ARM汇编之数据处理指令

ARM汇编之数据处理指令

前言

首先，请问大家几个小小问题，你清楚：

• ARM汇编中有关数据处理的相关指令有哪些吗？
• 数据处理指令可以分为哪几类呢？

今天，我们来一起探索并回答这些问题。为了便于大家理解，以下是本文的主题大纲：

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正文

数据传送指令

MOV：数据传输指令

MOV指令的作用如下：

• 将数据从一个寄存器传送至另一个寄存器；
• 将一个常数传送至一个寄存器；
• 实现单纯的移位操作，左移操作可以实现操作数乘以2的n次方；
• 当PC作为目标寄存器，可直接实现程序的跳转；

MOV指令格式与实例展示如下：

图1 MOV指令格式说明与实例

MVN：数据求反传送指令

MVN指令的主要作用如下：

• 向寄存器传送一个负数；
• 生成位掩码；
• 求一个数的反码；

MVN指令格式与实例展示如下：

图2 MVN指令格式说明与实例

其中上图中的0x4用二进制数(0x00000100)表示, 然后对其取反得到（0x11111011），可见取反后为负数，因此针对负数求其补码则为储存在R0中的值，先将负数最高位转换为正数（01111011）取反，得到（10000100），加1得到其补码，最后结果为（10000101），即结果为-5；

算法逻辑运算指令

算法逻辑运算涉及到加减乘除，位操作等操作，这些都是汇编语言经常会使用到指令，掌握这些基本指令对分析问题产生很多帮助。

ADD：加法指令

ADD指令顾名思义就是加法指令，目的就是为了实现两个操作数进行相加。

ADD指令格式与实例展示如下：

图3 ADD指令格式说明与实例

如上图所示，ADD指令就是将表示的数据与寄存器中的值相加，并把结果保存到目标寄存器中，同时根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。

SUB：减法指令

SUB指令就是为了实现两个操作数相减。

SUB指令格式与实例展示如下：

图4 ADD指令格式说明与实例

如上图所示，SUB指令就是从中减去表示的数值，并把结果保存至目标寄存器中中，同时，根据操作的结果更新CPSR中的相应的条件标志位；

当SUBS指令与跳转指令结合使用时，便可以实现成循环程序，这样就不需要CMP指令了。

RSB：逆向减法指令

RSB指令用于实现两个数相减。

RSB指令格式与实例展示如下：

图5 RSB指令格式说明与实例

如上图所示，RSB指令可以从表示的数值中减去寄存器值，并把结果保存到目标寄存器中，同时根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。

ADC：带位加法指令

ADC指令和ADD指令结合使用，可以实现两个64位的操作数相加。

ADC指令格式与实例展示如下：

图6 ADC指令格式说明与实例

SBC：带位减法指令

SBC指令与SUBS指令可以联合使用，来实现两个64位的操作数相减。

SBC指令格式与实例展示如下：

图7 SBC指令格式说明与实例

需要注意的是在SBCS指令中，如果发生了借位操作，CPSR寄存器中的C标志位设置为0；如果没有发生借位操作，CPSR寄存器中的C标志位设置为1。

RSC：带位逆向减法指令

RSC指令将表示的数值减去寄存器的值，再减去寄存器CPSR中C条件标志位的反码，并把结果保存到目标寄存器z中，同时，根据操作的结果更新CPSR寄存器中的条件标志位。

RSC指令格式与实例展示如下：

图8 RSC指令格式说明与实例

AND：逻辑与操作指令

AND指令就是将如下表示的数值与寄存器的值按位做逻辑与操作，并把结果保存到目标寄存器中，同时根据是否存在S来决定是否将操作的结果更新CPSR寄存器的条件标志位中的值。

AND指令格式与实例展示如下：

图9 ADD指令格式说明与实例

BIC：位清除指令

BIC指令就是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，同时根据操作的结果更新CPSR中的相应的条件标志位。

BIC指令格式与实例展示如下：

图10 BIC指令格式说明与实例

EOR：逻辑异或操作指令

EOR指令就是将表示的数值与寄存器的值按位做逻辑异或操作，并将结果保存进目标寄存器中，同时，根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。

EOR指令格式与实例展示如下：

图11 EOR指令格式说明与实例

ORR：逻辑或操作指令

ORR指令就是将表示的数值与寄存器的值按位做逻辑或操作，并将结果保存至目标寄存器中，同时，根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。

ORR指令格式与实例展示如下：

图12 ORR指令格式说明与实例

比较指令

CMP：比较指令

CMP指令就是从寄存器中减去表示的数值，根据操作的结果更新CPSR中的条件标志位，该更新是默认更新，无需是否添加"S"。

CMP指令格式与实例展示如下：

图13 CMP指令格式说明与实例

CMN：基于相反数的比较指令

CMN指令是指将寄存器中的值加上表示的数值，根据操作的结果更新CPSR中的条件标志位，该更新是默认更新，无需是否添加"S"。

CMN指令格式与实例展示如下：

图14 CMN指令格式说明与实例

TST：位测试指令

TST指令是将表示的数值与寄存器的值按位做逻辑与操作，根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。

TST指令格式与实例展示如下：

图15 TST指令格式说明与实例

TST指令通常用于测试寄存器中某些位是1还是0，一般会与BEQ或者BNE指令配合使用完成条件判断跳转功能。

TEQ：相等测试指令

TEQ指令就是将表示的数值与寄存器的值按位做逻辑异或操作，根据操作的结果更新CPSR中相应的条件判断位。

TEQ指令格式与实例展示如下：

图16 TEQ指令格式说明与实例

TEQ指令通常用来判断两个数是否相等，但这种比较操作不会影响到CPSR寄存器中的V位跟C位；同时，TEQ指令也可用于比较操作数符合是否相同，该指令执行后，CPSR寄存器中的N位位两个操作数符号位做异或的结果。

ARM指令条件码

为提高代码密度，减少ARM指令的数量，几乎所有的ARM指令可以根据CPSR寄存器中的标志位，通过指令组合实现条件执行。

如无条件跳转指令B，我们在其后添加条件码就可组成BEQ，BNE组合指令。BEQ指令表示如何两个数比较，结果相等时则跳转，BNE指令则表示结果不相等时跳转了。

因此有必要将ARM指令条件码列举于此，方便大家及时查阅，及时了解指令的含义以及是否可以被执行。一般而言，条件执行经常出现在跳转或者循环的程序结构中。

图17 ARM条件码列表