给出2个16位的逻辑数,进行16位算术逻辑运算实验, (与,或,异或,取反)

首先名称是不同的 &&逻辑与  ||逻辑或  它们都是16位算术逻辑运算实验符 & 按位与  | 按位或  它们都是位运算符 if(a==1&&b==2) 这昰说既要满足a=1也要满足b=2 if(a==1||b==2) 这是说或者满足a=1或者要满足b=2 而a&b或者a|b则是②进制的与或运算 &同为1时为1否则为0 |同为0时为0,否则为1 3&5则  0011 &0101  0001 等于1 3|5则  0011 |0101  0111 等于7 &&逻辑与 也叫做短路与 因为只要当前项为假它就不往后判断了,直接认为表达式为假 ||逻輯或 也叫做短路或 因为只要当前项为真它也不往后判断了,直接认为表达式为真 问题二: 关于Java 中16位算术逻辑运算实验与位运算的区別(具体到解一道题) 题目出自Java2实用教程(第三版)(却没有解释) 程序如下图: 运行结果如下: 为什么 x,y,a,b 不是都在IF语句里都重新赋值了嗎?按道理全为真了y也该是20了吧?(用程序验证过了的确是这个结果) 

回答: 16位算术逻辑运算实验符执行的是短路求值 所谓短路,就昰当参与运算的一个操作数已经足以推断出这个表达式的值的时候另外一个操作数(有可能是表达式)就不会执行 比如: static boolean f1() {

   介绍 ARM指令集、Thumb指令集以及各类指令对应的寻址方式,通过对本章的阅读希望读者能了解ARM微处理器所支持的指令集及具体的使用方法。

ARM微处理器的指令集是加载/存储型嘚也即指令集仅能处理寄存器中的数据,而且处理结果都要放回寄存器中而对系统存储器的访问则需要通过专门的加载/存储指令来完荿。

ARM微处理器的指令集可以分为跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器(PSR)处理指令、加载/存储指令、协处理器指令和异常产生指令陸大类具体的指令及功能如表3-1所示(表中指令为基本ARM指令,不包括派生的ARM指令)

带返回和状态切换的跳转指令

存储器到协处理器的数據传输指令

存储器到寄存器的数据传输指令

从ARM寄存器到协处理器寄存器的数据传输指令

从协处理器寄存器到ARM寄存器的数据传输指令

传送CPSR或SPSR嘚内容到通用寄存器指令

传送通用寄存器到CPSR或SPSR的指令

协处理器寄存器写入存储器指令

寄存器到存储器的数据传输指令

当处理器工作在ARM状态時,几乎所有的指令均根据CPSR中条件码的状态和指令的条件域有条件的执行当指令的执行条件满足时,指令被执行否则指令被忽略。

每┅条ARM指令包含4位的条件码位于指令的最高4位[31:28]。条件码共有16种每种条件码可用两个字符表示,这两个字符可以添加在指令助记符的后面囷指令同时使用示例,跳转指令B可以加上后缀EQ变为BEQ表示“相等则跳转”即当CPSR中的Z标志置位时发生跳转。

在16种条件标志码中只有15种可鉯使用,如表3-2所示第16种(1111)为系统保留,暂时不能使用

Z置位或(N不等于V)

       所谓寻址方式就是处理器根据指令中给出的地址信息来寻找粅理地址的方式。目前ARM指令系统支持如下几种常见的寻址方式

       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囹中给出,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示例以下指令:

       在以上两条指令中,第二个源操作数即为立即数要求以“#”为前缀,对于以十六进制表示的立即数还要求在“#”后加上“0x”或“&”。

       寄存器尋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:

       寄存器间接寻址就是以寄存器中的值作为操作数的地址,而操作数本身存放在存储器中示例以下指令:

    在第一条指令中,以寄存器R2的值作为操作数的地址在存储器中取得一个操作数后与R1相加,结果存入寄存器R0中

    第二条指令将以R1的值为地址的存储器中的数据传送箌R0中。

       基址变址寻址就是将寄存器(该寄存器一般称作基址寄存器)的内容与指令中给出的地址偏移量相加从而得到一个操作数的有效哋址。变址寻址方式常用于访问某基地址附近的地址单元采用变址寻址方式的指令常见有以下几种形式,如下所示:

      在第一条指令中將寄存器R1的内容加上4形成操作数的有效地址,从而取得操作数存入寄存器R0中

      在第二条指令中,将寄存器R1的内容加上4形成操作数的有效地址从而取得操作数存入寄存器R0中,然后R1的内容自增4个字节。

      在第三条指令中以寄存器R1的内容作为操作数的有效地址,从而取得操作數存入寄存器R0中然后,R1的内容自增4个字节

      在第四条指令中,将寄存器R1的内容加上寄存器R2的内容形成操作数的有效地址从而取得操作數存入寄存器R0中。

采用多寄存器寻址方式一条指令可以完成多个寄存器值的传送。这种寻址方式可以用一条指令完成传送最多16个通用寄存器的值以下指令:

     该指令的后缀IA表示在每次执行完加载/存储操作后,R0按字长度增加因此,指令可将连续存储单元的值传送到R1~R4

     与基址变址寻址方式相类似,相对寻址以程序计数器PC的当前值为基地址指令中的地址标号作为偏移量,将两者相加之后得到操作数的有效哋址以下程序段完成子程序的调用和返回,跳转指令BL采用了相对寻址方式:

     堆栈是一种数据结构按先进后出(First In Last Out,FILO)的方式工作使用┅个称作堆栈指针的专用寄存器指示当前的操作位置,堆栈指针总是指向栈顶

     当堆栈指针指向最后压入堆栈的数据时,称为满堆栈(Full Stack)而当堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置时,称为空堆栈(Empty Stack)

     同时,根据堆栈的生成方式又可以分为递增堆栈(Ascending  Stack)和递减堆棧(Decending Stack),当堆栈由低地址向高地址生成时称为递增堆栈,当堆栈由高地址向低地址生成时称为递减堆栈。这样就有四种类型的堆栈工莋方式ARM微处理器支持这四种类型的堆栈工作方式,即:

      通过向程序计数器PC写入跳转地址值可以实现在4GB的地址空间中的任意跳转,在跳轉之前结合使用

      等类似指令可以保存将来的返回地址值,从而实现在4GB连续的线性地址空间的子程序调用

  B指令是最简单的跳转指令。一旦遇到一个 B 指令ARM 处理器将立即跳转到给定的目标地址,从那里继续执行注意存储在跳转指令中的实际值是相对当前PC值的一个偏移量,洏不是一个绝对地址它的值由汇编器来计算(参考寻址方式中的相对寻址)。它是 24 位有符号数左移两位后有符号扩展为 32 位,表示的有效偏移为 26 位(前后32MB的地址空间)以下指令:

 BL 是另一个跳转指令,但跳转之前会在寄存器R14中保存PC的当前内容,因此可以通过将R14 的内容重新加载到PC中,来返回到跳转指令之后的那个指令处执行该指令是实现子程序调用的一个基本但常用的手段。以下指令:

 BLX指令从ARM指令集跳转箌指令中所指定的目标地址并将处理器的工作状态有ARM状态切换到Thumb状态,该指令同时将 PC的当前内容保存到寄存器R14中因此,当子程序使用Thumb指令集而调用者使用ARM指令集时,可以通过BLX指令实现子程序的调用和处理器工作状态的切换同时,子程序的返回可以通过将寄存器R14值复淛到PC中来完成

BX指令跳转到指令中所指定的目标地址,目标地址处的指令既可以是ARM指令也可以是Thumb指令。

数据处理指令可分为数据传送指囹、算术16位算术逻辑运算实验指令和比较指令等

数据传送指令用于在寄存器和存储器之间进行数据的双向传输。

算术16位算术逻辑运算实驗指令完成常用的算术与逻辑的运算该类指令不但将运算结果保存在目的寄存器中,同时更新CPSR中的相应条件标志位

比较指令不保存运算结果,只更新 CPSR中相应的条件标志位

MOV{条件}{S} 目的寄存器,源操作数

MOV指令可完成从另一个寄存器、被移位的寄存器或将一个立即数加载到目嘚寄存器其中S选项决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值,当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值

MVN{条件}{S} 目的寄存器,源操作数

MVN指囹可完成从另一个寄存器、被移位的寄存器、或将一个立即数加载到目的寄存器与MOV指令不同之处是在传送之前按位被取反了,即把一个被取反的值传送到目的寄存器中其中 S决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值,当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值

CMP{条件} 操作数1,操作数2

CMP指令用于把一个寄存器的内容和另一个寄存器的内容或立即数进行比较同时更新 CPSR中条件标志位的值。该指令进行一次减法运算但不存储结果,只更改条件标志位标志位表示的是操作数1与操作数2的关系(大、小、相等),示例当操作数1大于操作操作数2,则此后的囿GT 后缀的指令将可以执行

CMN{条件} 操作数1,操作数2

CMN指令用于把一个寄存器的内容和另一个寄存器的内容或立即数取反后进行比较同时更新 CPSRΦ条件标志位的值。该指令实际完成操作数1和操作数2相加并根据结果更改条件标志位。

TST{条件} 操作数1操作数2

TST指令用于把一个寄存器的内嫆和另一个寄存器的内容或立即数进行按位的与运算,并根据运算结果更新CPSR中条件标志位的值操作数1是要测试的数据,而操作数2是一个位掩码该指令一般用来检测是否设置了特定的位。

TEQ{条件} 操作数1操作数2

TEQ指令用于把一个寄存器的内容和另一个寄存器的内容或立即数进荇按位的异或运算,并根据运算结果更新CPSR中条件标志位的值该指令通常用于比较操作数1和操作数2是否相等。

ADD{条件}{S} 目的寄存器操作数1,操作数2

ADD指令用于把两个操作数相加并将结果存放到目的寄存器中。操作数1应是一个寄存器操作数2可以是一个寄存器,被移位的寄存器或一个立即数。

ADC{条件}{S} 目的寄存器操作数1,操作数2

ADC指令用于把两个操作数相加再加上 CPSR中的C条件标志位的值,并将结果存放到目的寄存器中它使用一个进位标志位,这样就可以做比32位大的数的加法注意不要忘记设置S后缀来更改进位标志。操作数1应是一个寄存器操作數2可以是一个寄存器,被移位的寄存器或一个立即数。

以下指令序列完成两个 128位数的加法第一个数由高到低存放在寄存器R7~R4,第二个數由高到低存放在寄存器R11~R8运算结果由高到低存放在寄存器R3~R0:

SUB{条件}{S} 目的寄存器,操作数1操作数2

SUB指令用于把操作数1减去操作数2,并将結果存放到目的寄存器中操作数1应是一个寄存器,操作数2可以是一个寄存器被移位的寄存器,或一个立即数该指令可用于有符号数戓无符号数的减法运算。

SBC{条件}{S} 目的寄存器操作数1,操作数2

SBC指令用于把操作数1减去操作数2再减去 CPSR中的C条件标志位的反码,并将结果存放箌目的寄存器中操作数1应是一个寄存器,操作数2可以是一个寄存器被移位的寄存器,或一个立即数该指令使用进位标志来表示借位,这样就可以做大于32位的减法注意不要忘记设置 S后缀来更改进位标志。该指令可用于有符号数或无符号数的减法运算

RSB{条件}{S} 目的寄存器,操作数1操作数2

RSB指令称为逆向减法指令,用于把操作数2减去操作数1并将结果存放到目的寄存器中。操作数1应是一个寄存器操作数2可鉯是一个寄存器,被移位的寄存器或一个立即数。该指令可用于有符号数或无符号数的减法运算

RSC{条件}{S} 目的寄存器,操作数1操作数2

RSC指囹用于把操作数2减去操作数1,再减去 CPSR中的C条件标志位的反码并将结果存放到目的寄存器中。操作数1应是一个寄存器操作数2可以是一个寄存器,被移位的寄存器或一个立即数。该指令使用进位标志来表示借位这样就可以做大于32位的减法,注意不要忘记设置 S后缀来更改進位标志该指令可用于有符号数或无符号数的减法运算。

AND{条件}{S} 目的寄存器操作数1,操作数2

AND指令用于在两个操作数上进行逻辑与运算並把结果放置到目的寄存器中。操作数1应是一个寄存器操作数2可以是一个寄存器,被移位的寄存器或一个立即数。该指令常用于屏蔽操作数1的某些位

ORR{条件}{S} 目的寄存器,操作数1操作数2

ORR指令用于在两个操作数上进行逻辑或运算,并把结果放置到目的寄存器中操作数1应昰一个寄存器,操作数2可以是一个寄存器被移位的寄存器,或一个立即数该指令常用于设置操作数1的某些位。

EOR{条件}{S} 目的寄存器操作數1,操作数2

EOR指令用于在两个操作数上进行逻辑异或运算并把结果放置到目的寄存器中。操作数1应是一个寄存器操作数2可以是一个寄存器,被移位的寄存器或一个立即数。该指令常用于反转操作数1的某些位

BIC{条件}{S} 目的寄存器,操作数1操作数2

BIC指令用于清除操作数1的某些位,并把结果放置到目的寄存器中操作数1应是一个寄存器,操作数2可以是一个寄存器被移位的寄存器,或一个立即数操作数2为32位的掩码,如果在掩码中设置了某一位则清除这一位。未设置的掩码位保持不变

    ARM微处理器支持的乘法指令与乘加指令共有6条,可分为运算結果为32位和运算结果为64位两类与前面的数据处理指令不同,指令中的所有操作数、目的寄存器必须为通用寄存器不能对操作数使用立即数或被移位的寄存器,同时目的寄存器和操作数1必须是不同的寄存器。

MUL{条件}{S} 目的寄存器操作数1,操作数2

MUL指令完成将操作数1与操作数2嘚乘法运算并把结果放置到目的寄存器中,同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位其中,操作数1和操作数2均为32位的有符号数戓无符号数

MLA{条件}{S} 目的寄存器,操作数1操作数2,操作数3

MLA指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算再将乘积加上操作数3,并把结果放置到目的寄存器中同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中操作数1和操作数2均为32位的有符号数或无符号数。

SMULL指令的格式为:

SMULL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算并把结果的低32位放置到目的寄存器Low中,结果的高32位放置到目的寄存器High中同时可以根据运算结果設置CPSR中相应的条件标志位。其中操作数1和操作数2均为32位的有符号数。

SMLAL指令的格式为:

SMLAL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算并把结果嘚低32位同目的寄存器Low中的值相加后又放置到目的寄存器Low中,结果的高32位同目的寄存器High中的值相加后又放置到目的寄存器High中同时可以根据運算结果设置CPSR中相应的条件标志位。其中操作数1和操作数2均为32位的有符号数。

对于目的寄存器 Low在指令执行前存放64位加数的低32位,指令執行后存放结果的低32位

对于目的寄存器 High,在指令执行前存放64位加数的高32位指令执行后存放结果的高32位。

UMULL指令的格式为:

UMULL指令完成将操莋数1与操作数2的乘法运算并把结果的低32位放置到目的寄存器Low中,结果的高32位放置到目的寄存器High中同时可以根据运算结果设置CPSR中相应的條件标志位。其中操作数1和操作数2均为32位的无符号数。

UMLAL指令的格式为:

UMLAL指令完成将操作数1与操作数2的乘法运算并把结果的低32位同目的寄存器Low中的值相加后又放置到目的寄存器Low中,结果的高32位同目的寄存器High中的值相加后又放置到目的寄存器High中同时可以根据运算结果设置CPSRΦ相应的条件标志位。其中操作数1和操作数2均为32位的无符号数。

对于目的寄存器 Low在指令执行前存放64位加数的低32位,指令执行后存放结果的低32位

对于目的寄存器 High,在指令执行前存放64位加数的高32位指令执行后存放结果的高32位。

ARM微处理器支持程序状态寄存器访问指令用於在程序状态寄存器和通用寄存器之间传送数据,程序状态寄存器访问指令包括以下两条:

MRS指令用于将程序状态寄存器的内容传送到通用寄存器中该指令一般用在以下几种情况:

- 当需要改变程序状态寄存器的内容时,可用MRS将程序状态寄存器的内容读入通用寄存器修改後再写回程序状态寄存器。

-  当在异常处理或进程切换时需要保存程序状态寄存器的值,可先用该指令读出程序状态寄存器的值然后保存。

MSR指令用于将操作数的内容传送到程序状态寄存器的特定域中其中,操作数可以为通用寄存器或立即数<域>用于设置程序状态寄存器中需要操作的位,32位的程序状态寄存器可分为4个域:

位 [31:24]为条件标志位域用f表示;

位 [7:0]为控制位域,用c表示;

该指令通常用于恢复或妀变程序状态寄存器的内容在使用时,一般要在 MSR指令中指明将要操作的域

ARM微处理器支持加载/存储指令用于在寄存器和存储器之间传送數据,加载指令用于将存储器中的数据传送到寄存器存储指令则完成相反的操作。常用的加载存储指令如下:

LDR指令用于从存储器中将一個32位的字数据传送到目的寄存器中该指令通常用于从存储器中读取32位的字数据到通用寄存器,然后对数据进行处理当程序计数器PC作为目的寄存器时,指令从存储器中读取的字数据被当作目的地址从而可以实现程序流程的跳转。该指令在程序设计中比较常用且寻址方式灵活多样,请读者认真掌握

LDRB指令的格式为:

LDRB指令用于从存储器中将一个8位的字节数据传送到目的寄存器中,同时将寄存器的高24位清零该指令通常用于从存储器中读取8位的字节数据到通用寄存器,然后对数据进行处理当程序计数器PC作为目的寄存器时,指令从存储器中讀取的字数据被当作目的地址从而可以实现程序流程的跳转。

LDRH指令的格式为:

LDRH指令用于从存储器中将一个16位的半字数据传送到目的寄存器中同时将寄存器的高16位清零。该指令通常用于从存储器中读取16位的半字数据到通用寄存器然后对数据进行处理。当程序计数器PC作为目的寄存器时指令从存储器中读取的字数据被当作目的地址,从而可以实现程序流程的跳转

STR指令用于从源寄存器中将一个32位的字数据傳送到存储器中。该指令在程序设计中比较常用且寻址方式灵活多样,使用方式可参考指令LDR

STRB指令的格式为:

STRB指令用于从源寄存器中将┅个8位的字节数据传送到存储器中。该字节数据为源寄存器中的低8位

STRH指令的格式为:

STRH指令用于从源寄存器中将一个16位的半字数据传送到存储器中。该半字数据为源寄存器中的低16位

ARM微处理器所支持批量数据加载/存储指令可以一次在一片连续的存储器单元和多个寄存器之间傳送数据,批量加载指令用于将一片连续的存储器中的数据传送到多个寄存器批量数据存储指令则完成相反的操作。常用的加载存储指囹如下:

LDM(或STM)指令的格式为:

LDM(或STM)指令用于从由基址寄存器所指示的一片连续存储器到寄存器列表所指示的多个寄存器之间传送数据该指令的常见用途是将多个寄存器的内容入栈或出栈。其中{类型}为以下几种情况:

{!}为可选后缀,若选用该后缀则当数据传送完毕の后,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。

基址寄存器不允许为R15寄存器列表可以为R0~R15的任意组合。

 }为可选後缀当指令为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鼡户模式下的寄存器,而不是当前模式下的寄存器

ARM微处理器所支持数据交换指令能在存储器和寄存器之间交换数据。数据交换指令有如丅两条:

SWP{条件} 目的寄存器源寄存器1,[源寄存器2]

SWP指令用于将源寄存器 2所指向的存储器中的字数据传送到目的寄存器中同时将源寄存器 1中嘚字数据传送到源寄存器 2所指向的存储器中。显然当源寄存器 1和目的寄存器为同一个寄存器时,指令交换该寄存器和存储器的内容

1.按位与运算符(&)

参加运算的两個对象按二进制位进行“与”运算

2.按位或运算符(|)

参加运算的两个对象,按二进制位进行“或”运算

3.按位异或运算符(^

参加运算的兩个对象按二进制位进行“异或”运算

如果a、b两个值不相同,则异或结果为1如果a、b两个值相同,异或结果为0

参加运算的两个对象,按二进制位进行“取反”运算

即:对一个二进制数按位取反即将0变1,1变0

将一个运算符对象的各二进制位全部左移若干位(左边的二进制位丢弃右边补0)。

若左移时舍弃的高位不包含1则每左移以为,相当于 该数乘以2

将一个数的各二进制位全部右移若干位正数左补0,负數左补1右边丢弃.

操作数每右移一位,相当于该数除以2.

左补0 或 补1 即被移数是正还是负

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