数据处理指令(Data Processing Instructions)

数据处理指令操控着寄存器中的数据。

包含：数据移动指令，算术运算指令，逻辑运算指令，比较指令和乘法指令。大多数数据处理指令可以通过桶型移位器处理其中一个操作数。

ARM指令集中最大的一族，这族指令的格式相同。如果在数据处理指令中看到 ‘S’ 后缀，那么它将在cpsr(计算机程序状寄存器)中更新标志位。移动和逻辑指令更新进位标志位 ‘C’ ，取反标志位 ‘N’ , 零标志位 ‘Z’。 ‘C’ 的设置来自上一位移出的结果；将**‘N’** 设置在在结果的31bit上；如果结果为零，设置 ‘Z’。

记住，这是一个 load / store架构，这些指令只操作寄存器，而不是内存。

他们在两个操作数上执行特定的操作，并将结果存放到目标寄存器。
第一个操作数总是一个寄存器Rn。
第二个操作数通过barrel shifter送往ALU。

1. 数据移动指令 (MOVE INSTRUCTIONS)

概念：copy N( 寄存器/值 ) 到目标寄存器 Rd。
常用数据移动指令及其语法

常用数据移动指令及其语法

例子：

2. 桶型移位器 BARREL SHIFTER

移位：上述N 在 MOV指令中是一个简单的寄存器，它也可以是一个经过桶型移位器预处理的寄存器Rm。

数据处理指令在算数逻辑单元(ALU内执行)，ARM一个独特的特点是可以将32位二进制数在进入ALU之前进行移位，增加了数据处理的灵活性。
ARM 微处理器内嵌的桶型移位器（Barrel Shifter），支持数据的各种移位操作
不需要移位器的指令：MUL(multiply),CLZ(count leading zeros), QADD(signed saturated 32-bit add)
ALU 和 BARREL SHIFTER
如图：寄存器Rn不经过预处理进入到ALU。Rm经过预处理进入移位器以后再进入ALU。
例子：寄存器Rm 移动到目标寄存器之前进行逻辑左移logicla shift left（LSL），和标准C语言的左操作符“<<”是一样的。MOV指令复制左移结果N到寄存器Rd, N代表LSL操作后的结果。
操作示例：
MOV R0, R1, LSR#2 ；将 R1 中的内容右移两位后传送到 R0 中，左端用零来填充。

将寄存器r5进行逻辑左移2位后送到r7寄存器中。

十进制5的二进制数值是0101，进行逻辑左移2位就是0001_0100, 也就是十进制中的20。其实每逻辑左移1位就相当于原数值进行乘2操作，5逻辑左移2位其实就是5 x 2^2 = 20。
常用移位指令及其语法如下：
- ASL 算术左移：ASL 和 LSL 是等价的，可以自由互换
- LSR 逻辑右移：LSR 和 ASR 是等价的，可以自由互换
- ASR 算术右移：MOV R0, R1, ASR#2 ；将 R1 中的内容右移两位后传送到 R0 中，左端用第 31 位的值来填充。
- ROR 循环右移：MOV R0, R1, ROR#2 ；将 R1 中的内容循环右移两位后传送到 R0 中。
- RRX 带扩展的循环右移：MOV R0, R1, RRX#2 ；将 R1 中的内容进行带扩展的循环右移两位后传送到 R0 中。

逻辑逐位左移

MOVS例子：

3. 算数运算指令（ARITHMETIC INSTRUCTIONS）

常用算数运算指令及其语法如下：
N是移位操作后的结果
1.ADC ：带进位加法指令。将N的数据和Rn的值相加，再加上 CPSR 中的C条件标志位，结果保存在Rd寄存器。
举例如下：
- ADC R0,R1,#12 ==== R0 = R1 + 12 + C(NZCV标志位)完成64位加法的高位运算
2.ADD : 将N与Rn的值相加，结果保存到Rd寄存器。目标寄存器和操作数是同一个寄存器时，可以省略。
举例如下：
- ADD R0, R1, #12 ==== R0 = R1 + 12
- ADD R0, R1, R2 ==== R0 = R1 + R2
- ADD R0, #12 ==== R0 = R0 + 12
- ADD R0, R1 ==== R0 = R0 + r1
- ADDS R3,R1,R2,LSL #2 ====R3 = R1 + R2 * 4
3.RSB：逆向减法指令。用N-Rn，结果保存在Rd中。
举例如下：
- RSB R3,R1,#0xFF00 ==== R3 = #0xFF00 - R3
- RSBS R1,R2,R2,LSL #2 ==== R1 = R2*4 -R2 = 3R2
- RSB R0,R1,#0 ==== R0 = #0 - R1 = -R1
4.RSC：带进位的逆向减法指令，用N减去N，再减去CPSR 中的C条件标志位，结果保存在Rd寄存器。
举例如下：
- RSC R0,R1,#12 ==== R0 = 12 - R1 - C(NZCV标志位)完成64位减法的高位运算
5.SBC : 带进位的减法指令。Rn减去N,再减去CPSR 中的C条件标志位的非(若C标志清零，结果再减去1)，结果保存在Rd寄存器。
举例如下：
- SBC R0,R1,#12 ==== R0 = R1 - 12 - !C(NZCV标志位)完成64位减法的高位运算
6.SUB : 减法指令，寄存器Rn 减去 N ，结果保存在Rd中。
举例如下：
- SUBS R0, #1 ==== R0 = R0 - 1
- SUBS R2,R1,R2 ==== R2 = R1 - R2
- SUB R6,R7,#0X10 ==== R6 = R7 - #0X10