5.1 介绍
CISC:复杂指令集
RISC:精简指令集
5.1.1 CPU 模型
复杂指令集和精简指令集取决于CPU 中的控制器的 N
N=111(8051) 复杂指令集
N=34 (ARM) 精简指令集
SWAP(1) MOV (3) 2/8 定律
5.1.2 编程语言
编程语言分为编译型和解释行
源文件--》编译器--》字节码--》JVM(解释)--》机器码
编译型:即本地语言,直接生成机器码
解释型:JAVA 语言,一次编译到处运行(JVM 本身是一个进行,去分配内存空间,将字节码转成机器码,用户程序含在此进程中)
5.1.3 RISC 架构的特点
采用固定长度的指令格式
使用单周期指令,便于流水线操作
大量使用寄存器,采用 LS 结构访问存储器
采用 CISC 架构的处理器具有相反的特征, 不过功能更强大。 采用 CISC 架构的处理器有 X8
5.2 指令格式
5.2.1 指令格式
{}{S} ,{,}
注意:
如下面的 SUBS,本身是 SUB 指令,加了 S 后就影响到 CPSR 的标志位了
指令助记符就是指令
执行条件可以写也可以不写,不写的话,系统会有个默认的执行条件添加
< >号内的项是必需的
{ }号内的项是可选的
S: 是否影响 CPSR 寄存器的值,书写时影响 CPSR,不写的话不会影响 CPSR
CMP 不需要增加"S"就可改变相应的标志位
例如:
SUBS PC,LR,#4MOV R0,#0x00LDR R0,[R1]
所有指令都是 32bit,load/store 体系结构(对存储器的访问只能使用加载和存储指令实现)
5.2.2 条件码和机器码
在 ARM 状态,所有的指令都可以按照 CPSR 状态码和指令条件字段的状态来有条件地执行。
此字段(位[31:28])确定了在什么情况下哪一个指令被执行。如果 C,N,Z 和 V 标志位的状态符合字段的条件码,将执行指令,否则忽略不执行。
有 16 种可能的条件,每种表示为在指令助记符后附加两个字符后缀。例如,一个分支(汇编语言中的 B)跳转指令变成 BEQ 为“如果相等则分支跳转”,这意味着只有 Z 标志位被置位了才会执行分支跳转。
在实际应用当中,将会使用到 15 种不同的条件:如下表所列,保留第 16 种(1111),并且一定不要使用。
使用指令条件码可实现高效的逻辑操作, 提高代码执行效率。 例如:
if(a > b) a++; CMP R0,R1else b++; ADDHI R0,R0,#1 ADDLS R1,R1,#1 MOV R0,#0x00 MOVAL R0,#0x00
机器码: MOV R0,#0x00 1110 001 1101 0 0000....000 -->0xE3A00000
数据存储指令的机器码是 1110 001,1110 是条件码,
MOV 指令的机器码是 1101
0 为 S 的机器码,0 为禁用,1 为启动
0000...000 为R0,#0x00