ARM指令集之Load/Store访存指令（一）

ARM有三类Load/Store指令：

1. 操作数为32位字和无符号字节数据的Load/Store指令；
2. 操作数为16位半字和有符号字节数据的Load/Store指令；
3. 批量操作的Load/Store指令；

这篇笔记记录了第一类Load/Store指令的语法，这些指令包括如下：

助记符	说明
LDR	字数据读取指令
STR	字数据写入指令
LDRB	字节数据读取指令
STRB	字节数据写入指令
LDRT	用户模式的字数据读取指令
STRT	用户模式的字数据写入指令
LDRBT	用户模式的字节数据读取指令
STRBT	用户模式的字节数据写入指令

所谓用户模式指令，意思是当在特权模式下执行该指令时，那么内存系统会将本次访存操作按照用户模式的权限进行判断，除此之外，和普通的对应指令并无不同。

寻址方式

上述指令遵循相同的寻址方式，如下，这些寻址方式的详细介绍见这里。

	语法	说明
1	[<Rn>, #+/-<offset_12>]	立即数偏移量寻址
2	[<Rn>, +/-<Rm>]	寄存器偏移量寻址
3	[<Rn>, +/-<Rm>, <shift>#<shift_imm>]	寄存器移位偏移量寻址
4	[<Rn>, #+/-<offset_12>]!	立即数事先更新寻址
5	[<Rn>, #+/-<Rm>]!	寄存器事先更新寻址
6	[<Rn>, +/-<Rm>, <shift>#<shift_imm>]!	寄存器移位事先更新寻址
7	[<Rn>], #+/-<offset_12>	立即数事后更新寻址
8	[<Rn>], +/-	寄存器事后更新寻址
9	[<Rm>], +/-<Rn>, <shift>#<shift_imm>	寄存器移位事后更新寻址

LDR(字数据读取指令)

LDR从内存中读取一个字数据到寄存器中，如果寻址方式指定的内存地址不是字对齐的，那么从内存中读取数据后会对读取的值进行右移操作（一般要字对齐，以避免指令做移位操作，使得代码可读性降低）。

LDR{cond} <Rd>, <address_mode>

if CondPassed(cond) then
	if address[1:0] == 0b00 then
		value = Mem[address, 4]
	elif address[1:0] == 0b01 then
		value = Mem[address, 4] >> 8
	elif address[1:0] == 0b10 then
		value = Mem[address, 4] >> 16
	else
		value = Mem[address, 4] >> 24
	
	if Rd == PC then
		if (arch version 5 or above) then
			PC = value && 0xFFFF_FFFE
			T Bit = value[0]
		else
			PC = value && 0xFFFF_FFFC
	else
		Rd = value

STR(字数据写入指令)

STR将一个字数据从寄存器写入到内存中。

STR{cond} <Rd>, <address_mode>

if CondPassed(cond) then
	Mem[address, 4] = Rd

LDRB(字节数据读取指令)

LDRB会将内存单元中读取一个字节的数据到目标寄存器的低8位，同时将目标寄存器的高24位清零。

LDR{cond}B <Rd>, <address_mode>

if CondPassed(cond) then
	Rd = Mem[address, 1]

STRB(字节数据写入指令)

STRB将一个寄存器的低8位写入到指定内存单元中。

STR{cond}B <Rd>, <address_mode>

if CondPassed(cond) then
	Mem[address, 1] = Rd[7:0]

LDRT(用户模式字数据读取指令)

LDR{cond}T <Rd>, <address_mode>

if CondPassed(cond) then
	if address[1:0] == 0b00 then
		Rd = Mem[address, 4]
	elif address[1:0] == 0b01 then
		Rd = Mem[address, 4] >> 8
	elif address[1:0] == 0b10 then
		Rd = Mem[address, 4] >> 16
	else
		Rd = Mem[address, 4] >> 24

STRT(用户模式字数据写入指令)

STR{cond}T <Rd>, <address_mode>

if CondPassed(cond) then
	Mem[address, 4] = Rd

LDRBT(用户模式字节数据读取指令)

LDR{cond}BT <Rd>, <address_mode>

if CondPassed(cond) then
	Rd = Mem[address, 1]

STRBT(用户模式字节数据写入指令)

STR{cond}BT <Rd>, <address_mode>

if CondPassed(cond) then
	Mem[address, 1] = Rd[7:0]