令或指令集合，它们并不会直接转化为机器代码，而是由汇编器在汇编过程中进行处理和转换。这些伪操作提供了许多高级功能和便捷的编程工具，能够简化代码编写、提高代码可读性和可维护性。以下是一些常见的ARM伪操作及其详细介绍：
1. 常见的ARM伪操作
a. AREA
- 用途： 定义一个代码或数据区段。
- 语法：
AREA section_name, CODE|DATA, READONLY|READWRITE - 例子：
AREA MyCode, CODE, READONLY ; 定义一个只读代码段 AREA MyData, DATA, READWRITE ; 定义一个可读写数据段Copied!
b. ENTRY
- 用途： 标记程序的入口点。
- 语法：
ENTRY - 例子：
ENTRY ; 标记程序入口点Copied!
c. END
- 用途： 标记源代码文件的结束。
- 语法：
END [address] - 例子：
END ; 标记源代码文件结束Copied!
d. EXPORT
- 用途： 声明一个符号对其他模块可见。
- 语法：
EXPORT symbol - 例子：
EXPORT MyFunction ; 声明MyFunction符号对其他模块可见Copied!
e. IMPORT
- 用途： 声明一个外部模块定义的符号。
- 语法：
IMPORT symbol - 例子：
IMPORT ExternalFunction ; 声明ExternalFunction符号由外部模块定义Copied!
f. ALIGN
- 用途： 对齐数据到特定的边界。
- 语法：
ALIGN [expression] - 例子：
ALIGN 4 ; 将接下来的数据对齐到4字节边界Copied!
g. DCD, DCB, DCDU, DCFD
- 用途： 定义常量数据。
- 语法：
DCD value[, value,...] ; 定义字数据 DCB value[, value,...] ; 定义字节数据 DCDU value[, value,...] ; 定义未对齐的字数据 DCFD value[, value,...] ; 定义双精度浮点数数据Copied! - 例子：
MyData DCB 0x01, 0x02, 0x03 ; 定义字节数据 MyData DCD 0x12345678 ; 定义字数据Copied!
h. EQU
- 用途： 定义一个符号常量。
- 语法：
name EQU expression - 例子：
MAX_SIZE EQU 100 ; 定义符号常量MAX_SIZE，其值为100Copied!
i. SPACE
- 用途： 分配一块未初始化的内存空间。
- 语法：
SPACE expression - 例子：
BUFFER SPACE 100 ; 分配100字节的内存空间Copied!
2. 伪操作示例
以下是一个综合示例，展示了如何在ARM汇编代码中使用多种伪操作：
AREA MyCode, CODE, READONLY
ENTRY
MAX_VALUE EQU 255
EXPORT MyFunction
IMPORT ExternalFunction
MyFunction
LDR R0, =MAX_VALUE ; 加载常量值255
BL ExternalFunction ; 调用外部函数
B END
MyData
DCB 0x01, 0x02, 0x03 ; 定义字节数据
ALIGN 4 ; 对齐到4字节边界
DCD 0x12345678 ; 定义字数据
END
NOP ; 空指令
END MyFunction这个示例展示了如何使用AREA定义代码和数据段，使用ENTRY标记程序入口点，使用EQU定义常量，使用EXPORT和IMPORT声明符号，使用LDR和BL指令，使用DCB和DCD定义数据，以及使用ALIGN对齐数据。
GNU汇编（GNU Assembler，简称GAS）支持一些伪指令（pseudo-operations），这些指令并不是处理器直接执行的指令，而是在汇编器（assembler）处理源代码时使用的指令，用于定义数据、分配存储空间、控制程序流程等。这些伪指令提供了方便和灵活性，可以简化汇编代码的编写和管理。以下是一些常见的GNU汇编伪指令及其用法：
1. 数据定义指令
a. .byte
- 用途： 定义一个或多个字节数据。
- 语法：
.byte byte1, byte2, ... - 例子：
.byte 0x41, 0x42, 0x43 ; 定义三个字节数据，分别为0x41, 0x42, 0x43Copied!
b. .word
- 用途： 定义一个或多个字（通常是4个字节）数据。
- 语法：
.word word1, word2, ... - 例子：
.word 0x12345678 ; 定义一个字数据为0x12345678Copied!
c. .ascii 和 .asciz
- 用途： 定义ASCII字符串。
.ascii语法：.ascii "string".asciz语法：.asciz "string"- 例子：
.ascii "Hello" ; 定义ASCII字符串"Hello" .asciz "World" ; 定义ASCII字符串"World"，并自动添加空字符('\0')Copied!
d. .zero
- 用途： 分配指定字节数的零初始化内存。
- 语法：
.zero size - 例子：
.zero 100 ; 分配100个字节的零初始化内存Copied!
2. 符号和标签指令
a. .equ
- 用途： 定义一个符号常量。
- 语法：
.equ symbol, expression - 例子：
.equ MAX_SIZE, 100 ; 定义符号常量MAX_SIZE为100Copied!
b. .global
- 用途： 声明一个全局符号（函数或变量）。
- 语法：
.global symbol - 例子：
.global main ; 声明main函数为全局符号Copied!
###c..text
-用途: 将定义符开始的代码编译到代码段.
- 语法：
.text
###c..data
-用途: 将定义符开始的代码编译到数据段
- 语法：
.data
###c..end
-用途: 文件结束
- 语法：
.end
3. 控制流指令
a. .if 和 .else
- 用途： 条件编译，根据条件选择性地包含或排除一段代码。
- 语法：
.if condition ; code block .else ; alternative code block .endifCopied! - 例子：
.if DEBUG_MODE mov r0, #1 .else mov r0, #0 .endifCopied!
b. .include
- 用途： 包含另一个源文件中的内容。
- 语法：
.include "filename" - 例子：
.include "constants.s" ; 包含constants.s文件中的内容Copied!