[嵌入式]ARM base instruction -- ldm

/*
?* ldm
?*
?* 批量访问内存，内存中批量读取数据到寄存器
?*/

?? ?LDM|STM {type} 基址寄存器{!}, 寄存器列表{^}

?? ?ldm{cond} {!} < register list> {^}

?? ?批量访问内存，内存中批量读取数据到寄存器。从< rn> 对应的内存块中取出数据，写入 < register list>这些寄存器。

?? ?参数

?? ??? ?{cond}表示指定执行条件

?? ?表示内存变化的模式：

?? ??? ?ia(increment after):事后递增方式
?? ??? ?ib(increment before):事先递增方式
?? ??? ?da(decrement after):事后递减方式
?? ??? ?db(decrement before):事先递减方式

?? ?< rn>中保存着内存的地址，

?? ?{!}加上了感叹号，指令执行后，rn的值会更新，等于下一个内存单元地址。

?? ?< register list>表示寄存器列表，指令中寄存器列表和内存单元对应关系为：编号低得寄存器对应内存中得低地址单元，
?? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?编号高的寄存器对应内存中的高地址单元。

?? ?{^}有两个含义：如果< register list>中有pc寄存器，它表示指令执行之后，spsr寄存器的值将自动复制到cpsr寄存器中–这常用于从中断处理函数中返回；

?? ??? ??? ??? ??? 如果< register list>中没有pc寄存器，{^}表示操作的是用户模式下的寄存器，而不是当前特权模式的寄存器。
?? ?
?? ?例子示范

?? ??? ?stmia sp!, {r6, lr}?? ??? ??? ?// 以sp为基地址，把后面寄存器的值依次存入sp的顺序地址
?? ??? ?ldmdb sp!, {r6, pc}?? ??? ??? ?// 以sp为基地址，取sp的顺序地址的值放入到后面的寄存器

?? ??? ?//中断返回，"^"表示将spsr的值复制到cpsr
?? ??? ?//于是从irq模式返回被中断的工作模式
?? ??? ?//"！"使得指令执行后，sp=sp+14*4

?? ?! : 当数据传送完毕之后,将最后的地址写入基址寄存器,否则基址寄存器的内容不改变.
?? ?^ : 当指令为LDM且寄存器列表中包含R15,选用该后缀时表示除了正常的数据传送之外,还将SPSR复制到CPSR.
?? ??? ?同时,该后缀还表示传入或传出的是用户模式下的寄存器,而不是当前模式下的寄存器.

?? ?ARM指令中多数据传输共有两种:

?? ?LDM:(load? much)多数据加载,将地址上的值加载到寄存器上

?? ?STM:(store much)多数据存储,将寄存器的值存到地址上

?? ?主要用途：现场保护、数据复制、参数传送等，共有8种模式（前面4种用于数据块的传输，后面4种是堆栈操作）如下：

?? ?（1）IA:（Increase After） 每次传送后地址加4,其中的寄存器从左到右执行,?? ?// 例如:STMIA R0,{R1,LR} 先存R1,再存LR

?? ?（2）IB:（Increase Before）每次传送前地址加4,同上

?? ?（3）DA:（Decrease After）每次传送后地址减4,其中的寄存器从右到左执行,?? ?// 例如:STMDA R0,{R1,LR} 先存LR,再存R1

?? ?（4）DB：（Decrease Before）每次传送前地址减4,同上

?? ?（5）FD:? 满递减堆栈 (每次传送前地址减4)

?? ?（6）FA:? 满递增堆栈 (每次传送后地址减4)

?? ?（7）ED:? 空递减堆栈 (每次传送前地址加4)

?? ?（8）EA:? 空递增堆栈 (每次传送后地址加4)

?? ?注意：其中在数据块的传输中是STMMDB和LDMIA对应，STMMIA和LDMDB对应

?? ?而在堆栈操作是STMFD和LDMFD对应，STMFA和LDMFA对应

?? ?

?? ?格式:

?? ?LDM{cond}? mode? Rn{!}, reglist{^}

?? ?STM{cond}? mode? Rn{!}, reglist{^}

?? ?其中

?? ? Rn：基址寄存器，装有传送数据的起始地址，Rn不允许为R15；

?? ? ！：表示最后的地址写回到Rn中；

?? ? reglist：可包含多于一个寄存器范围，用"，"隔开，如{R1，R2，R6-R9}，寄存器由小到大顺序排列；

?? ? ^：不允许在用户模式和系统模式下运行

?? ?
?? ?数据块的传输-实例:

?? ??? ?Ldr R1,=0x10000000????????? //传送数据的起始地址0x10000000??? ?

?? ??? ?LDMIB R1!,{R0,R4-R6}????? //从左到右加载,相当于 LDR R0,10000004? LDR R4,10000008... ...

?? ??? ?/*传送前地址加+4,

?? ??? ?所以地址加4,R0=0X1000004地址里的内容，

?? ??? ?地址加4,R4=0X10000008地址里的内容，

?? ??? ?地址加4,R5=0X1000000C地址里的内容，

?? ??? ?地址加4,R6=0X10000010 地址里的内容，

?? ??? ?由于!, 最后的地址写回到R1中,R1=0X10000010?? */
?? ?

?? ??? ?Ldr R1,=0x10000000????????? //传送数据的起始地址0x10000000 ??? ?

?? ??? ?LDMIA R1!,{R0,R4-R6}???????? //从左到右加载,相当于 LDR R0,10000000? LDR R4,10000004... ...

?? ??? ?/*传送后地址加+4,

?? ??? ?所以R0=0X10000000地址里的内容，地址加4,

?? ??? ?R4=0X10000004地址里的内容，地址加4,

?? ??? ?R5=0X10000008地址里的内容，地址加4,

?? ??? ?R6=0X1000000C 地址里的内容，地址加4,

?? ??? ?由于!,最后的地址写回到R1中,所以R1=0X10000010?? */

?? ??? ?LDR R1,=0x10000000????????? //传送数据的起始地址0x10000000?????? ?

?? ??? ?LDR R4,=0X10

?? ??? ?LDR R5,=0X20

?? ??? ?LDR R6,=0X30

?? ??? ?STMIB R1,{R4-R6}????????? //从左到右加载,相当于STR [R4],0X10000004??? STR [R5],0X10000008 .....

?? ??? ?/*传送前地址加+4,所以0X10000004地址=0X10，0X10000008地址=0X20，0X1000000C地址=0X30 */

?? ??? ?

?? ??? ?Ldr R1,=0x10000000??????? //传送数据的起始地址0x10000000 ?

?? ??? ?LDR R4,=0X10

?? ??? ?LDR R5,=0X20

?? ??? ?LDR R6,=0X30?? ?
?? ??? ?
?? ??? ?STMIA R1!,{R4-R6 }?? ?
?? ??? ?
?? ??? ?/*传送后地址加+4,所以0X10000000地址=0X10，0X10000004地址=0X20，0X10000008地址=0X30，由于!,最后的地址写回到R1中,所以R1=0X1000000C? */

?? ?中断实例(利用STMDB和LDMIA保护现场,然后通过LR寄存器返回)

?? ??? ?1.先设置栈sp,用于后面使用stmdb存储寄存器数据

?? ??? ?2.当产生异常时，便进入中断:

?? ??? ?sub lr, lr, #4???????????????? ?

?? ??? ? //首先将lr-4,因为arm流水线,lr=当前pc+8,由于pc+4段没有执行，所以lr=(当前pc+8)-4;
?? ??? ?stmdb sp!, { r0-r12,lr } ?

?? ??? ?//每次传送前-4,由于递减,所以从右往左存储寄存器

?? ??? ?//所以sp-4=lr,sp-8=r12,... sp-56=r0; 由于!，所以最后的地址写回到sp中,sp=sp-56;
?? ??? ?

?? ??? ?ldr lr, =int_return? //设置返回地址

?? ??? ?ldr pc, =EINT_Handle //进入中断服务函数,如果中途返回就会调用pc=lr,即可执行int_return;

?? ??? ?int_return:
?? ??? ?ldmia sp!, { r0-r12,pc }^ ?

?? ??? ?//每次传送后+4,所以从左往右加载数据到寄存器

?? ??? ?//所以r0=sp, r1=sp+4,...pc=sp+52;由于!，所以最后地址写回到sp中,sp=sp+56;

?? ??? ?//此时,sp=sp+56就等于最初栈顶值,pc=lr,然后返回到异常发生前的相应位置继续执行。

?? ??? ?//^? ^表示将spsr的值复制到cpsr,因为异常返回后需要恢复异常发生前的工作状态