[科普中国]-数据处理指令

简介

计算机指令，就是指挥机器工作的指示和命令，程序就是一系列按一定顺序排列的指令，执行程序的过程就是计算机的工作过程。每一台计算机均有自己的特定的指令系统，其指令内容和格式有所不同。数据处理指令是指对寄存器中的数据进行操作指令。数据处理指令可分为数据传送指令、算术逻辑运算指令和比较指令等。数据传送指令用于在寄存器和存储器之间进行数据的双向传输。算术逻辑运算指令完成常用的算术与逻辑的运算，该类指令不但将运算结果保存在目的寄存器中，同时更新CPSR中的相应条件标志位。比较指令不保存运算结果，只更新CPSR中相应的条件标志位。

常见数据处理指令MOV：数据传送指令。

MVN：数据取反传送指令。

CMP：比较指令。

CMN：反值比较指令。

TST：位测试指令。

TEQ：相等测试指令。

ADD：加法指令。

ADC：带进位加法指令。

SUB：减法指令。

SBC：带借位减法指令。

RSB：逆向减法指令。

RSC：带借位的逆向减法指令。

AND：逻辑与指令。

ORR：逻辑或指令。

EOR：逻辑异或指令。

BIC：位清除指令。

数据传送指令最常用的就是MOV指令了，语法格式如下：

MOV{}{S} ,

MOV指令将表示的数据传送到目标寄存器Rd中，若指令中带有S标志，则根据操作结果更新CPSR中的N、Z、C位。

MVN传送指令

MVN{}{S} ,

与MOV指令类似，MVN表示将数据的反码传送到目标寄存器，并根据情况更新CPSR中的N、Z、C位。

MRS指令

MRS{} , CPSR

从指令语法中，我们能够猜测出该指令是对CPSR寄存器进行操作的指令，它的主要功能是将状态寄存器中的内容传送到能用寄存器中。

MSR指令

MSR CPSR_,

MSR SPSR_,

指的是状态寄存器中需要操作的位。状态寄存器的32位可以分为4个8位的域：0-7位为控件位域，用c表示，8-15位为扩展位域，用x表示，16-23位为状态位域，用s表示，24-31位为条件标志位域，用f表示。
MSR指令的功能是将数据传送到状态寄存器中。MSR与MRS指令通过读出-修改-写回操作，用于恢复或者改变状态寄存器的内容。

MRS R0, CPSR ;读取CPSR

BIC R0, R0, #0x1F ;修改，去除当前处理器模式

ORR R0, R0, #0x13 ;修改，设置特权模式

MSR CPSR_c, R0 ;写回，仅仅修改CPSR中的控制位域

BIC位清除指令

BIC{}{S} , ,

BIC指令将表示的数值与寄存器的值的反码按位做逻辑与操作，并把结果保存到目标寄存器中。

比较指令CMP比较指令

CMP{} ,

CMP指令从寄存器Rn中减去表示的数值，根据操作的结果更新CPSR中的相应的条件标志位，后面的指令就可以根据CPSR中相应的位来判断是否执行了。

CMN基于相反数的比较指令

CMN{} ,

CMN指令将寄存器Rn中的值加上表示的数值，根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。与CMP指令相比，就可以理解CMN为什么叫基于相反数的比较指令了。

TST位测试指令

TST{} ,

TST指令将表示的数值与Rn中的值按位做逻辑与运算，根据操作的结果更新CPSR中的条件标识位。TST指令通常用于测试寄存器中某些位是1还是0。

TEQ相等测试指令

TEQ{} ,

TEQ指令将表示的数值与寄存器的值做逻辑异或操作，根据操作的结果更新CPSR中的条件标志位。TEQ通常用于比较两个数是否相等，与CMP/CMN操作相比，TEQ操作通常不影响CPSR中的V、C位。

算术逻辑指令算术指令加法指令ADD

{}{S} , , ;加法指令

ADC{}{S} , , ;带位加法指令

ADD指令将Rn中的值与表示的值相加，并将结果保存到目标寄存器Rd中。
ADC指令将Rn中的值与表示的值相加，再加上CPSR中的C条件标志位的值，并将结果保存到目标寄存器中。
ADD指令与ADC指令联合使用，可以实现两个64位的操作数据相加，代码如下：

ADDS R4, R0, R2 ;两个64位数R1R0与R3R2，先将两个数的低位相加，结果保存在R4中，如有进位，保存在CPSR的C位中

ADC R5, R1, R3 ;再将两个数的高位相加，并加上低位相加的进位，结果保存在R5中，R5R4则表示这两个64位数相加的结果

减法指令SUB

{}{S} , , ; 减法指令

SBC{}{S} , , ;带位减法指令同加法指令类似，减法指令也有带位与不带位两条指令，用法也非常类似，同样也可用作64位数的减法：

SUBS R4, R0, R2

SBC R5, R1, R3

逆向减法指令

RSB{}{S} , , ;逆向减法指令

RSC{}{S} , , ;带位逆向减法指令

逆向减法指令也是实现了两个操作数据的减法，与减法指令不同的是，逆向减法指令是从表示的数中减去寄存器Rn的值，Rd中保存操作的结果。

乘法指令

MUL{}{S} , ,

MLA{}{S} , , ,

MUL实现两个32位数Rm与Rs的乘积，并将结果保存到Rd中。
MLA实现两个32位数Rm与Rs的乘积，再将乘积加上Rn后保存到Rd中。

逻辑操作指令AND与操作指令

AND{}{S} , ,

AND指令将表示的值与Rn的值按位做逻辑与操作，结果保存到Rd中。

ORR或操作指令

ORR{}{S} , ,

ORR指令将表示的值与Rn的值按位做逻辑或操作，结果保存到Rd中。

EOR异或操作指令

EOR{}{S} , ,

EOR指令将表示的值与Rn的值按位做逻辑异或操作，结果保存到Rd中。