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2024年5月7日发(作者：)
常用ARM指令集
一、ARM架构简介
ARM（Advanced RISC Machine）是一种精简指令集计算机（Reduced Instruction
Set Computer，RISC）架构，广泛应用于移动设备、嵌入式系统和主流服务器等领
域。ARM架构的优点包括高效能、高能效、低成本和高可伸缩性，适用于各种应用
场景。
二、ARM指令集分类
ARM指令集根据其特点和功能可以分为三大类：基本指令集、乘累加指令集和浮点
指令集。
1. 基本指令集（ARM和Thumb指令集）
基本指令集是ARM架构最基础的指令集，包含大部分常用的数据处理指令、控制指
令和访存指令等。ARM指令集的指令长度为32位。
Thumb指令集是ARM架构的一个变种，指令长度为16位。Thumb指令集在ARMv4架
构引入，用于提高代码密度，适用于存储空间有限的设备。
2. 乘累加指令集（ARM和Thumb-2指令集）
乘累加指令集是基于基本指令集的扩展，加入了乘法和累加指令等。乘累加指令集
可以提高乘法和累加运算的效率，适用于需要大量复杂计算的应用。
Thumb-2指令集是Thumb指令集的进一步扩展，兼容Thumb指令集，并增加了32
位指令。Thumb-2指令集使得ARM架构在相同存储空间下能够提供更高的性能。
3. 浮点指令集（VFP和NEON指令集）
浮点指令集主要用于进行浮点数运算。VFP（Vector Floating Point）指令集是
ARM架构最早引入的浮点技术，支持单精度和双精度浮点数运算。
NEON指令集是ARM架构后续引入的SIMD（Single Instruction, Multiple Data）
指令集，用于提高并行处理能力和多媒体应用性能。
三、常用ARM指令
以下是常用的ARM指令及其功能：
1. 数据处理指令
加法指令：ADD、ADC（带进位的加法指令）
减法指令：SUB、SBC（带借位的减法指令）
乘法指令：MUL、SMULL（有符号乘法指令）、UMULL（无符号乘法指
令）
– 除法指令：SDIV（有符号除法指令）、UDIV（无符号除法指令）
– 移位指令：LSL（逻辑左移）、LSR（逻辑右移）、ASR（算术右移）、
ROR（循环右移）
2. 控制指令
条件分支指令：B（无条件分支指令）、BEQ（等于零条件分支指令）、
BNE（不等于零条件分支指令）等
– 无条件分支指令：BX（无条件跳转指令，用于实现函数调用）
– 跳转指令：BL（带链接跳转指令，用于实现函数调用，并将返回地址
保存在链接寄存器中）
3. 访存指令
数据传送指令：LDR（加载指令，用于将数据从内存中加载到寄存器
中）、STR（存储指令，用于将数据从寄存器中存储到内存中）
– 堆栈指令：PUSH（将数据压入堆栈）、POP（将数据从堆栈中弹出）
– 字节和半字操作指令：LDRB（加载字节指令）、LDRH（加载半字指
令）、STRB（存储字节指令）、STRH（存储半字指令）
4. 特殊指令
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中断指令：SWI（软中断指令，用于触发软件中断）
协处理器指令：CDP（协处理器数据处理指令）、MCR、MRC（协处理
器寄存器传递指令）
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四、ARM指令优化技巧
为了提高ARM指令执行效率和代码性能，可以采取以下优化技巧：
1.
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使用适当的数据处理指令，避免不必要的指令执行和数据拷贝。
使用合适的寻址模式，减少数据访问时间。
使用条件分支指令替代多个无条件分支指令。
使用协处理器指令加速特定计算。
5. 使用NEON指令集实现向量化计算，提高并行处理能力。
五、总结
本文介绍了常用的ARM指令集，包括基本指令集、乘累加指令集和浮点指令集。针
对每个指令集，列举了常用的指令及其功能。此外，还分享了一些ARM指令的优化
技巧。ARM指令集是ARM架构的核心组成部分，了解和熟悉ARM指令集对于进行
ARM架构开发和优化具有重要意义。希望本文能够帮助读者更好地理解和应用ARM
指令集。
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