ARM匯編編程基礎之六-其它尋址模式與其它指令

我們在“基本尋址模式與基本指令”一文中學習了最常用的3種尋址方式。下面介紹其它尋址方式。

1、基址尋址

基址尋址就是將基址寄存器的內容與指令中給出的偏移量相加，形成操作數的有效地址。基址尋址用于訪問基址附近的存儲單元，常用于查表、數組操作、功能部件寄存器訪問等。基址尋址指令舉例如下：

LDR R1,[R2,#0x0C]

R2的值+0x0C形成內存地址，讀取內存中該地址上的內容，放入R1

其它額外需要了解的內容：

§零偏移。 如：LDR R0,[R1]

§前索引偏移。 如：LDR R0,[R1,#0x04]!，表示將R1的值加上4后作為內存地址，并且指令執行結束時，R1本身的值也要加4。這里！表示要回寫

§程序相對偏移。 如：LDR R0,labe1，表示將標號label所代表的地址處存放的內容放入R0，相當于LDR R0, [PC, #某個常數]

§后索引偏移。 如：LDR R0,[R1],#0x04，表示將R1的值作為內存地址，并且指令執行結束時，R1本身的值要加4

2、多寄存器尋址

多寄存器尋址一次可傳送幾個寄存器值，允許一條指令傳送16個寄存器的任何子集或所有寄存器。多寄存器尋址指令舉例如下：

LDMIA R1!,{R2-R4,R6} ，它是ldr的多寄存版本，將內存中的4個字放入寄存器R2，R3，R4，R6中

指令執行前指令執行后

兩點說明：

1）、R1!中的！號表示在指令執行完成后，要改變（回寫）基址寄存器（R1）的值

2）、寄存器列表{R2-R4, R6}中的順序并不要緊。最終寄存器與內存地址的對應關系是：編號小的寄存器與內存的低地址相對應

兩點問題：

1）、為什么內存起地址是0x40000000，而不是0x40000004

2）、為什么內存地址是從0x40000000 ---- 0x4000000C，而不是從0x3FFFFFF4 ----0x40000000

要解釋上面2個問題，其實也很簡單。其實多寄存加載指令ldm總共有4個：ldmia、 ldmib、 ldmda、 ldmdb。ia的意思是increase after，ib的意思是increase before，da的意思是decrease after，db的意思是decrease before。以LDMIA R1!, {R2-R4, R6}為例子，這里的ia是指辦事（將內存中的數加載到寄存器）之后增加基址寄存器（R1）的值。這條指令的執行過程從邏輯上看，如下：

1）、先辦事：將R1的值（0x40000000）作為內存地址，到該地址處取得數（0x01），加載到寄存器R2中

2）、后增加：將R1的值從0x40000000增加為0x40000004

再重復上面的操作3次，分別將內存中的數0x02、0x03、0x04放到寄存器中R3、R4、R6中，最后R1的值變為0x40000010。

這個例子中，如果將ldmia改為ldmib，則R2、R3、R4、R6中存放的是0x02、0x03、0x04、內存0x40000010處的內容，最后R1的值為0x40000010。

除了4條多寄存器加載指令外，還有4條類似的多寄存器存儲指令，分別是stria、 strib、 strda、 strdb

3、堆棧尋址

由于ARM指令集沒有專門的出棧和入棧指令，所以ARM匯編程序是采用SP作為棧指針，以stm指令完成入棧操作，以ldm指令完成出棧操作。

以入棧后SP的值是增加還是減少為依據，可將堆棧類型劃分為遞增堆棧（向上生長）和遞減堆棧（向下生長）；

以SP所指向的內存處存放的是棧頂元素還是下一次要入棧的元素，可將堆棧類型劃分為滿堆棧和空堆棧

那么當堆棧類型為空遞減堆棧時候，入棧操作應該使用什么指令？出棧操作應該使用什么指令？進一步，如果堆棧類型為空遞增、滿遞增、滿遞減堆棧，又將如何呢？如果你不看下面的答案，我相信你一定會讓這幾個問題折磨得做很多的腦力體操，然后感嘆ARM指令集的設計者太不為你這樣的程序員考慮了，給了你本不應該由你承擔的負荷。但事實上正相反，ARM指令集的設計者充分理解了你作為程序員的苦惱，請看下面的答案。

這2張表的第一、三列回答了前面你絞盡腦汁回答的問題。而第二列則體現了ARM指令集的設計者對作為程序員的你的充分體貼。第二列中的ED、EA、FD、FA分別表示empty descend（空遞減）、 empty ascend（空遞增）、 full descend（滿遞減）、 full ascend（滿遞增），其含義是說，如果你采用的是空遞減（空遞增、滿遞減、滿遞增）堆棧的話，入棧操作則使用指令STMED（STMEA、STMFD、STMFA），出棧操作則使用指令LDMED（LDMEA、LDMFD、LDMFA）。從此你再也不會為你應該使用ia、ib、da還是db來實現出、入棧操作而苦惱了。