2021年09月07日 | ARM的九种寻址方式

寻址方式就是CPU根据指令中的地址信息，找出物理地址也就是内存地址的方式，通俗理解就是ARM指出内存地址的方式。

寻址的目的就是找出操作数，比如ARM要做一个除法运算，就需要除数和被除数，除数和被除数都是除法指令的操作数，要找到这些操作数，可以有多种方法，寻找操作数的过程就叫做寻址。（我个人理解）

ARM支持九种寻址方式：

立即数寻址

寄存器寻址

寄存器偏移寻址

寄存器间接寻址

寄存器基址变址寻址

多寄存器寻址

相对寻址

堆栈寻址

块拷贝寻址

1.立即数寻址

立即数寻址就是直接将内存中的数据发给CPU作为操作数。注意，由于ARM是32位指令集，所以立即数的范围不可以超出0255，也就是说立即数的范围只能是0255。

格式：就是在立即数前面加上 # 来作为操作数

典型的例子就是直接对寄存器进行写值：

ldr r0, #254   ;将254写入r0寄存器

add r1, r2, #3 ；将r2寄存器中的值与3相加后，在写入r1寄存器

2.寄存器寻址

寄存器寻址就是直接将寄存器中的数值作为操作数：

ldr r1, r0      ;将r0寄存器中的值写到r0

add r3, r2, r1  ;将r1、r2寄存器的值相加，结果写入r3寄存器

3.寄存器间接寻址

还是利用了寄存器，只不过操作数不是寄存器中的值了，操作数在内存中，那怎么办？没事，操作数的地址就在寄存器中。所以寄存器间接寻址相当于以寄存器中的值作为内存地址，去内存中寻找操作数。

格式：在提供操作数地址的寄存器上加上[]，比如[r0]

mov r0, #0X54000032

ldr r1, [r0]           ;将地址为0X54000032的数据写入r1寄存器中

4.寄存器偏移寻址

以寄存器寻址为本，将寄存器中的数移位后作为操作数。

一共有6中移位操作：

LSL：逻辑左移（Logical Shift Left），寄存器中字的低端空出的位补0。

LSR：逻辑右移（Logical Shift Right），寄存器中字的高端空出的位补0。

ASL：算术左移（Arithmetic Shift Left），和逻辑左移LSL相同。

ASR：算术右移（Arithmetic Shift Right），移位过程中符号位不变，即如果源操作数是正数，则字的高端空出的位补0，否则补１。

ROR：循环右移（Rotate Right），由字的低端移出的位填入字的高端空出的位。

RRX：带扩展的循环右移（Rotate Right eXtended），操作数右移一位，高端空出的位用进位标志C的值来填充，低端移出的位填入进位标志位。

格式：rx, 移位命令 移位操作数

ldr r0, r1, lsl #3   ;将r1的值逻辑左移3位后写入r0

ldr r0, r1, ror r2   ;将r1的值循环右移r2中的值对应位后，写入r0

5.寄存器基址变址寻址

基址变址寻址是基于寄存器间接寻址的，只不过地址不再是寄存器中的值了，而是偏移后的值，这里的偏移值可以理解为地址相加值。

加上感叹号应该有优先执行的意思吧（个人理解）

格式：[rx, n]，表示在rx寄存器所指向的地址上，再偏移（相加）n字节

ldr r0, [r1, #3]     ;地址为：r1值+3字节，指令执行完r1不变

ldr r0, [r1, #3]!    ;地址为：r1值+3字节，指令执行完r1+3

ldr r0, [r1, #-1]    ;地址为：r1值-1字节，指令执行完r1不变

ldr r0, [r1, r2]     ;地址为：r1值+r2值

ldr r0, [r1], #4     ;地址为：r1值，但指令执行完后，r1值+4字节

6.批量寄存器寻址

批量寄存器寻址就是使用一个大括号{}包含多个寄存器

ldmia r0, {r1, r2, r3, r4}     ;将r1,r2,r3,r4中的数据依次放入R0指向的内存地址，r0+4指向的内存地址...

ldmia r0, {r1－r4}             ;同上。

7.相对寻址

通过标号进行寻址，经常与跳转指令相配合使用

bl heihei 

heihei:        ;跳转到heihei执行

8.堆栈寻址

堆栈即Stack，因为CPU的寄存器总是及其有限的，很多时候我们不得不使用内存来存储数据，比如进行多级跳转的时候，这时候堆栈就是一个很好的工具，每次跳转就将当前函数的返回地址存储到内存，最底层被调用的子函数会最先返回，就先将压入栈的现场返回，以此类推…，ARM使用SP(R13)作为栈指针，ARM设计的内存栈模型有2×2=4种

按照栈在内存增长的方向分为递增栈和递减栈 ：

递增(Increase) 堆栈：向堆栈写入数据时，堆栈由低地址向高地址生长。

递减(Descend) 堆栈：向堆栈写入数据时，堆栈由高地址向低地址生长。

根据堆栈指针SP指向的位置，又可以把堆栈分为满堆栈和空堆栈两种。

满堆栈(Full Stack)：SP始终指向栈顶元素，压栈的时候先移动SP，再将数据放入SP指向的地址。

空堆栈(Empty Stack)：SP始终指向下一个将要放入元素的位置，压栈时先将数据放入SP指向的地址，再移动SP

最后，可以得到4种基本的堆栈类型：

满增栈（FA）：堆栈指针指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生长。

满减栈（FD）：堆栈指针指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生长。常用这种

空增栈（EA）：堆栈指针指向下一个将要压入数据的地址，且由低地址向高地址生长。

空减栈（ED）：堆栈指针指向下一个将要压入数据的地址，且由高地址向低地址生长。

stmfd sp!, {r1-r7, lr}  ;将r1到r7和lr的数据压入fd栈

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9.块拷贝寻址

块拷贝寻址提供了一块内存和一组寄存器之间的拷贝，按照内存使用方式的不同，可以分为2×2=4种。地址增方向/地址减方向×先偏移/后偏移。堆栈寻址就可以看作是块拷贝寻址的的一个实例。

即:

IB：Increment Before Operating

IA：Increment After Operating

DB：Decrement Before Operating

DA：Decrement After Operating

STMIA  R0！，｛R1—R7｝  ;将R1-R7的寄存器中的值放入R0指向的地址，R0自动更新，指向操作后的地址