ARM寻址方式

2.1 立即数寻址

    MOV     R0, #0X3F   ;R0 <-- R0 + 1

书写规则：

• 以＃为前缀。
• 十六进制数，#后加0X或&,如#0X3f,#&3f。
• 二进制数，#后加0B, 如#0B1011。
• 十进制数，#后加0D或缺省，如#0D678,#789。

Question1：32位长度指令中最多包含几位立即数？最大为多少？

由前面的知识可以知道立即数在32位ARM指令的编码格式为0~11！立即数的范围为 $[0,2^{12}-1]$。

Question2：如何构造32位的立即数？

对于一条汇编指令

    MOV     R0, #0X0000F200

其机器代码为：E3A00CF2

E：无条件
3A：MOV
00：目的寄存器,代表R0寄存器
CF2：第二操作数，其中C为4位循环右移值，F2为8位常数。

即将0X3F循环右移$12\times 2+8=32$位。

2.2 寄存器寻址

    ADD     R0, R0, #1      ;R0 <-- R0 + 1

寄存器移位操作

• LSL(Logical Shift Left)：逻辑左移操作，空出的最低有效位用0填充。

Ex:000001逻辑左移4位$\rightarrow$010000即将$1\times16=16$。

• LSR(Logical Shift Right)：逻辑右移操作，空出的最低有效位用0填充。

Ex:010000逻辑右移4位$\rightarrow$000001即将$16/16=1$。

• ASL(Arithmetic Shift Left)：算术左移操作，同逻辑左移。

• ASR(Arithmetic Shift Right)：算术右移操作，算术移位的对象是带符号数，移位过程中必须保持操作数的符号不变。如果源操作数是正数，空出的最高有效位用0填充，如果是负数用1填充。

Ex:1000010算术右移4位$\rightarrow$1000000

• ROR(Rotate Right)：循环右移，移出的字的最低有效位依次填入空出的最高有效位。

Ex:10100110循环右移4位$\rightarrow$01101010

• RRX(Rotate Right Extended)：带扩展的循环右移，将寄存器的内容循环右移1位，空位用原来C标志位填充。

Ex:10100110带扩展循环右移，设CPSR中C标志位为0,则$\rightarrow$11001010

2.3 寄存器间接寻址(比较像c++中的指针)

    ADD     R0, R1, [R2]    ;R0 <-- R1 + [R2]

以寄存器R2的值作为操作数的地址，在存储器中取的一个操作数后与R1相加，结果存入R0中

写成c++代码的指针模式如下所示：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int a = 10;         /*MOV   R1, 10*/
    int b = 20;         /*MOV   R2, 20*/
    int c = a + *(&b);  /*ADD R0, R1, [R2]*/    
    cout << c << endl;
    return 0;
}

输出结果：30！

2.4 基址加变址寻址

2.4.1 前变址

    LDR     R0, [R1, #8]    ;R0 <-- [R1 + 8]

2.4.2 自动变址

    LDR     R0, [R1, #8]!    ;R1 <-- [R1 + 8], R1 <-- R1 + 8

2.4.3 后变址

    LDR     R0, [R1], #8   ;R0 <-- [R1], R1 <-- R1 + 8

2.4.4 寄存器偏移地址

    LDR     R0, [R1 + R2]   ;R0 <-- [R1 + R2]

写成c++代码的指针模式如下所示：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int a = 10;                 /*MOV   R1, 10*/
    int b = 20;                 /*MOV   R2, 20*/
    int c;
    c = *(&a);                  /*LDR   R0, [R1]*/
    cout << c << endl;
    c = *(&a + 8);              /*LDR R0，[R1, #8]*/
    cout << c << endl;
    return 0;
}

输出结果：

10
0

2.5 多寄存器寻址

含义：一条指令完成多字段数据或数据块的传送
基本指令：LDM/STM
基址寄存器变化方式：

• IA(Increment After Operating)：操作完再增加地址值。
• IB(Increment Before Operating)：先增加地址后操作。
• DA(Decrement After Operating)：先操作再减地址值。
• DB(Decrement Before Operating)：先减地址值后操作。

语法表示：
多寄存器用”{}”包含，连续寄存器用”-“间隔，否则用”,”分隔。

Ex：

    LDMIA   R0, {R1-R4, R6}     ;R1 = [R0], R2 = [R0 + 4], ... , R4 = [R0 + 12], R6 = [R0 + 16]
    LDMIA   R0, {R1-R4, R6}!    ;R1 = [R0], R2 = [R0 + 4], ... , R4 = [R0 + 12], R6 = [R0 + 16], R1 <-- R1 + 16

2.6 堆栈寻址

含义：按先进后出FILO的方式工作，使用一个专门的寄存器(堆栈指针SP)指向一块存储区域(堆栈)来指示当前的操作位置，堆栈总是指向栈顶的。
基本指令：LDM/STM
堆栈的生长方式：

• FD(Full Descending)：满递减堆栈，堆栈指针指向最后压入堆栈的有效数据项，堆栈由高地址向低地址生成。

• ED(Empty Descending)：空递减堆栈，堆栈指针指向下一个待压入数据的空位置，称为空堆栈。堆栈由高地址向低地址生成。
  

• FA(Full Ascending)：满递增堆栈，堆栈指针指向最后压入堆栈的有效数据项，堆栈由低地址向高地址生成。

• EA(Empty Ascending)：空递增堆栈，堆栈指针指向下一个待压入数据的空位置，堆栈由低地址向高地址生成。

ARM指令集的出栈和入栈操作：

    STMFD     SP!, {R0, R1, R3-R5}    ;R0, R1, R3-R5入栈
    LDMFD     SP!, {R0, R1, R3-R5}    ;R0, R1, R3-R5出栈