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指令系统3(算数运算指令)

news 来源：原创 2025/8/7 5:41:33

一.加法指令（ADD）：

用于执行 16 位或 32 位的加法运算。

  • 指令格式及功能：
    • ADD Rd, Rm：将寄存器Rd和Rm的值相加，结果存回Rd，即Rd = Rd + Rm。
    • ADD Rd, Rn, Rm：把寄存器Rn和Rm的值相加，结果存入Rd，Rd = Rn + Rm 。
    • ADD Rd, #imm：imm为 8 位或 16 位立即数，将Rd的值与立即数相加，Rd = Rd + imm。例如ADD R0, #0x12，执行后R0 = R0 + 0x12 。
    • ADD.W Rd, Rn, Rm：显式指定为 32 位指令，Rd = Rn + Rm 。
  • 标志位影响：16 位加法会自动更新 APSR（应用程序状态寄存器）中的标志位；使用W指定 32 位指令时，通过S后缀控制对 APSR 的更新，如ADD.W R0, R1, R2不更新标志位，ADDS.W R0, R1, R2更新标志位。

二.带进位加法指令（ADC）：

进行 16 位或 32 位带进位的加法运算。

  • 指令格式及功能：
    • ADC Rd, Rn：将Rd、Rn的值与进位标志C相加，结果存回Rd，即Rd = Rd + Rn + C 。
    • ADC Rd, #imm：imm为 12 位立即数，Rd = Rd + imm + C 。
    • ADC Rd, Rn, Rm：Rd = Rn + Rm + C 。例如ADC.W R0, R1, R2，执行R0 = R1 + R2 + C 。
  • 标志位影响：与 ADD 指令类似，ADC.W R0, R1, R2不更新标志位，ADCS.W R0, R1, R2更新标志位。

三.64 位加法举例：

  • 计算两个 64 位数的和，假设R0、R1为被加数，R2、R3为加数。
    • 方法一(16位)： 
      MOV R0, #1
LDR R1, =0X80000001
MOV R2, #2
LDR R3, =0XFFFF0001
ADD R1, R3
ADC R0, R2
    • 方法二(32位)： 
      MOV R0, #1
LDR R1, =0X80000001
MOV R2, #2
LDR R3, =0XFFFF0001
ADDS.W R1, R1, R3
ADC.W R0, R0, R2
    • 运行结果：R1 = 0X7FFF0002，R0 = 0X00000003 。

四.减法指令（SUB）：

  • 实现 16 位或 32 位的减法运算。
    • 指令格式及功能：
      • SUB Rd, Rn：从Rd中减去Rn的值，结果存回Rd，即Rd = Rd - Rn。
      • SUB Rd, #imm：imm为 8 位或 16 位，Rd = Rd - imm。例如SUB R0, #0xf1，执行后R0 = R0 - 0xf1 。
      • SUB Rd, Rn, Rm：用Rn减去Rm的值，结果存入Rd，Rd = Rn - Rm 。
      • SUB.W Rd, Rn, Rm：32 位减法指令，Rd = Rn - Rm 。
    • 标志位影响：与 ADD 指令类似，SUB.W R0, R1, R2不更新标志位，SUBS.W R0, R1, R2更新标志位。

五.带借位减法指令（SBC）：

  • 执行 16 位或 32 位带借位的减法运算。
    • 指令格式及功能：
      • SBC Rd, Rn：Rd = Rd - Rn - (~C)，其中~C表示进位标志C的取反。
      • SBC Rd, #imm：imm为 8 位或 16 位，Rd = Rd - imm - (~C) 。
      • SBC Rd, Rn, Rm：Rd = Rn - Rm - (~C) 。例如SBC.W R0, R1, R2，R0 = R1 - R2 - (~C) 。
    • 标志位影响：与 ADD 指令类似，SBC.W R0, R1, R2不更新标志位，SBCS.W R0, R1, R2更新标志位。

六.逆向减法指令（RSB）：

  • 指令格式及功能：
    • RSB.W Rd, Rn, #imm12：用 12 位立即数imm12减去Rn的值，结果存入Rd，即Rd = imm12 - Rn。例如RSB.W R8, R6, #240，执行后R8 = 240 - R6 。
    • RSB.W Rd, Rn, Rm：用Rm减去Rn的值，结果存入Rd，Rd = Rm - Rn 。

七.64 位减法举例：

  • 计算两个 64 位数的差，假设R0、R1为被减数，R2、R3为减数。
    • 方法一(16位)： 
      MOV R0, #0
MOV R1, #1
MOV R2, #0
MOV R3, #2
SUB R1, R3
SBC R0, R2
    • 方法二(32位)： 
      MOV R0, #0
MOV R1, #1
MOV R2, #0
MOV R3, #2
SUBS.W R1, R1, R3
SBC.W R0, R0, R2
    • 运行结果：R1 = 0XFFFFFFFE，R0 = 0XFFFFFFFE 。

八.比较指令（CMP）：

  • 比较两个操作数的值，影响 APSR 标志位。
    • 指令格式及功能：
      • CMP Rd, Rn：将Rd与Rn相减，但不存储结果，仅影响 APSR 标志位。
      • CMP Rd, #imm：imm为 8 位或 16 位，将Rd与立即数相减，影响 APSR 标志位。例如CMP R0, R1，用于比较R0和R1的值，影响 APSR 标志位。

九.乘法指令（MUL）：

  • 执行乘法运算。
    • 指令格式及功能： 
      MOV R1, #3
MOV R3, #2
MUL.W R1, R1, R3
       

      执行后R1 = 6 。

      • MUL Rd, Rm：将Rd与Rm相乘，结果存回Rd，即Rd = Rd * Rm。
      • MUL.W Rd, Rn, Rm：将Rn与Rm相乘，结果存入Rd，Rd = Rn * Rm 。 例如：

十.带符号的 64 位乘法：

  • 指令格式：SMULL RL, RH, Rm, Rn，(RH, RL) = Rm * Rn，将Rm和Rn带符号相乘，结果的低 32 位存于RL，高 32 位存于RH。
  • 示例： 
    MOV R0, #1
MOV R1, #-2
SMULL R2, R3, R0, R1

    运行结果：R2 = 0XFFFFFFFE，R3 = 0XFFFFFFFE 。

十一.无符号的 64 位乘法：

  • 指令格式：UMULL RL, RH, Rm, Rn，(RH, RL) = Rm * Rn，将Rm和Rn无符号相乘，结果的低 32 位存于RL，高 32 位存于RH。
  • 示例： 
    MOV R0, #1
MOV R1, #-2
UMULL R2, R3, R0, R1

    运行结果：R2 = 0XFFFFFFFE，R3 = 0X00000000 。

十二.乘加指令（MLA）与乘减指令（MLS）：

  • 指令格式及功能：
    • MLA Rd, Rm, Rn, Ra：先计算Rm和Rn的乘积，再加上Ra，结果存入Rd，即Rd = Ra + Rm * Rn。
    • MLS Rd, Rm, Rn, Ra：先计算Rm和Rn的乘积，再用Ra减去该乘积，结果存入Rd，Rd = Ra - Rm * Rn 。
  • 示例：计算x * y + z 。 
    MOV R0, #x
MOV R1, #y
MOV R2, #z
MLA R3, R0, R1, R2

十三.除法指令：

  • 指令格式及功能：
    • SDIV Rd, Rn, Rm：执行带符号除法，Rd = Rn / Rm 。
    • UDIV Rd, Rn, Rm：执行无符号除法，Rd = Rn / Rm ，余数被丢弃。
  • 异常处理：为捕捉被零除的非法操作，可在 NVIC（嵌套向量中断控制器）的配置控制寄存器中置位DIVBZERO位。若出现被零除情况，会引发用法 fault 异常；若无处理措施，除数为零时Rd将被清零。
  • 示例： 
    MOV R0, #3
MOV R1, #2
UDIV R2, R0, R1

    运行结果：R2 = 0X00000001 。

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编程日记 2025/7/29 11:42:05

MySQL原理：逻辑架构

目的&#xff1a;了解 SQL执行流程 以及 MySQL 内部架构&#xff0c;每个零件具体负责做什么 理解整体架构分别有什么模块每个模块具体做什么 目录 1 服务器处理客户端请求 1.1 MySQL 服务器端逻辑架构说明 2 Connectors 3 第一层&#xff1a;连接层 3.1 数据库连接池(Conn…...

编程日记 2025/8/8 5:08:26

提升模型性能：数据增强与调优实战

‌一、为什么需要数据增强&#xff1f; 数据增强通过对训练图像进行‌随机变换‌&#xff0c;能够有效&#xff1a; 增加数据多样性&#xff0c;防止过拟合提升模型对不同视角、光照条件的鲁棒性在数据量不足时显著提升模型性能 二、MNIST手写数字识别实战‌ ‌1. 加载数据…...

编程日记 2025/8/5 14:58:51

Emacs 折腾日记(十八)——改变Emacs的样貌

截止到上一篇文章为止&#xff0c;之前教程 的内容都看完了&#xff0c;虽然它的后记部分提供了一些后续进阶的内容需要我们自己读手册。但是我不太想继续在elisp上死磕了。看着自己学了那么久的elisp&#xff0c;但是自己的emacs仍然没有半点改变&#xff0c;这个时候各位读者…...

编程日记 2025/8/7 15:04:04

VNA操作使用学习-14 再测晶振特性

再测一下4Mhz晶振&#xff0c;看看特性曲线&#xff0c;熟悉一下vna使用。 s11模式&#xff0c;找遍了各种format都无法显示&#xff0c;只有这一种&#xff08;s11&#xff0c;Resistance&#xff09;稍微显示出一个谐振&#xff0c;但是只有一个点。 s21模式 这是201p&#…...

编程日记 2025/8/8 4:24:50

CentOS7 离线下载安装 GitLab CE

依赖下载 https://vault.centos.org/7.9.2009/os/x86_64/Packages/policycoreutils-python-2.5-34.el7.x86_64.rpm 依赖安装 rpm -ivh policycoreutils-python-2.5-34.el7.x86_64.rpm 查看是否安装依赖 rpm -qa | grep policycoreutils-pythongitlab下载 https://packag…...

编程日记 2025/8/7 1:52:48