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數(shù)據(jù)處理指令之:AND邏輯與指令

2013/09/13
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如果在數(shù)據(jù)處理指令前使用S前綴,指令的執(zhí)行結(jié)果將會(huì)影響CPSR中的標(biāo)志位。

數(shù)據(jù)處理指令如表6.1所示。

表6.1??? 數(shù)據(jù)處理指令列表

操? 作? 碼

助? 記? 符

操??? 作

行??? 為

0000

AND

邏輯加

Rd:=Rn AND op2[1]

0001

EOR

邏輯異或

Rd:=Rn EOR op2

0010

SUB

Rd:=Rn ? op2

0011

RSB

翻轉(zhuǎn)減

Rd:=op2 ? Rn

0100

ADD

Rd:=Rn + op2

0101

ADC

帶進(jìn)位的加

Rd:=Rn + op2 + C

0110

SBC

帶進(jìn)位的減

Rd:=Rn? op2 + C ? 1

0111

RSC

帶進(jìn)位的翻轉(zhuǎn)減

Rd:=op2 ? Rn + C ? 1

1000

TST

測(cè)試

Rn AND op2并更新標(biāo)志位

1001

TEQ

測(cè)試相等

Rn EOR op2并更新標(biāo)志位

1010

CMP

比較

Rn?op2并更新標(biāo)志位

1011

CMN

負(fù)數(shù)比較

Rn+op2并更新標(biāo)志位

1100

ORR

邏輯或

Rd:=Rn OR op2

1110

BIC

位清0

Rd:=Rn AND NOT(op2)

指令操作的偽代碼如下面程序段所示。

<opcode2>{<cond>}? <Rn>,<shifter_operand>

<opcode2>:=CMP|CMN|TST|TEQ

<opcode3>{<cond>}{S}? <Rd>,<Rn>,<shifter_operand>

<opcode3>:=ADD|SUB|RSB|ADC|SBC|RSC|AND|BIC|EOR|ORR

指令的編碼格式如圖6.1。

圖6.1? 數(shù)據(jù)處理指令的編碼格式

I:區(qū)分第二操作數(shù)是立即數(shù)或寄存器

S:標(biāo)志指令的條件域是否更新CPSR。

Rn:指示第一源操作數(shù)寄存器。

Rd:指示目的寄存器。

shifter_operand:指示第二源操作數(shù)。

6.1? AND邏輯與指令

1.指令編碼格式

AND指令將<shifter_operand>表示的數(shù)值與寄存器<Rn>的值按位(bitwise)做邏輯與操作,并將結(jié)果保存到目標(biāo)寄存器<Rd>中,同時(shí)根據(jù)操作的結(jié)果更新CPSR寄存器。

指令的編碼格式如圖6.2所示。

圖6.2? ADD指令的編碼格式

2.指令的語(yǔ)法格式

AND{<cond>}{S}? <Rn>,<Rn>,<shifter_operand>

① <cond>

為指令編碼中的條件域。它指示指令在什么條件下執(zhí)行。當(dāng)<cond>忽略時(shí),指令為無(wú)條件執(zhí)行(cond=AL(Alway))。

② <S>

S位(bit[20])決定指令的執(zhí)行是否影響CPSR中的條件域。當(dāng)S位清0時(shí),指令執(zhí)行不影響CPSR。當(dāng)S位置位時(shí)(并且不是r15),則有以下規(guī)則。

·? 如果結(jié)果為負(fù),則標(biāo)志位N置位;否則清0(也就是說(shuō)N等于結(jié)果的第31位)。

·? 如果結(jié)果為0,則標(biāo)志位Z置位;否則清0。

·? 當(dāng)操作定義為算術(shù)操作(ADD、ADC、SUB、SBC、RSB或RSC)時(shí),標(biāo)志位C設(shè)置為ALU的進(jìn)位輸出;否則設(shè)置為移位器的進(jìn)位輸出。如果不需要移位,則保持C。

·? 在非算術(shù)操作中,標(biāo)志位V保持原值。在算術(shù)操作中,如果有從第30位到第31位的溢出,則置位;如果不發(fā)生溢出,則清0。僅當(dāng)算術(shù)操作中操作數(shù)被認(rèn)為是2的補(bǔ)碼的有符號(hào)數(shù)時(shí),這個(gè)標(biāo)志位才有意義,而且指示結(jié)果超出范圍。

若指令中的目標(biāo)寄存器<Rd>為r15,則當(dāng)前處理器模式對(duì)應(yīng)的SPSR的值被復(fù)制到CPSR寄存器中,對(duì)應(yīng)用戶模式和系統(tǒng)模式,由于沒(méi)有相應(yīng)的SPSR,指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

③ <Rd>

指定目標(biāo)寄存器。

④ <Rn>

指定第一個(gè)源操作數(shù)寄存器。

⑤ <shifter_operand>

使用ARM的通用尋址模式確定第二個(gè)源操作數(shù)。它影響指令編碼格式中的I(bit[25])位和shifter_operand(bits[11∶0])位。

?

3.指令操作的偽代碼

指令操作的偽代碼如下面程序段所示。

If? ConditionPassed{cond}? then

???? Rd=Rn AND shifter_operand

???? If? S==1? and? Rd==r15? then

???? CPSR=SPSR

???? Else? if? S==1? then

?????? ????N flag=Rd[31]

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

?????????? C flag=shifter_carry_out

?????????? V flag=unaggected

4.指令舉例

【例6.1】AND指令舉例。

(1)AND的真值表(二者都是1則結(jié)果為1)如表6.2所示。

表6.2?? AND指令真值表

Op_1

Op_2

結(jié)??? 果

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

(2)保留R0中的0位和1位,丟棄其余的位。

AND???? R0, R0, #3????????????? ;

(3)R2=R1&R3

AND??? R2,R1,R3????????????? ;

(4)R0=R0&0x01,取出最低位數(shù)據(jù)

ANDS??? R0,R0,#0x01????????????? ;



[1] op2即為指令中的第二個(gè)操作數(shù)。ARM數(shù)據(jù)處理指令使用3地址格式,這就意味著分別指定兩個(gè)源操作數(shù)和一個(gè)目的寄存器。第一個(gè)源操作數(shù)總是目的寄存器,第二個(gè)源操作數(shù)又叫移位操作數(shù)(a shifter operand),它可能是寄存器、移位后的寄存器或立即數(shù)。第二個(gè)操作數(shù)如果是寄存器,則應(yīng)用于它的移位可能是邏輯或算術(shù)移位,或是循環(huán)移位。移位的位數(shù)可以由立即數(shù)指定,也可以由第4個(gè)寄存器指定。

Arm

Arm

ARM公司是一家知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)供應(yīng)商,主要為國(guó)際上其他的電子公司提供高性能RISC處理器、外設(shè)和系統(tǒng)芯片技術(shù)授權(quán)。目前,ARM公司的處理器內(nèi)核已經(jīng)成為便攜通訊、手持計(jì)算設(shè)備、多媒體數(shù)字消費(fèi)品等方案的RISC標(biāo)準(zhǔn)。公司1990年11月由Acorn、Apple和VLSI合并而成。

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華清遠(yuǎn)見(jiàn)(www.farsight.com.cn)是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先嵌入師培訓(xùn)機(jī)構(gòu),2004年注冊(cè)于中國(guó)北京海淀高科技園區(qū),除北京總部外,上海、深圳、成都、南京、武漢、西安、廣州均有直營(yíng)分公司。華清遠(yuǎn)見(jiàn)除提供嵌入式相關(guān)的長(zhǎng)期就業(yè)培訓(xùn)、短期高端培訓(xùn)、師資培訓(xùn)及企業(yè)員工內(nèi)訓(xùn)等業(yè)務(wù)外,其下屬研發(fā)中心還負(fù)責(zé)嵌入式、Android及物聯(lián)網(wǎng)方向的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研發(fā)及培訓(xùn)教材的出版,截止目前為止已公開(kāi)出版70余本嵌入式/移動(dòng)開(kāi)發(fā)/物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)圖書(shū)。企業(yè)理念:專業(yè)始于專注 卓識(shí)源于遠(yuǎn)見(jiàn)。企業(yè)價(jià)值觀:做良心教育、做專業(yè)教育,更要做受人尊敬的職業(yè)教育。