浅谈单寄存器数据传送指令

11.5 单寄存器数据传送指令
　　Thumb指令集支持寄存器的装载和存储，即LDR和STR指令。8和类型的Load/Store指令在Thumb指令集中可用。这些指令使用两种寻址模式：寄存器偏移和立即数偏移。指令所能存取的数据包括字、半字和字节，同时半字和字节可以为有符号数或无符号数。
　　表11.4总结了Thumb状态下可用的数据传送指令。
　　表11.4 Thumb状态数据传送指令
　　助 记 符说 明操 作
　　LDR传送32位字到寄存器Rd《－ mem32［address］
　　STR存储32位寄存器的值Rd－》 mem32［address］
　　LDRB传送8位字节到寄存器Rd《－ mem8［address］
　　STRB保存寄存器中的字节Rd－》 mem8［address］
　　LDRH传送16位半字到寄存器Rd《－ mem16［address］
　　STRH保存寄存器中的半字Rd－》 mem16［address］
　　LDRSB装载有符号字节到寄存器Rd《－ sighExtend（mem8［address］）
　　STRSB装载有符号半字到寄存器Rd《－ sighExtend（mem16［address］）
　　Thumb数据传送指令的基本语法格式分为以下4种。
　　① 《opcode1》 《Rd》，［《Rn》，＃《5_bit_offset》］
　　其中，《opcode1》：= LDR|LDRH|LDRB|STR|STRH|STRB
　　② 《opcode2》 《Rd》，［《Rn》，《Rm》］
　　其中，《opcode2》：= LDR|LDRH|LDRB|LSRSH|STR|STRH|STRB
　　③ LDR 《Rd》，［PC，《8_bit_offset》］
　　④ 《opcode3》 《Rd》，［SP，＃《8_bit_offset》］
　　其中，《opcode3》：= LDR|STR
　　下面详细介绍各数据传送指令的语法和使用。
　　11.5.1 寄存器装载指令LDR（1）
　　（1）编码格式
　　寄存器装载指令LDR（1）的编码格式如图11.42所示。
　　
　　图11.42 LDR（1）指令的编码格式
　　这种形式的LDR指令将32位内存数据装载到通用寄存器。常用于结构体的数据访问。域的基地址放在Rn寄存器中。
　　（2）指令的语法格式
　　LDR 《Rd》，［《Rn》，＃《immed_5》*4］
　　① 《Rd》
　　目的寄存器。用于存放从内存中取出的数据。
　　② 《Rn》
　　基址寄存器，用于存放所取数据的基地址。
　　③ 《immed_5》
　　5位立即数。该立即数的4倍加上基址寄存器的值形成目标地址。
　　（3）指令操作的伪代码
　　Address = Rn + （immed_5 * 4）
　　If address［1:0］ = = 0b00
　　Data = Memory［address，4］
　　Else
　　Data = UNPREDICTABLE
　　Rd = data
　　（4）对应的ARM指令
　　LDR 《Rd》，［《Rn》，＃《immed_5》*4］
　　注意如果指令访问地址非字对齐，则指令的执行结果不可预知。
　　11.5.2 寄存器装载指令LDR（2）
　　（1）编码格式
　　寄存器装载指令LDR（2）的编码格式如图11.43所示。
　　
　　图11.43 LDR（2）指令的编码格式
　　寄存器装载指令LDR（2）允许将一个32位内存数据装载到通用寄存器。此种形式的LDR指令常被用于访问数组中的元素。
　　（2）指令的语法格式
　　LDR 《Rd》，［《Rn》，《Rm》］
　　① 《Rd》
　　目的寄存器。
　　② 《Rn》
　　寄存器存放内存访问基地址。
　　③ 《Rm》
　　寄存器存放内存访问偏移地址。
　　（3）指令操作的伪代码
　　Address = Rn + Rm
　　If address［1:0］ = = 0b00
　　Data = Memory［address，4］
　　Else
　　Data = UNPREDICTABLE
　　Rd = data
　　（4）对应的ARM指令
　　LDR 《Rd》，［《Rn》，《Rm》］
　　11.5.3 寄存器装载指令LDR（3）
　　（1）编码格式
　　寄存器装载指令LDR（3）的编码格式如图11.44所示。
　　
　　图11.44 LDR（3）指令的编码格式
　　寄存器装载指令LDR（3）允许将一个32位内存数据装载到通用寄存器。此种形式的LDR指令常被用于访问PC相关（PC-relative）数据。
　　（2）指令的语法格式
　　LDR 《Rd》，［PC，＃《immed_8》*4］
　　① 《Rd》
　　目的寄存器。
　　② PC
　　程序指针寄存器，用于计算内存访问的地址。计算地址时，PC值的bit［1］被系统默认为0进行计算，所以产生的内存访问地址必为字对齐。
　　③ 《immed_8》
　　8位立即数。该立即数的4倍将和PC值相加，形成内存访问地址。
　　（3）指令操作的伪代码
　　Address = （PC［31:2］ 《《 2） + （immed_8*4）
　　Rd = Memory［address，4］
　　（4）对应的ARM指令
　　LDR 《Rd》，［PC，＃《immed_8》*4］