са выше 0xE0000000. Отдельная область памяти 0x3FFF8000–0x3FFFFFFF предназначена для регистров управления портами в быстром режиме.
Организация памяти в ARM7 байтовая. Это значит, что каждый адрес указывает на ячейку размером 1 байт. В то же время хранимые в памяти данные выравниваются соответственно их разрядности. Поэтому при обращении к 16-разрядному слову адрес должен быть четным; для 32-разрядного слова адрес должен быть кратным четырем (закачиваться на шестнадцатеричные цифры 0, 4, 8, С). Обращение в байтовом режиме возможно к любому адресу.
Данные, занимающие более одного байта, хранятся с обратным порядком байт. Младший байт размещается по адресу с меньшим номером; старший байт — по адресу с большим номером.
1.3 Система команд
Cведения системе команд и методах адресации (раздел 1.4) необходимы программисту в ходе отладки, так как время от времени приходится прибегать к чтению дизассемблированной программы. Основы программирования на ассемблере рассмотрены в разделе 2.5. Там же читатель найдет пример простой программы.
Система команд ядра ARM7 включает всего 44 инструкции (не считая NOP). Отличительная особенность в том, что все инструкции являются условными. Каждая команда может быть выполнена или пропущена в зависимости от флагов состояния программы. Для этого в коде команды предусмотрено поле условия. На языке ассемблера условие обозначается двумя буквами непосредственно после мнемоники команды (сливается с командой в одно слово). Допустимые условия приведены в таблице 1.3.1.
Таблица 1.3.1 – Обозначения условных полей
Обознач. |
Условие |
Описание |
EQ |
|
Равенство. Флаг нуля установлен |
NE |
|
Неравенство. Флаг нуля сброшен |
CS/HS |
|
Больше или равно (без знака). Перенос |
CC/LO |
|
Меньше (без знака). Флаг переноса сброшен |
MI |
|
Отрицательный результат |
PL |
|
Положительный или нулевой результат |
VS |
|
Флаг переполнения установлен |
VС |
|
Флаг переполнения сброшен |
HI |
|
Больше (без знака) |
LS |
|
Меньше или равно (без знака) |
GE |
|
Больше или равно (со знаком) |
LT |
|
Меньше (со знаком) |
GT |
|
Больше (со знаком) |
LE |
|
Меньше или равно (со знаком) |
AL |
|
Всегда (безусловное выполнение) |
NV |
|
Никогда |
14
Перечень команд, сгруппированных по выполняемым функциям, приведен в таблице 1.3.2 (см. также о псевдокомандах в разделе 2.5). Кратко рассмотрим каждую из групп.
1.3.1 Команды арифметической и логической обработки
Команды этой группы предназначены для выполнения арифметических действий (сложение, вычитание) с целыми числами, а также логических операций (конъюнкция, дизъюнкция, исключающее «ИЛИ»). Команды являются трехадресными и все имеют общий синтаксис:
Операция{Усл}{S} 
, 
, 
При этом Операция, определяемая мнемоническим обозначением, выполняется над операндами 
и 
. Результат операции помещается в 
.
Здесь 
, 
любые регистры общего назначения (R0–R15). 
, занимающий 12 разрядов в коде команды, может быть адресован непосредственным или регистровым методом (раздел 1.4.1 и таблица 1.4.1).
Операнд 
может отсутствовать или совпадать с 
. Эти случаи интерпретируются одинаково — 
служит и первым операндом, и приемником.
Имеется необязательный модификатор «S», который указывает на необходимость обновления флагов состояния программы. Без этого модификатора обновление не происходит. Независимо от результата выполнения команды флаги результат остаются неизменными.
Примеры:
ADD |
R0, R1, |
R2 |
; R0 |
= |
R1 |
+ |
R2 |
|
||
AND |
R0, R1, #0x80 |
; R0 |
= |
R1 |
& |
0x80 |
|
|||
ADD |
R0, |
R1 |
|
; |
R0 |
+= R1 |
|
|
|
|
ADDEQ |
R0, |
R1, R2 |
; |
if (Z) R0 |
= R1 |
+ R2 |
||||
1.3.2 Команды умножения
Команды выполняют умножение 32-разрядных целых чисел. Операндами и приемником результата могут служат регистры общего назначения.
Имеются команды для умножения с накоплением. Результат может быть 32или 64-разрадным. Команды с 32-разрядным результатом отбрасывают старшую часть. 64-разрядный результат размещается в паре регистров общего назначения.
Примеры:
MUL |
R0, |
R1, |
R2 |
; |
R0 |
= |
(long)(R1 |
* |
R2) |
MLA |
R0, |
R1, |
R2, R3 |
; |
R0 |
= |
(long)(R1 |
* |
R2 + R3) |
Влияние команд на флаги состояния включается модификатором «S».
1.3.3 Команды регистровой пересылки
Команды пересылки предназначены для загрузки регистра короткой константой или для копирования содержимого одного регистра в другой. Команды двухадресные; второй операнд может быть задан непосредственно (константа) или адресован регистровым способом. При копировании возможна инверсия (команда MVN) или сдвиг.
15
Таблица 1.3.2 – Система команд процессорного ядра ARM7
Мнемоническое обозначение |
|
Операция |
Краткое описание |
|
|
|
|
Команды арифметической обработки |
|
ADD{Усл}{S} |
, , |
|
|
Арифметическое сложение |
ADC{Усл}{S} |
, , |
|
|
Арифметическое сложение с переносом |
SUB{Усл}{S} |
, , |
|
|
Вычитание |
SBC{Усл}{S} |
, , |
|
|
Вычитание с учетом заема |
RSB{Усл}{S} |
, , |
|
|
Обратное вычитание |
RSС{Усл}{S} |
, , |
|
|
Обратное вычитание с учетом заема |
|
|
|
Команды логической обработки |
|
AND{Усл}{S} |
, , |
|
|
Логическое умножение (И) |
ORR{Усл}{S} |
, , |
|
|
Логическое сложение (ИЛИ) |
EOR{Усл}{S} |
, , |
|
|
Исключающее ИЛИ (сложение по модулю 2) |
BIC{Усл}{S} |
, , |
|
|
Сброс битов в ноль |
|
|
|
Команды регистровой пересылки |
|
MOV{Усл}{S} |
, |
|
|
Копирование регистра или загрузка константы |
MVN{Усл}{S} |
, |
|
|
Копирование регистра или загрузка константы |
|
|
с инверсией |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Команды сравнения и тестирования |
|
CMN{Усл} |
, |
|
|
Сравнение с отрицательным числом |
CMP{Усл} |
, |
|
|
Сравнение с положительным числом |
TEQ{Усл} |
, |
|
|
Проверка равенства |
TST{Усл} |
, |
|
|
Тестирование |
|
|
Команды умножения c 32-разрядным результатом |
||
MUL{Усл}{S} |
, , |
|
|
Умножение (с учетом знаков) |
MLA{Усл}{S} |
, , , |
|
|
Умножение с накоплением (с учетом знаков) |
16
Таблица 1.3.2 – Продолжение
Мнемоническое обозначение |
|
Операция |
|
Краткое описание |
|
|
|
Команды умножения с 64-разрядным результатом |
|||
SMULL{Усл}{S} , , , |
|
|
|
Умножение учетом знака |
|
SMLAL{Усл}{S} , , , |
|
|
|
Умножение с накопл. (с учетом знака) |
|
UMULL{Усл}{S} , , , |
|
|
|
Умножение положительных чисел |
|
UMLAL{Усл}{S} , , , |
|
|
|
Умножение полож. чисел с накоплением |
|
|
|
|
Команды загрузки регистров из памяти |
|
|
LDR{Усл} |
, |
|
|
|
Загрузка регистра |
LDR{Усл}B |
, |
|
; |
|
Загрузка регистра байтом |
LDR{Усл}BT |
, |
|
; |
|
Загрузка регистра байтом |
|
|
c эмуляцией режима User |
|||
|
|
|
|
|
|
LDR{Усл}H |
, |
|
; |
|
Загрузка регистра двухбайтным словом |
LDR{Усл}SB |
, |
|
; |
|
Загрузка регистра байтом |
|
|
|
c дополнением знака |
||
|
|
|
|
|
|
LDR{Усл}SH |
, |
|
|
|
Загрузка регистра двухбайтовым словом |
|
|
|
c дополнением знака |
||
|
|
|
|
|
|
LDR{Усл}T |
, |
|
|
|
Загрузка регистра |
|
|
|
c эмуляцией режима User |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Команды сохранения регистров в память |
||
STR{Усл} |
, |
|
|
|
Сохранение регистра в память |
STR{Усл}B |
, |
|
|
|
Сохранение в память мл. байта регистра |
STR{Усл}BT |
, |
|
|
|
Сохранение в память младшего байта |
|
|
|
регистра с эмуляцией режима User |
||
|
|
|
|
|
|
STR{Усл}H |
, |
|
|
|
Сохранение в память мл. слова регистра |
STR{Усл}T |
, |
|
|
|
Сохранение регистра в память с эмуля- |
|
|
|
цией режима User |
||
|
|
|
|
|
|
17
Таблица 1.3.2 – Продолжение
Мнемоническое обозначение |
Операция |
Краткое описание |
|
||
|
|
Команды перестановки регистров и ячеек памяти |
|
||
SWP{Усл} |
, , [ ] |
; |
Обмен между регистрами и памятью |
||
SWP{Усл}B |
, , [ ] |
|
Обмен байтов между регистрами и памятью |
||
|
|
Команды пакетной пересылки |
|
||
LDM{Усл}IA |
{!}, |
Загрузить блок памяти |
Методы адресации: |
|
|
LDM{Усл}IB |
{!}, |
|
|||
с базовым адресом равным |
IA (FD) — постинкрементный; |
||||
LDM{Усл}DA |
{!}, |
||||
в список Регистров |
IB (ED) — преинкрементный; |
||||
LDM{Усл}DB |
{!}, |
||||
|
DA (FA) — постдекрементный; |
||||
STM{Усл}IA |
{!}, |
|
|||
Сохранить список Регистров |
DB (EA) — предекрементный. |
||||
STM{Усл}IB |
{!}, |
||||
в блок памяти, |
Список регистров задается в фигурных скобах через |
||||
STM{Усл}DA |
{!}, |
||||
начиная с адреса в |
запятую или тире, например, {R0–R3, R5} |
||||
STM{Усл}DB |
{!}, |
||||
|
|
|
|||
|
|
Команды передачи управления |
|
||
B{Усл} |
|
|
Передача управления по непосредственному адресу |
||
BL{Усл} |
|
; |
Передача управления с сохранением адреса возврата |
||
BX{Усл} |
|
|
Передача управления по адресу в регистре |
||
|
|
со сменой режима ARM/Thumb |
|||
|
|
|
|||
SWI{Усл} |
|
Вызов прерывания Software Interrupt; перевод процессора в режим ARM Supervisor |
|||
|
|
Команды обращения к слову состояния программы |
|
||
MRS{Усл}{S} |
, CPSR |
|
Сохранение |
или в регистр |
|
MRS{Усл}{S} |
, SPSR |
|
|||
|
|
|
|||
MSR{Усл} CPSR_Поля, # |
|
|
|
||
MSR{Усл} SPSR_Поля, # |
Запись константы или регистра в разряды флагов в |
или . |
|||
MSR{Усл} CPSR_Поля, |
Поля задают копируемые байты: c — 0, x — 1, s — 2, f — 3 |
||||
MSR{Усл} SPSR_Поля, |
|
|
|
||
18