5.1 ARM 指令系统和总线

5.1 ARM 指令系统和总线

符号扩展指令和字节调序指令

位域处理指令

位域处理用于操作寄存器中的一段连续二进制位。

常见指令：

| 指令 | 含义 |

| `BFC` | 清除一段位域 |

| `BFI` | 把一个寄存器的低位插入到目标位域 |

| `UBFX` | 无符号提取位域 |

| `SBFX` | 有符号提取位域 |

STM32 寄存器配置经常要处理“某几位为一个字段”，位域思想非常重要。

例如 GPIO 模式寄存器中，每个引脚占 2 位：

MODER[2n+1 : 2n]

配置某个引脚时，本质就是清除这 2 位，再写入目标模式值。

高16位1234不管，低位FFFF变成C00F，8位对应低八位也就是C开头，16位长度对应B结束，也就是CC换成56，BB换成78，小端排序，默认从R0的第0位开始移动16位替换过去

比较和测试指令

| 指令 | 含义 |

| `CMP Rn, Operand2` | 计算 `Rn - Operand2`，只更新标志位 |

| `CMN Rn, Operand2` | 计算 `Rn + Operand2`，只更新标志位 |

| `TST Rn, Operand2` | 按位与测试 |

| `TEQ Rn, Operand2` | 按位异或测试 |

比较指令不保存结果，只改变条件标志位。

常见用法：

CMP R0, #0

BEQ label

含义：如果 R0 等于 0，就跳转。

分支和流控制指令

| 指令 | 含义 |

| `B label` | 无条件跳转 |

| `BL func` | 带链接跳转，用于函数调用 |

| `BX Rm` | 跳转到寄存器指定地址，并可切换状态 |

| `BLX Rm/label` | 带链接跳转，可切换状态 |

条件跳转：

| 后缀 | 条件 |

| `EQ` | 等于 |

| `NE` | 不等于 |

| `CS/HS` | 无符号大于等于 |

| `CC/LO` | 无符号小于 |

| `MI` | 负数 |

| `PL` | 正数或零 |

| `VS` | 溢出 |

| `VC` | 未溢出 |

| `HI` | 无符号大于 |

| `LS` | 无符号小于等于 |

| `GE` | 有符号大于等于 |

| `LT` | 有符号小于 |

| `GT` | 有符号大于 |

| `LE` | 有符号小于等于 |

总线的基本概念

总线是一组公共信号线，用于连接 CPU、存储器、I/O 接口和其他模块。

按功能分：

| 总线 | 作用 |

| 地址总线 | 指明访问对象地址 |

| 数据总线 | 传送数据 |

| 控制总线 | 传送读写、时钟、中断、DMA 等控制信号 |

总线的优点：

- 连接结构简单；

- 便于扩展；

- 多个模块可共享通信通道。

缺点：

- 同一时刻通常只能有一个主设备使用总线；

- 需要仲裁；

- 总线带宽会成为系统瓶颈。