2
?
4.2? 內(nèi)存訪問指令尋址
根據(jù)內(nèi)存訪問指令的分類，內(nèi)存訪問指令的尋址方式可以分為以下幾種。
① 字及無符號字節(jié)的Load/Store指令的尋址方式。
② 雜類Load/Store指令的尋址方式。
③ 批量Load/Store指令的尋址方式。
④ 協(xié)處理器Load/Store指令的尋址方式。
4.2.1? 字及無符號字節(jié)的Load/Store指令的尋址方式
字及無符號字節(jié)的Load/Store指令語法格式如下：
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，<addressing_mode>
其中<addressing_mode>共有9種尋址方式，如表4.2所示。
表4.2?? 字及無符合字節(jié)的Load/Store指令的尋址方式
|
格??? 式 |
模??? 式 |
|
|
1 |
[Rn，#±<offset_12>] |
立即數(shù)偏移尋址 （Immediate offset） |
|
2 |
[Rn，±Rm] |
寄存器偏移尋址 （Register offset） |
|
3 |
[Rn，Rm，<shift>#< offset_12>] |
帶移位的寄存器偏移尋址 （Scaled register offset） |
|
4 |
[Rn，#±< offset_12>]! |
立即數(shù)前索引尋址 （Immediate pre-indexed） |
|
5 |
[Rn，±Rm]! |
寄存器前索引尋址 （Register post-indexed） |
|
6 |
[Rn，Rm，<shift>#< offset_12>]! |
帶移位的寄存器前索引尋址 (Scaled register pre-indexed) |
|
7 |
[Rn]，#±< offset_12> |
立即數(shù)后索引尋址 (Immediate post-indeded) |
|
8 |
[Rn]，±<Rm> |
寄存器后索引尋址 (Register post-indexed) |
|
9 |
[Rn]，±<Rm>，<shift>#< offset_12> |
帶移位的寄存器后索引尋址 (Scaled register post-indexed) |
字及無符號字節(jié)的Load/Store指令的解碼格式如圖4.13所示。
圖4.13? 字及無符號字節(jié)的Load/Store指令的解碼格式
?
編碼格式中各位的含義如表4.3所示。
表4.3?????????? 字和無符號半字Load/Store指令編碼格式各位含義
|
位? 標? 識 |
取??? 值 |
含??? 義 |
|
P |
P=0 |
使用后索引尋址 |
|
P=1 |
使用偏移地址或前索引尋址（由W位決定） |
|
|
U |
U=0 |
訪問的地址=基址寄存器的值-偏移量（offset） |
|
U=1 |
訪問的地址=基址寄存器的值+偏移量（offset） |
|
|
B |
B=0 |
字訪問Load/Store |
|
B=1 |
無符號字節(jié)訪問Load/Store |
|
|
W |
W=0 |
如果P=0，該指令為LDR、LDRB、STR或STRB指令，且內(nèi)存訪問指令為正常訪問指令；如果P=1，指令執(zhí)行不更新基地址 |
|
W=1 |
如果P=0，該指令為LDRBT、LDRT、STRBT或STRT，且指令為非特權(quán)（用戶模式）訪問指令；如果P=1，計算內(nèi)存地址并更新基地址 |
|
|
L |
L=0 |
Store指令 |
|
L=1 |
Load指令 |
?
1．[Rn，#±<offset_12>]
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.14所示。
圖4.14? 內(nèi)存訪問指令——立即數(shù)偏移尋址編碼格式
內(nèi)存訪問地址為基址寄存器Rn的值加（或減）立即數(shù)offset_12。
編程中，在訪問結(jié)構(gòu)體或記錄（record）類型的變量時，這些內(nèi)存的操作指令是十分有效的。另外，在子程序中也常用這些指令訪問本地變量和堆棧。
（2）語法格式
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，#±<offset_12>]
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <offset_12>為12位立即數(shù)，內(nèi)存訪問地址偏移量。
（3）操作偽代碼
If? U = = 1? then
???? Address = Rn + offset_12
Else
???? Address = Rn – offset_12
（4）說明
① 如果指令中沒有指定立即數(shù)，使用[<Rn>]，編譯器按[<Rn>，＃0]形式編碼。
② 如果Rn被指定為程序計數(shù)器r15，其值為當前指令地址加8。
2．[Rn，±Rm]
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.15所示。
圖4.15? 內(nèi)存訪問指令——寄存器偏移尋址編碼格式
內(nèi)存訪問地址為基址寄存器Rn的值加（或減）偏移寄存器Rm的值。
該尋址方式適合使用指針訪問字節(jié)數(shù)組中的數(shù)據(jù)成員。
（2）語法格式
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>]
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪問地址偏移量。
（3）操作偽代碼
If? U = = 1? then
???? Address = Rn + Rm
Else
???? Address = Rn – Rm
（4）說明
如果Rn被指定為程序計數(shù)器r15，其值為當前指令地址加8；如果r15被用作偏移地址寄存器Rm的值，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
3．[Rn，Rm，<shift>#< offset_12>]
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.16所示。
圖4.16? 內(nèi)存訪問指令——帶移位的寄存器偏移尋址編碼格式
內(nèi)存地址為Rn的值加/減通過移位操作后的Rm的值。
當數(shù)組中的成員長度大于1個字節(jié)時，使用該尋址方式可高效率地訪問數(shù)組成員。
?
（2）語法格式
語法格式有以下5種。
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，LSL #< offset_12>]
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，LSR #< offset_12>]
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，ASR #< offset_12>]
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，ROR #< offset_12>]
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，RRX]
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪問地址偏移量；
·? LSL表示邏輯左移操作；
·? LSR表示邏輯右移操作；
·? ASR表示算術(shù)右移操作；
·? ROR表示循環(huán)右移操作；
·? RRX表示擴展的循環(huán)右移。
·? <shift_imm>為移位立即數(shù)。
（3）操作偽代碼
Case? shift? of
???? 0b00? /*LSL*/
???? ??????Index = Rm logic_shift_left? shift_imm
???? 0b01? /*LSR*/
?????????? If? shift_imm = = 0? then /*LSR? #32*/
??????????????? Index = 0
?????????? Else
??????????????? Index = Rm logical_shift_right? shift_imm
???? 0b10? /*ASR*/
?????????? If? shift_imm = = 0 then /*ASR? #32*/
??????????????? If? Rm[31] = = 1 then
???????????????????? Index = 0xffffffff
??????????????? Else
???????????????????? Index = 0
?????????? Else
??????????????? Index = Rm? Arithmetic_shift_Right? shift_imm
???? 0b11? /* ROR or RRX*/
?????????? If? shift_imm = = 0 then /*RRX*/
??????????????? Index = (C flag Logical_shift_left 31) OR
????????????????????????? (Rm logical_shift_Right 1)
?????????? Else /*ROR*/
??????????????? Index = Rm Rotate_Right shift_imm
Endcase
If? U = = 1 then
???? Address = Rn + index
Else /*U = = 0*/
???? Address = Rn – index
（4）說明
如果Rn被指定為程序計數(shù)器r15，其值為當前指令地址加8；如果r15被用作偏移地址寄存器Rm的值，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
4．[Rn，#±< offset_12>]!
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.17所示。
圖4.17? 內(nèi)存訪問指令——前索引立即數(shù)偏移尋址編碼格式
內(nèi)存地址為基址寄存器Rn加/減立即數(shù)offset_8的值。當指令執(zhí)行的條件<cc>滿足時，生成的地址寫回基址寄存器Rn中。
該尋址方式適合訪問數(shù)組自動進行數(shù)組下標的更新。
（2）語法格式
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<offset_12>] ！
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <offset_12>為12位立即數(shù)，內(nèi)存訪問地址偏移量；
·? ！設(shè)置指令編碼中的W位，更新指令基址寄存器。
（3）操作偽代碼
If? U == 1? then
???? Address = Rn + offset_12
Else
???? Address = Rn – offset_12
If? ConditionPassed{cond}? then
???? Rn = address
（4）說明
① 如果指令中沒有指定立即數(shù)，使用[<Rn>]，編譯器按[<Rn>，＃0] ! 形式編碼。
② 如果Rn被指定為程序計數(shù)器r15，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
5．[Rn，±Rm]！
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.18所示。
圖4.18? 內(nèi)存訪問指令——前索引寄存器偏移尋址編碼格式
內(nèi)存訪問地址為基址寄存器Rn的值加（或減）偏移寄存器Rm的值。當指令的執(zhí)行條件<cc>滿足時，生成地地址將寫回基址寄存器。
（2）語法格式
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>]
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪問地址偏移量；
·? ！設(shè)置指令編碼中的W位，更新指令基址寄存器。
（3）操作偽代碼
If? U = = 1? then
???? Address = Rn + Rm
Else
???? Address = Rn – Rm
If? ConditionPassed{cond}? then
???? Rn = address
（4）說明
如果Rn和Rm指定為同一寄存器，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
?
6．[Rn，±Rm，<shift>#< offset_12>]！
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.19所示。
圖4.19? 內(nèi)存訪問指令——帶移位的前索引寄存器偏移尋址編碼格式
內(nèi)存地址為Rn的值加/減通過移位操作后的Rm的值。當指令的執(zhí)行條件<cc>滿足時，生成地地址將寫回基址寄存器。
（2）語法格式
語法格式有以下5種。
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，LSL #< offset_12>] ！
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，LSR #< offset_12>] ！
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，ASR #< offset_12>] ！
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，ROR #< offset_12>] ！
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>，RRX] ！
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪問地址偏移量；
·? LSL表示邏輯左移操作；
·? LSR表示邏輯右移操作；
·? ASR表示算術(shù)右移操作；
·? ROR表示循環(huán)右移操作；
·? RRX表示擴展的循環(huán)右移。
·? <shift_imm>為移位立即數(shù)。
·? ！設(shè)置指令編碼中的W位，更新指令基址寄存器。
（3）操作偽代碼
Case? shift? of
???? 0b00? /*LSL*/
?????????? Index = Rm logic_shift_left? shift_imm
???? 0b01? /*LSR*/
?????????? If? shift_imm = = 0? then /*LSR? #32*/
??????????????? Index = 0
?????????? Else
??????????????? Index = Rm logical_shift_right? shift_imm
???? 0b10? /*ASR*/
?????????? If? shift_imm = = 0 then /*ASR? #32*/
??????????????? If? Rm[31] = = 1 then
???????????????????? Index = 0xffffffff
??????????????? Else
???????????????????? Index = 0
?????????? Else
??????????????? Index = Rm? Arithmetic_shift_Right? shift_imm
???? 0b11? /* ROR or RRX*/
?????????? If? shift_imm = = 0 then /*RRX*/
??????????????? Index = (C flag Logical_shift_left 31) OR
????????????????????????? (Rm logical_shift_Right 1)
?????????? Else /*ROR*/
??????????????? Index = Rm Rotate_Right shift_imm
Endcase
If? U = = 1 then
???? Address = Rn + index
Else /*U = = 0*/
???? Address = Rn – index
If? ConditionPassed{cond}? then
???? Rn = address
（4）說明
① 當PC用作基址寄存器Rn或Rm時，指令執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
② 當Rn和Rm是同一個寄存器時，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
7．[Rn]，#±< offset_12>
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.20所示。
圖4.20? 內(nèi)存訪問指令——后索引立即數(shù)偏移尋址編碼格式
指令使用基址寄存器Rn的值作為實際內(nèi)存訪問地址。當指令的執(zhí)行條件滿足時，將基址寄存器的值加/減偏移量產(chǎn)生新的地址值回寫到Rn寄存器中。
（2）語法格式
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>]，±<offset_12>
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <offset_12>為12位立即數(shù)，內(nèi)存訪問地址偏移量。
（3）操作偽代碼
Address = Rn
If? conditionPassed{cond}? then
???? If? U = = 1 then
????????? Rn = Rn + offset_12
???? Else
????????? Rn = Rn – offset_12
（4）說明
① LDRBT、LDRT、STRBT和STRT指令只支持后索引尋址。
② 如果Rn被指定為程序計數(shù)器r15，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
8．[Rn]，±<Rm>
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.21所示。
圖4.21? 內(nèi)存訪問指令——后索引寄存器偏移尋址編碼格式
指令訪問地址為實際的基址寄存器的值。當指令的執(zhí)行條件滿足時，將基址寄存器的值加/減索引寄存器Rm的值回寫到Rn基址寄存器。
（2）語法格式
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[Rn]，±<Rm>
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪問地址偏移量。
（3）操作偽代碼
Address = Rn
If ?conditionPassed{cond}? then
???? If? U = = 1? then
????????? Rn = Rn + Rm
???? Else
????????? Rn = Rn – Rm
（4）說明
① LDRBT、LDRT、STRBT和STRT指令只支持后索引尋址。
② 如果Rm和Rn指定為同一寄存器，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
?
9．[Rn]，±Rm，<shift>#< offset_12>]
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.22所示。
圖4.22? 內(nèi)存訪問指令——帶移位的后索引寄存器偏移尋址編碼格式
實際的內(nèi)存訪問地址為寄存器Rn的值。當指令的執(zhí)行條件滿足時，將基址寄存器值加/減一個地址偏移量產(chǎn)生新的地址值。
（2）語法格式
語法格式有以下5種。
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>]，±<Rm>，LSL #< offset_12>
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>]，±<Rm>，LSR #< offset_12>
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>]，±<Rm>，ASR #< offset_12>
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>]，±<Rm>，ROR #< offset_12>
LDR|STR{<cond>}{B}{T}? <Rd>，[<Rn>]，±<Rm>，RRX
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪問地址偏移量；
·? LSL表示邏輯左移操作；
·? LSR表示邏輯右移操作；
·? ASR表示算術(shù)右移操作；
·? ROR表示循環(huán)右移操作；
·? RRX表示擴展的循環(huán)右移。
·? <shift_imm>為移位立即數(shù)。
（3）操作偽代碼
Address = Rn
Case? shift? of
???? 0b00? /*LSL*/
?????????? Index = Rm logic_shift_left? shift_imm
???? 0b01? /*LSR*/
?????????? If? shift_imm = = 0? then /*LSR? #32*/
??????????????? Index = 0
?????????? Else
??????????????? Index = Rm logical_shift_right? shift_imm
???? 0b10? /*ASR*/
?????????? If? shift_imm = = 0 then /*ASR? #32*/
??????????????? If? Rm[31] = = 1 then
???????????????????? Index = 0xffffffff
??????????????? Else
???????????????????? Index = 0
?????????? Else
??????????????? Index = Rm? Arithmetic_shift_Right? shift_imm
???? 0b11? /* ROR or RRX*/
?????????? If? shift_imm = = 0 then /*RRX*/
??????????????? Index = (C flag Logical_shift_left 31) OR
????????????????????????? (Rm logical_shift_Right 1)
?????????? Else /*ROR*/
??????????????? Index = Rm Rotate_Right shift_imm
Endcase
If? ConditionPassed{cond}? then
??? If? U = = 1 then
???????? Rn = Rn + index
??? Else /*U = = 0*/
???????? Rn = Rn – index
（4）說明
① LDRBT、LDRT、STRBT和STRT指令只支持后索引尋址。
② 當PC用作基址寄存器Rn或Rm時，指令執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
③ 當Rn和Rm是同一個寄存器時，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
4.2.2? 雜類Load/Store指令的尋址方式
使用該類尋址方式的指令的語法格式如下。
LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D? <Rd>，<addressing_mode>
使用該類尋址方式的指令包括：（有符號/無符號）半字Load/Store指令、有符號字節(jié)Load/Store指令和雙字Load/Store指令。
該類尋址方式分為6種類型，如表4.4所示。
表4.4?? 雜類Load/Store指令的尋址方式
|
格??? 式 |
模??? 式 |
|
|
1 |
[Rn，#±<offset_8>] |
立即數(shù)偏移尋址 （Immediate offset） |
|
2 |
[Rn，±Rm] |
寄存器偏移尋址 （Register offset） |
|
3 |
[Rn，#±< offset_8>]! |
立即數(shù)前索引尋址 （Immediate pre-indexed） |
|
4 |
[Rn，±Rm]! |
寄存器前索引尋址 （Register post-indexed） |
|
5 |
[Rn]，#±< offset_8> |
立即數(shù)后索引尋址 (Immediate post-indeded) |
|
6 |
[Rn]，±<Rm> |
寄存器后索引尋址 (Register post-indexed) |
?
雜類Load/Store指令的解碼格式如圖4.23所示。
圖4.23? 雜類Load/Store指令解碼格式
編碼格式中各標志位的含義如表4.5所示。
表4.5??????? 雜類Load/Store指令編碼格式各標志位含義
|
位? 標? 識 |
取??? 值 |
含??? 義 |
|
P |
P=0 |
使用后索引尋址 |
|
P=1 |
使用偏移地址或前索引尋址（由W位決定） |
續(xù)表
|
位? 標? 識 |
取??? 值 |
含??? 義 |
|
U |
U=0 |
訪問的地址=基址寄存器的值-偏移量（offset） |
|
U=1 |
訪問的地址=基址寄存器的值+偏移量（offset） |
|
|
W |
W=0 |
如果P=0，使用后索引尋址；P=1，指令不改變基址寄存器的值 |
|
W=1 |
如果P=0，未定義指令；如果P=1，將計算的內(nèi)存訪問地址回寫到基址寄存器 |
|
|
L |
L=0 |
Store指令 |
|
L=1 |
Load指令 |
|
|
S |
S=0 |
無符號半字內(nèi)存訪問 |
|
S=1 |
有符號半字內(nèi)存訪問 |
|
|
H |
H=0 |
字節(jié)訪問 |
|
H=1 |
半字訪問 |
|
注意 |
當S=0并且H=0時，并非無符號的字節(jié)內(nèi)存訪問指令。無符號的內(nèi)存訪問指令不使用該種尋址方式，詳見本章上一節(jié)。 當S=1并且L=0時，并非是有符號的存儲指令，而是未定義指令。ARM指令并未區(qū)分有符號和無符號的字節(jié)和半字存儲。 |
1．[Rn，#±<offset_8>]
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.24所示。
圖4.24? 雜項內(nèi)存訪問指令——立即數(shù)偏移尋址編碼格式
內(nèi)存訪問地址為基址寄存器Rn的值加（或減）立即數(shù)offset_8。
編程中，在訪問結(jié)構(gòu)體或記錄（record）類型的變量時，這些內(nèi)存的操作指令是十分有效的。另外，在子程序中，也常用這些指令訪問本地變量和堆棧。當offset_8=0時，內(nèi)存訪問地址即基址寄存器Rn的值。
（2）語法格式
LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D? <Rd>，[<Rn>，#±<offset_12>]
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址。
·? <offset_8>為8位立即數(shù)，內(nèi)存訪問地址偏移量。
（3）操作偽代碼
offset_8 = (immedH << 4) OR immedL
If? U = = 1? then
???? Address = Rn + offset_8
Else
???? Address = Rn – offset_8
（4）說明
① 如果指令中沒有指定立即數(shù)，使用[<Rn>]，編譯器按[<Rn>，＃0]形式編碼。
② 如果Rn被指定為程序計數(shù)器r15，其值為當前指令地址加8。
?
2．[Rn，±Rm]
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.25所示。
圖4.25? 雜項內(nèi)存訪問指令——寄存器偏移尋址編碼格式
內(nèi)存訪問地址為基址寄存器Rn的值加（或減）偏移寄存器Rm的值。
該尋址方式適合使用指針訪問數(shù)組中的單個數(shù)據(jù)成員。
（2）語法格式
LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>]
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪問地址偏移量。
（3）操作偽代碼
If? U = = 1? then
???? Address = Rn + Rm
Else
???? Address = Rn – Rm
（4）說明
如果Rn被指定為程序計數(shù)器r15，其值為當前指令地址加8；如果r15被用作偏移地址寄存器Rm的值，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
3．[Rn，#±< offset_8>]!
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.26所示。
圖4.26? 雜類內(nèi)存訪問指令——前索引立即數(shù)偏移尋址編碼格式
內(nèi)存地址為基址寄存器Rn加/減立即數(shù)offset_8的值。當指令執(zhí)行的條件<cc>滿足時，生成的地址寫回基址寄存器Rn中。
該尋址方式適合訪問數(shù)組自動進行數(shù)組下標的更新。
（2）語法格式
LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D? <Rd>，[<Rn>，±<offset_8>] ！
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <offset_8>為8位立即數(shù)，內(nèi)存訪問地址偏移量，在指令編碼格式中被拆為immedH和immedL兩部分；
·? ！設(shè)置指令編碼中的W位，更新指令基址寄存器。
（3）操作偽代碼
offset_8 = (immedH) << 4 OR immedL
If? U == 1? then
???? Address = Rn + offset_8
Else
???? Address = Rn – offset_8
If? ConditionPassed{cond}? then
???? Rn = address
（4）說明
① 如果指令中沒有指定立即數(shù)，使用[<Rn>]，編譯器按[<Rn>，＃0] ! 形式編碼。
② 如果Rn被指定為程序計數(shù)器r15，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
?
4．[Rn，±Rm] ！
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.27所示。
圖4.27? 雜項內(nèi)存訪問指令——前索引寄存器偏移尋址編碼格式
內(nèi)存訪問地址為基址寄存器Rn的值加（或減）偏移寄存器Rm的值。當指令的執(zhí)行條件<cc>滿足時，生成地地址將寫回基址寄存器。
（2）語法格式
LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D? <Rd>，[<Rn>，±<Rm>]
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪問地址偏移量；
·? ！設(shè)置指令編碼中的W位，更新指令基址寄存器。
（3）操作偽代碼
If? U = = 1? then
???? Address = Rn + Rm
Else
???? Address = Rn – Rm
If? ConditionPassed{cond}? then
???? Rn = address
（4）說明
① 如果Rn和Rm指定為同一寄存器，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
② 如果程序計數(shù)器r15被用作Rm或Rn，則指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
5．[Rn]，#±< offset_8>
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.28所示。
圖4.28? 雜項內(nèi)存訪問指令——后索引立即數(shù)偏移尋址編碼格式
指令使用基址寄存器Rn的值作為實際內(nèi)存訪問地址。當指令的執(zhí)行條件滿足時，將基址寄存器的值加/減偏移量生產(chǎn)新的地址值回寫到Rn寄存器中。
（2）語法格式
LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D? <Rd>，[<Rn>]，±<offset_8>
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <offset_8>為8位立即數(shù)，內(nèi)存訪問地址偏移量。
（3）操作偽代碼
Address = Rn
Offset_8 = (immedH << 4) OR immedL
If? conditionPassed{cond}? then
???? If? U = = 1 then
????????? Rn = Rn + offset_8
???? Else
????????? Rn = Rn – offset_8
（4）說明
① 當指令中沒有指定立即數(shù)時，匯編器按“[<Rn>]，＃0”編碼。
② 如果Rn被指定為程序計數(shù)器r15，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
?
6．[Rn]，±<Rm>
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.29所示。
圖4.29? 雜項內(nèi)存訪問指令——后索引寄存器偏移尋址編碼格式
指令訪問地址為實際的基址寄存器的值。當指令的執(zhí)行條件滿足時，將基址寄存器的值加/減索引寄存器Rm的值回寫到Rn基址寄存器。
（2）語法格式
LDR|STR{<cond>}H|SH|SB|D? <Rd>，[Rn]，±<Rm>
其中：
·? Rn為基址寄存器，該寄存器包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <Rm>為偏移地址寄存器，包含內(nèi)存訪問地址偏移量。
（3）操作偽代碼
Address = Rn
If ?conditionPassed{cond}? then
???? If? U = = 1? then
????????? Rn = Rn + Rm
???? Else
????????? Rn = Rn – Rm
（4）說明
① 程序寄存器r15被指定為Rm或Rn，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
② 如果Rm和Rn指定為同一寄存器，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
4.2.3? 批量Load/Store指令尋址方式
批量Load/Store指令將一片連續(xù)內(nèi)存單元的數(shù)據(jù)加載到通用寄存器組中或?qū)⒁唤M通用寄存器的數(shù)據(jù)存儲到內(nèi)存單元中。
批量Load/Store指令的尋址模式產(chǎn)生一個內(nèi)存單元的地址范圍，指令寄存器和內(nèi)存單元的對應(yīng)關(guān)系滿足這樣的規(guī)則，即編號低的寄存器對應(yīng)于內(nèi)存中低地址單元，編號高的寄存器對應(yīng)于內(nèi)存中的高地址單元。
指令的語法格式如下。
LDM|STM{<cond>}<addressing_mode>? <Rn>{!}，<registers><^>
指令的尋址方式如表4.6所示。
表4.6????? 批量Load/Store指令的尋址方式
|
格??? 式 |
模??? 式 |
|
|
1 |
IA（Increment After） |
后遞增方式 |
|
2 |
IB（Increment Before） |
先遞增方式 |
|
3 |
DA（Decrement After） |
后遞減方式 |
|
4 |
DB（Decrement Before） |
先遞減方式 |
指令的編碼格式如圖4.30所示。
圖4.30? 批量Load/Store指令編碼格式
編碼格式中各標志位的含義如表4.7所示。
表4.7??????? 批量Load/Store指令編碼格式各標志位含義
|
位標識 |
取??? 值 |
含??? 義 |
|
P |
P=0 |
Rn包含的地址，是所要訪問的內(nèi)存塊的高地址（U=0）還是低地址（U=1） |
|
P=1 |
標識Rn所指向的內(nèi)存單元是否被訪問 |
|
|
U |
U=0 |
Rn所指內(nèi)存單元為所要訪問的內(nèi)存單元塊的高地址 |
|
U=1 |
Rn所指內(nèi)存單元為所要訪問的內(nèi)存單元塊的低地址 |
|
|
S |
S=0 |
當程序計數(shù)器PC作為要加載的寄存器之一時，S標識是否將spsr內(nèi)容拷貝到cpsr；對于不加載PC的load指令和所有store指令，S標識特權(quán)模式下，使用用戶模式寄存器組代替當前模式下寄存器組 |
|
S=1 |
||
|
W |
W=0 |
數(shù)據(jù)傳送完畢，更新地址寄存器內(nèi)容 |
|
W=1 |
||
|
L |
L=0 |
Store指令 |
|
L=1 |
Load指令 |
?
1．IA尋址
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.31所示。
該尋址方式指定一片連續(xù)的內(nèi)存地址空間，地址空間的大小<address_length>等于寄存器列表中寄存器數(shù)目的4倍。內(nèi)存地址范圍起始地址<start_address>等于基址寄存器Rn的值。結(jié)束地址<end_address>等于起始地址<start_address>加上地址空間大小<address_length>。
圖4.31? 批量Load/Store指令——后增加尋址
地址空間中的每個內(nèi)存單元對應(yīng)寄存器列表中的一個寄存器。編號低的寄存器對應(yīng)于內(nèi)存中低地址單元，編號高的寄存器對應(yīng)于內(nèi)存中的高地址單元。
當指令執(zhí)行條件滿足并且指令編碼格式中W位置位，基址寄存器Rn的值等于內(nèi)存地址范圍結(jié)束地址<end_address>加4。
（2）語法格式
LDM|STM{<cond>}IA? <Rn>{!}，<registers><^>
其中：
·? IA標識指令使用“后增加”尋址方式；
·? Rn為基址寄存器，包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <registers>為指令操作的寄存器列表；
·? <^>表示如果寄存器列表中包含程序計數(shù)器PC，是否將spsr拷貝到cpsr。
（3）操作偽代碼
Start_address = Rn
End_address = Rn + (Number_of_Set_Bits_In(register_list)*4) – 4
If? conditionPassed(cond) and W = = 1 then
???? Rn = Rn + (Number_of_Set_Bits_In(register_list)*4)
2．DA尋址
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.32所示。
圖4.32? 批量Load/Store指令——后遞減尋址
該尋址方式指定一片連續(xù)的內(nèi)存地址空間，地址空間的大小<address_length>等于寄存器列表中寄存器數(shù)目的4倍。內(nèi)存地址范圍起始地址<start_address>等于基址寄存器Rn的值減去地址空間大小<address_length>并加4。結(jié)束地址<end_address>等于基址寄存器的值。
地址空間中的每個內(nèi)存單元對應(yīng)寄存器列表中的一個寄存器。編號低的寄存器對應(yīng)于內(nèi)存中低地址單元，編號高的寄存器對應(yīng)于內(nèi)存中的高地址單元。
當指令執(zhí)行條件滿足并且指令編碼格式中W位置位時，基址寄存器Rn的值等于內(nèi)存地址范圍起始地址<start_address>減4。
（2）語法格式
LDM|STM{<cond>}IA? <Rn>{!}，<registers><^>
其中：
·? DA標識指令使用“后遞減”尋址方式；
·? Rn為基址寄存器，包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <registers>為指令操作的寄存器列表；
·? <^>表示如果寄存器列表中包含程序計數(shù)器PC，是否將spsr拷貝到cpsr。
（3）操作偽代碼
Start_address = Rn – (Number_of_Set_Bits_In(register_list)*4) + 4
End_address = Rn
If? conditionPassed(cond) and W = = 1 then
Rn = Rn - (Number_of_Set_Bits_In(register_list)*4)
3．IB尋址
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.33所示。
圖4.33? 批量Load/Store指令——前增加尋址
該尋址方式指定一片連續(xù)的內(nèi)存地址空間，地址空間的大小<address_length>等于寄存器列表中寄存器數(shù)目的4倍。內(nèi)存地址范圍起始地址<start_address>等于基址寄存器Rn的值加4。結(jié)束地址<end_address>等于起始地址<start_address>加上地址空間大小<address_length>。
地址空間中的每個內(nèi)存單元對應(yīng)寄存器列表中的一個寄存器。編號低的寄存器對應(yīng)于內(nèi)存中低地址單元，編號高的寄存器對應(yīng)于內(nèi)存中的高地址單元。
當指令執(zhí)行條件滿足并且指令編碼格式中W位置位，基址寄存器Rn的值等于內(nèi)存地址范圍結(jié)束地址<end_address>。
?
（2）語法格式
LDM|STM{<cond>}IB? <Rn>{!}，<registers><^>
其中：
·? IB標識指令使用“前增加”尋址方式；
·? Rn為基址寄存器，包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <registers>為指令操作的寄存器列表；
·? <^>表示如果寄存器列表中包含程序計數(shù)器PC，是否將spsr拷貝到cpsr。
（3）操作偽代碼
Start_address = Rn + 4
End_address = Rn + (Number_of_Set_Bits_In(register_list)*4)
If? ConditionPassed(cond) and W= = 1? then
???? Rn = Rn + (Number_Of_Set_Bits_In(register_list)*4)
4．DB尋址
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.34所示。
圖4.34? 批量Load/Store指令——前遞減尋址
該尋址方式指定一片連續(xù)的內(nèi)存地址空間，地址空間的大小<address_length>等于寄存器列表中寄存器數(shù)目的4倍。內(nèi)存地址范圍起始地址<start_address>等于基址寄存器Rn的值減地址空間的大小<address_length>。結(jié)束地址<end_address>等于基址寄存器的值減4。
地址空間中的每個內(nèi)存單元對應(yīng)寄存器列表中的一個寄存器。編號低的寄存器對應(yīng)于內(nèi)存中低地址單元，編號高的寄存器對應(yīng)于內(nèi)存中的高地址單元。
當指令執(zhí)行條件滿足并且指令編碼格式中W位置位，基址寄存器Rn的值等于內(nèi)存地址范圍起始地址<address_address>。
（2）語法格式
LDM|STM{<cond>}DB? <Rn>{!}，<registers><^>
其中：
·? DB標識指令使用“前遞減”尋址方式；
·? Rn為基址寄存器，包含內(nèi)存訪問的基地址；
·? <registers>為指令操作的寄存器列表；
·? <^>表示如果寄存器列表中包含程序計數(shù)器PC，是否將spsr拷貝到cpsr。
（3）操作偽代碼
Start_address = Rn - (Number_Of_Set_Bits_In(register_list)*4)
End_address = Rn - 4
If? ConditionPassed(cond) and W = = 1? then
???? Rn = Rn – (Number_Of_Set_Bits_In(register_list)*4)
4.2.4? 堆棧操作尋址方式
堆棧操作尋址方式和批量Load/Store指令尋址方式十分類似。但對于堆棧的操作，數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存和從內(nèi)存中讀出要使用不同的尋址模式，因為進棧操作（pop）和出棧操作（push）要在不同的方向上調(diào)整堆棧。
下面詳細討論如何使用合適的尋址方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的堆棧操作。
根據(jù)不同的尋址方式，將堆棧分為以下4種。
① Full棧：堆棧指針指向棧頂元素（last used location）。
② Empty棧：堆棧指針指向第一個可用元素（the first unused location）。
③ 遞減棧：堆棧向內(nèi)存地址減小的方向生長。
④ 遞增棧：堆棧向內(nèi)存地址增加的方向生長。
根據(jù)堆棧的不同種類，將其尋址方式分為以下4種。
① 滿遞減FD（Full Descending）。
② 空遞減ED（Empty Descending）。
③ 滿遞增FA（Full Ascending）。
④ 空遞增EA（Empty Ascending）。
|
注意 |
如果程序中有對協(xié)處理器數(shù)據(jù)的進棧/出棧操作，最好使用FD或EA類型堆棧。這樣可以使用一條STC或LDC指令將數(shù)據(jù)進?；虺鰲?。 |
?
表4.8顯示了堆棧的尋址方式和批量Load/Store指令尋址方式的對應(yīng)關(guān)系。
表4.8???? 堆棧尋址方式和批量Load/Store指令尋址方式對應(yīng)關(guān)系
|
批量數(shù)據(jù)尋址方式 |
堆棧尋址方式 |
L位 |
P位 |
U位 |
|
LDMDA |
LDMFA |
1 |
0 |
0 |
|
LDMIA |
LDMFD |
1 |
0 |
1 |
|
LDMDB |
LDMEA |
1 |
1 |
0 |
|
LDMIB |
LDMED |
1 |
1 |
1 |
|
STMDA |
STMED |
0 |
0 |
0 |
|
STMIA |
STMEA |
0 |
0 |
1 |
|
STMDB |
STMFD |
0 |
1 |
0 |
|
STMIB |
STMFA |
0 |
1 |
1 |
4.2.5? 協(xié)處理器Load/Store尋址方式
協(xié)處理器Load/Store指令的語法格式如下。
<opcode>{<cond>}{L}? <coproc>，<CRd>，<addressing_mode>
表4.9顯示了該類指令的尋址方式。
表4.9?? 協(xié)處理器Load/Store指令尋址方式
|
格??? 式 |
說??? 明 |
|
|
1 |
[<Rn>,#±<offset_8>*4] |
立即數(shù)偏移尋址 |
|
2 |
[<Rn>,#±<offset_8>*4]! |
前索引立即數(shù)偏移尋址 |
|
3 |
[<Rn>],#±<offset_8>*4 |
后索引立即數(shù)偏移尋址 |
|
4 |
[<Rn>], <option> |
直接尋址 |
協(xié)處理器Load/Store指令的編碼方式如圖4.35所示。
編碼格式中各標志位的含義如表4.10所示。
圖4.35? 協(xié)處理器Load/Store指令編碼格式
表4.10???? 協(xié)處理器Load/Store指令編碼格式各標志位含義
|
位? 標? 識 |
取??? 值 |
含??? 義 |
|
P |
P=0 |
標識使用偏移尋址還是前索引尋址（由W位決定） |
|
P=1 |
標識使用后索引尋址還是直接尋址（由W位決定） |
|
|
U |
U=0 |
從基地址中減去偏移量offset |
|
U=1 |
從基地址中加上偏移量offset |
|
|
N |
N=0 |
和具體使用的協(xié)處理器相關(guān) |
|
N=1 |
||
|
W |
W=0 |
指令執(zhí)行結(jié)束，不改變基址寄存器的值 |
|
W=1 |
訪問的內(nèi)存地址回寫到基址寄存器 |
|
|
L |
L=0 |
Store指令 |
|
L=1 |
Load指令 |
1．[<Rn>,#±<offset_8>*4]
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.36所示。
圖4.36? 協(xié)處理器Load/Store指令——立即數(shù)尋址
該尋址方式指定一片連續(xù)的內(nèi)存地址空間。訪問內(nèi)存單元的第一個地址<first_addressing>等于基址寄存器<Rn>的值加上/減去指令中寄存器值的4倍。接下來的內(nèi)存訪問地址是前一個訪問地址加4。當協(xié)處理器發(fā)出傳輸中止信號時，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。
這種尋址方式的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)目由協(xié)處理器決定。
|
注意 |
這種尋址方式最多允許傳輸16的字。 |
?
（2）語法格式
<opcode>{<cond>}{L}? <coproc>，<CRd>，[<Rn>,#±<offset_8>*4]
其中：
·? <Rn>為基址寄存器，包含尋址操作的基地址；
·? <offset_8>為8位立即數(shù)，該值的4倍為地址偏移量。
（3）操作偽代碼
If? ConditionPassed(cond)? then
???? If? U = = 1 then
????????? Address = Rn + offset_8 * 4
???? Else? /*U = = 0*/
????????? Address = Rn – offset_8 * 4
???? Start_address = address
???? While (NotFinished(coprocessor[cp_num]))
????????? Address = address +4
???? End_address = address
（4）說明
如果基址寄存器指定為程序計數(shù)器r15，則基地址為當前執(zhí)行指令地址加8。
2．[<Rn>,#±<offset_8>*4]!
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.37所示。
圖4.37? 協(xié)處理器Load/Store指令——前索引立即數(shù)尋址
該尋址方式指定一片連續(xù)的內(nèi)存地址空間。訪問內(nèi)存單元的第一個地址<first_addressing>等于基址寄存器<Rn>的值加上/減去指令中寄存器值的4倍。如果指令的條件域滿足，產(chǎn)生的<first_addressing>回寫到基址寄存器Rn中。接下來的內(nèi)存訪問地址是前一個訪問地址加4。當協(xié)處理器發(fā)出傳輸中止信號時，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。
這種尋址方式的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)目由協(xié)處理器決定。
|
注意 |
這種尋址方式最多允許傳輸16的字。 |
（2）語法格式
<opcode>{<cond>}{L}? <coproc>，<CRd>，[<Rn>,#±<offset_8>*4]！
其中：
·? <Rn>為基址寄存器，包含尋址操作的基地址；
·? <offset_8>為8位立即數(shù)，該值的4倍為地址偏移量；
·? ！設(shè)置指令編碼中的W位，更新指令基地址。
（3）操作偽代碼
If? ConditionPassed(cond)? then
???? If? U = = 1 then
????????? Rn = Rn + offset_8 * 4
???? Else? /*U = = 0*/
????????? Rn = Rn – offset_8 * 4
???? Start_address = Rn
???? Address = start_address
???? While (NotFinished(coprocessor[cp_num]))
????????? Address = address +4
???? End_address = address
（4）說明
如果基址寄存器指定為程序計數(shù)器r15，則指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
3．[<Rn>],#±<Offset_8>*4
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.38所示。
圖4.38? 協(xié)處理器Load/Store指令——后索引立即數(shù)尋址
該尋址方式指定一片連續(xù)的內(nèi)存地址空間。訪問內(nèi)存單元的第一個地址<first_addressing>等于基址寄存器<Rn>的值。接下來的內(nèi)存訪問地址是前一個訪問地址加4。當協(xié)處理器發(fā)出傳輸中止信號時，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。如果指令的條件域滿足，Rn基址寄存器的值更新為Rn的值加上/減去8位立即數(shù)的4倍。
這種尋址方式的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)目由協(xié)處理器決定。
|
注意 |
這種尋址方式最多允許傳輸16的字。 |
?
（2）語法格式
<opcode>{<cond>}{L}? <coproc>，<CRd>，[<Rn>]，#±<offset_8>*4
其中：
·? <Rn>為基址寄存器，包含尋址操作的基地址；
·? <offset_8>為8位立即數(shù)，該值的4倍為地址偏移量。
（3）操作偽代碼
If? ConditionPassed(cond)? then
???? Start_address = Rn
???? If? U = = 1 then
????????? Rn = Rn + offset_8 * 4
???? Else? /*U = = 0*/
????????? Rn = Rn – offset_8 * 4
???? Address = start_address
???? While (NotFinished(coprocessor[cp_num]))
????????? Address = address +4
???? End_address = address
（4）說明
如果基址寄存器指定為程序計數(shù)器r15，則指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
4．[<Rn>], <Option>
（1）編碼格式
指令的編碼格式如圖4.39所示。
圖4.39? 協(xié)處理器Load/Store指令——直接尋址
該尋址方式指定一片連續(xù)的內(nèi)存地址空間。訪問內(nèi)存單元的第一個地址<first_addressing>等于基址寄存器<Rn>的值。接下來的內(nèi)存訪問地址是前一個訪問地址加4。當協(xié)處理器發(fā)出傳輸中止信號時，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。
指令不更新基址寄存器的值。指令編碼格式中bits[7：0]保留，所以可以將空閑位用作協(xié)處理器指令擴展。
這種尋址方式的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)目由協(xié)處理器決定，最多可以傳輸16字。
（2）語法格式
<opcode>{<cond>}{L}? <coproc>，<CRd>，[<Rn>]，<Option>
其中：
·? <Rn>為基址寄存器，包含尋址操作的基地址；
·? <option>用作協(xié)處理器指令擴展。
（3）操作偽代碼
If? ConditionPassed(cond)? then
???? Start_address = Rn
???? Address = start_address
???? While (NotFinished(coprocessor[cp_num]))
????????? Address = address +4
???? End_address = address
（4）說明
如果基址寄存器指定為程序計數(shù)器r15，則尋址基地址為當前指令地址加8。
