利用汇编语言开发ARM系统底层驱动-嵌入式技术与应用

ARM的汇编指令包括32位的ARM指令集和16位的Thumb指令集。ARM指令集效率高，代码密度低，而Thumb指令集具有更好的代码密度，却保持ARM的大多数性能上的优势，它是ARM指令集的子集。

注意：代码密度是单位存储空间中包含的指令的个数。举例说明，ARM指令是32位的，而Thumb指令是16位的，如果在1KB的存储空间中，可以放32条ARM指令，但是可以放64条Thumb指令，因此存放Thumb指令时，代码密度高。

ARM程序和Thumb程序可以相互调用，它们之间的状态切换开销几乎为零。

1.ARM指令集

ARM指令集的基本格式是

<opcode>{<cond>}{S}<Rd>，<Rn>{，<opcode2>}

在指令格式中，<>中的内容是必须出现的，{}中的内容是可选的。指令格式中相应符号的说明如表3-1所示。

表3- 1指令格式中相应符号的说明

ARM指令集分为7类，分别是存储器访问指令、数据处理指令、乘法指令、跳转指令、协处理器指令、杂项指令和伪指令。表3-2是ARM存储器访问指令列表，表3-3是ARM数据处理指令列表，表3-4是ARM乘法指令列表，表3-5是ARM跳转指令列表，表3-6是ARM协处理器指令列表，表3-7是ARM杂项指令列表，表3-8是ARM伪指令列表。

表3-2 ARM存储器访问指令列表

表3-3 ARM数据处理指令列表

（续）

表3-4 ARM乘法指令列表

表3-5 ARM跳转指令列表

表3-6 ARM协处理器指令列表

表3-7 ARM杂项指令列表

表3-8 ARM伪指令列表

2.Thumb指令集(www.xing528.com)

Thumb指令集可以看做是ARM指令压缩形式的子集，是针对代码密度提出的，指令格式与ARM指令集相似。Thumb指令集不是一个完整的体系，所以不能指望开发全部采用Thumb指令集。Thumb指令集没有协处理器指令，信号量指令及访问CPSR或SPSR的指令；没有乘加指令及64位乘法指令等，且指令的第二操作数受到限制；除跳转指令B有条件执行功能外，其他指令均无条件执行。

Thumb指令集共分为4类，分别是存储器访问指令、数据处理指令、跳转指令及软中断指令和伪指令。表3-9是Thumb存储器访问指令列表，表3-10是Thumb跳转指令及软中断指令列表，表3-11是Thumb伪指令列表，表3-12是Thumb数据处理指令列表。

表3-9 Thumb存储器访问指令列表

（续）

表3-10 Thumb跳转指令及软中断指令列表

表3-11 Thumb伪指令列表

表3-12 Thumb数据处理指令列表

（续）

3.伪指令

ARM汇编程序由机器指令（ARM指令集和Thumb指令集）、伪指令和宏指令组成。伪指令不像机器指令那样在处理器运行期间由机器执行，而是汇编程序对源程序汇编期间由汇编程序处理。在ARM指令集和Thumb指令集中都有伪指令的存在。表3-13给出了伪指令列表（由于前面给出了ARM指令集和Thumb指令集中的伪指令，在表3-13内就不再列出了）。

表3-13 伪指令列表

（续）

（续）

下面的例子程序段是一个含有子程序调用的汇编程序代码段。

采用汇编语言编写ARM9的驱动程序，需要对ARM9的硬件组成结构非常熟悉。在学习汇编语言之前，需要对ARM9处理器的内核ARM920T的结构有个全面的了解，了解其工作模式、工作状态、寄存器组织和程序状态寄存器等相关硬件的知识，除此之外，还要对ARM9的存储器映射、基本寻址方式和各种中断类型有较全面的了解。上述内容对于初学者来说不是短期内能够掌握的。另外，应用汇编语言编写程序，需要用户对于相关的指令能够熟练记忆，如果一段时间搁置汇编语言，就会对指令产生遗忘，不利于以后的工作，所以建议初学者采用C语言来开发嵌入式系统。