嵌入式：ARM立即寻址与寄存器寻址

立即寻址

立即寻址也叫立即数寻址，这是一种特殊的寻址方式，操作数本身就在指令中给出，只要取出指令也就取到了操作数，这个操作数被称为立即数，对应的寻址方式也就叫做立即寻址。例如以下指令：
ADD R0，R0，＃1 /*R0←R0＋1*/
ADD R0，R0，＃0x3f /*R0←R0＋0x3f*/

立即数，要求以“＃”为前缀，对于以十六进制表示的立即数，还要求在“＃”后加上“0x”，对于以二进制表示的立即数，还要求在“＃”后加上“0b” ，对于以十进制表示的立即数，还要求在“＃”后加上“0d”或者缺省 。

立即数的表示

（1）8位立即数的表示

• 8位立即数用“#”+数字直接表示。

（2）32位立即数的表示
由于32位立即数在指令中占用32个位，如果直接表示，则将导致ARM指令编码的长度超过32位，为了减小编码长度，32位立即数采用移位间接表示法。

所谓移位间接表示法就是当指令中操作数为32位立即数时，该立即数必须采用一个8位常数然后通过偶数次的循环右移 得到，这时候，假设这个立即数immediate, 8位常数位immed_8，循环移位位数为2*rotate_imm，那么，这个立即数可以表示成：
immediate=immed_8 循环右移（2\*rotate_imm)

有效立即数问题

采用移位间接表示时，在指令里面，这个32位的立即数 immediate就可以用一个12位的编码（4位rotate_imm ， 8位immed_8 ）来表示。如：

    MOV  R0,#0x0000F200   ;    编码为：E3A00CF2
    MOV  R1,#0x00110000   ;    编码为：E3A01811
    MOV  R4,#0x00012800   ;    编码为：E3A04B4A

#0x00012800 = ob0001 00 10 10 00 0000 0000
这种编码算法的缺点是，并不是每一个32位常数都是一个合法的立即数，只有通过上述构造方法能够得到的32位立即数才是合法的立即数。如：0x0000F200，0x00110000，0x00012800都是合法的立即数，而0x1010、0x00102或0FF1000等都不是合法的立即数。
#0x0001010 = ob0001 0000 0001 0000
#0x0000102 = ob0000 0001 0000 0010
#0xFF1000 = ob1111 1111 0001 0000 0000 0000

寄存器寻址

寄存器寻址就是利用寄存器中的数值作为操作数，这种寻址方式是各类微处理器经常采用的一种方式，也是一种执行效率较高的寻址方式。以下指令：
ADD R0，R1，R2 /*R0←R1＋R2*/

该指令的执行效果是将寄存器R1和R2的内容相加，其结果存放在寄存器R0中。

寄存器为第2操作数的移位操作

当ARM指令的数据处理指令中参与操作的第2操作数为寄存器型时，可选择是否对该操作数进行移位操作，即：“Rm,<shift>”，其中，Rm为第2操作数寄存器，<shift>为移位类型（LSL，LSR，ASL，ASR，ROR或RRX）和移位位数。

移位位数可以是5位立即数或寄存器（Rs）。在指令执行时，移位后的数作为第2操作数参与运算，如：

ADD   R3,R2,R1,LSR #2    ;R3←R2+R1÷4

ADD   R3,R2,R1,LSR R4   ;R3←R2+R1÷2R4

而第2操作数寄存器的内容并不发生变化。

另外，只有寄存器作为第2操作数时，才能进行这样的移位，否则，不允许进行这样的移位。

第2操作数的移位方式

ARM可执行的移位操作有：

• LSL：逻辑左移，空出的最低位填0
• LSR：逻辑右移，空出的最高位填0
• ASL：算术左移，空出的最低位填0
• ASR：算术右移，如果被移位的数是有符号数，则空出的最高位填符号位。
• ROR：循环右移，移出的最低位填入空出的最高位
• RRX：带扩展的循环右移，右移一位，空出最高位填C，移出最低位进C。这种移位方式无需指定移位位数。

参考文献：

孟祥莲．嵌入式系统原理及应用教程（第2版）[M]．北京：清华大学出版社，2017.