数据处理指令之：AND逻辑与指令

admin 发表于 2014-10-10 07:29:11

如果在数据处理指令前使用S前缀，指令的执行结果将会影响CPSR中的标志位。

数据处理指令如表6.1所示。
表6.1 数据处理指令列表
操作码
助记符
操作
行为
0000
AND
逻辑加
Rd：=Rn AND op2
0001
EOR
逻辑异或
Rd：=Rn EOR op2
0010
SUB
减
Rd：=Rn − op2
0011
RSB
翻转减
Rd：=op2 − Rn
0100
ADD
加
Rd：=Rn + op2
0101
ADC
带进位的加
Rd：=Rn + op2 + C
0110
SBC
带进位的减
Rd：=Rn− op2 + C − 1
0111
RSC
带进位的翻转减
Rd：=op2 − Rn + C − 1
1000
TST
测试
Rn AND op2并更新标志位
1001
TEQ
测试相等
Rn EOR op2并更新标志位
1010
CMP
比较
Rn−op2并更新标志位
1011
CMN
负数比较
Rn+op2并更新标志位
1100
ORR
逻辑或
Rd：=Rn OR op2
1110
BIC
位清0
Rd：=Rn AND NOT（op2）

指令操作的伪代码如下面程序段所示。

<opcode2>{<cond>}<Rn>,<shifter_operand>
<opcode2>:=CMP|CMN|TST|TEQ
<opcode3>{<cond>}{S}<Rd>,<Rn>,<shifter_operand>
<opcode3>:=ADD|SUB|RSB|ADC|SBC|RSC|AND|BIC|EOR|ORR

指令的编码格式如图6.1。

图6.1数据处理指令的编码格式

I：区分第二操作数是立即数或寄存器。
S：标志指令的条件域是否更新CPSR。
Rn：指示第一源操作数寄存器。
Rd：指示目的寄存器。

shifter_operand：指示第二源操作数。

6.1AND逻辑与指令

1．指令编码格式

AND指令将<shifter_operand>表示的数值与寄存器<Rn>的值按位（bitwise）做逻辑与操作，并将结果保存到目标寄存器<Rd>中，同时根据操作的结果更新CPSR寄存器。

指令的编码格式如图6.2所示。

图6.2ADD指令的编码格式

2．指令的语法格式

AND{<cond>}{S}<Rn>,<Rn>,<shifter_operand>

① <cond>
为指令编码中的条件域。它指示指令在什么条件下执行。当<cond>忽略时，指令为无条件执行（cond=AL（Alway））。

② <S>
S位（bit）决定指令的执行是否影响CPSR中的条件域。当S位清0时，指令执行不影响CPSR。当S位置位时（并且不是r15），则有以下规则。

·如果结果为负，则标志位N置位；否则清0（也就是说N等于结果的第31位）。
·如果结果为0，则标志位Z置位；否则清0。
·当操作定义为算术操作（ADD、ADC、SUB、SBC、RSB或RSC）时，标志位C设置为ALU的进位输出；否则设置为移位器的进位输出。如果不需要移位，则保持C。
·在非算术操作中，标志位V保持原值。在算术操作中，如果有从第30位到第31位的溢出，则置位；如果不发生溢出，则清0。仅当算术操作中操作数被认为是2的补码的有符号数时，这个标志位才有意义，而且指示结果超出范围。

若指令中的目标寄存器<Rd>为r15，则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中，对应用户模式和系统模式，由于没有相应的SPSR，指令的执行结果不可预知。

③ <Rd>
指定目标寄存器。

④ <Rn>
指定第一个源操作数寄存器。

⑤ <shifter_operand>
使用ARM的通用寻址模式确定第二个源操作数。它影响指令编码格式中的I（bit）位和shifter_operand（bits）位。

3．指令操作的伪代码

指令操作的伪代码如下面程序段所示。

IfConditionPassed{cond}then
      Rd=Rn AND shifter_operand
      IfS==1andRd==r15then
      CPSR=SPSR
      ElseifS==1then
            N flag=Rd
            Z flag=ifRd==0then1else0
            C flag=shifter_carry_out
            V flag=unaggected

4．指令举例

【例6.1】AND指令举例。

（1）AND的真值表（二者都是1则结果为1）如表6.2所示。
表6.2 AND指令真值表
Op_1
Op_2
结果
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1

（2）保留R0中的0位和1位，丢弃其余的位。

AND R0, R0, #3          ;

（3）R2=R1&R3

AND R2,R1,R3          ;

（4）R0=R0&0x01,取出最低位数据

ANDS R0,R0,#0x01          ;

<div id="ftn1"> op2即为指令中的第二个操作数。ARM数据处理指令使用3地址格式，这就意味着分别指定两个源操作数和一个目的寄存器。第一个源操作数总是目的寄存器，第二个源操作数又叫移位操作数（a shifter operand）,它可能是寄存器、移位后的寄存器或立即数。第二个操作数如果是寄存器，则应用于它的移位可能是逻辑或算术移位，或是循环移位。移位的位数可以由立即数指定，也可以由第4个寄存器指定。

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