数据处理指令之：AND逻辑与指令

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如果在数据处理指令前使用S前缀，指令的执行结果将会影响CPSR中的标志位。
         
        数据处理指令如表6.1所示。
        表6.1    数据处理指令列表

操  作  码	助  记  符	操    作	行    为
0000	AND	逻辑加	Rd：=Rn AND op2[1]
0001	EOR	逻辑异或	Rd：=Rn EOR op2
0010	SUB	减	Rd：=Rn − op2
0011	RSB	翻转减	Rd：=op2 − Rn
0100	ADD	加	Rd：=Rn + op2
0101	ADC	带进位的加	Rd：=Rn + op2 + C
0110	SBC	带进位的减	Rd：=Rn− op2 + C − 1
0111	RSC	带进位的翻转减	Rd：=op2 − Rn + C − 1
1000	TST	测试	Rn AND op2并更新标志位
1001	TEQ	测试相等	Rn EOR op2并更新标志位
1010	CMP	比较	Rn−op2并更新标志位
1011	CMN	负数比较	Rn+op2并更新标志位
1100	ORR	逻辑或	Rd：=Rn OR op2
1110	BIC	位清0	Rd：=Rn AND NOT（op2）

         
        指令操作的伪代码如下面程序段所示。
         
        <opcode2>{<cond>}  <Rn>,<shifter_operand>
        <opcode2>:=CMP|CMN|TST|TEQ
        <opcode3>{<cond>}{S}  <Rd>,<Rn>,<shifter_operand>
        <opcode3>:=ADD|SUB|RSB|ADC|SBC|RSC|AND|BIC|EOR|ORR
         
        指令的编码格式如图6.1。

       

        图6.1  数据处理指令的编码格式

         
        I：区分第二操作数是立即数或寄存器。
        S：标志指令的条件域是否更新CPSR。
        Rn：指示第一源操作数寄存器。
        Rd：指示目的寄存器。
         
        shifter_operand：指示第二源操作数。
         
        6.1  AND逻辑与指令

        1．指令编码格式

        AND指令将<shifter_operand>表示的数值与寄存器<Rn>的值按位（bitwise）做逻辑与操作，并将结果保存到目标寄存器<Rd>中，同时根据操作的结果更新CPSR寄存器。
         
        指令的编码格式如图6.2所示。

       

        图6.2  ADD指令的编码格式

         
        2．指令的语法格式

        AND{<cond>}{S}  <Rn>,<Rn>,<shifter_operand>
         
        ① <cond>
        为指令编码中的条件域。它指示指令在什么条件下执行。当<cond>忽略时，指令为无条件执行（cond=AL（Alway））。
         
        ② <S>
        S位（bit[20]）决定指令的执行是否影响CPSR中的条件域。当S位清0时，指令执行不影响CPSR。当S位置位时（并且不是r15），则有以下规则。
         
        ·  如果结果为负，则标志位N置位；否则清0（也就是说N等于结果的第31位）。
        ·  如果结果为0，则标志位Z置位；否则清0。
        ·  当操作定义为算术操作（ADD、ADC、SUB、SBC、RSB或RSC）时，标志位C设置为ALU的进位输出；否则设置为移位器的进位输出。如果不需要移位，则保持C。
        ·  在非算术操作中，标志位V保持原值。在算术操作中，如果有从第30位到第31位的溢出，则置位；如果不发生溢出，则清0。仅当算术操作中操作数被认为是2的补码的有符号数时，这个标志位才有意义，而且指示结果超出范围。
         
        若指令中的目标寄存器<Rd>为r15，则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中，对应用户模式和系统模式，由于没有相应的SPSR，指令的执行结果不可预知。
         
        ③ <Rd>
        指定目标寄存器。
         
        ④ <Rn>
        指定第一个源操作数寄存器。
         
        ⑤ <shifter_operand>
        使用ARM的通用寻址模式确定第二个源操作数。它影响指令编码格式中的I（bit[25]）位和shifter_operand（bits[11∶0]）位。
         
        3．指令操作的伪代码

        指令操作的伪代码如下面程序段所示。
         
        If  ConditionPassed{cond}  then
             Rd=Rn AND shifter_operand
             If  S==1  and  Rd==r15  then
             CPSR=SPSR
             Else  if  S==1  then
                   N flag=Rd[31]
                   Z flag=if  Rd==0  then  1  else  0
                   C flag=shifter_carry_out
                   V flag=unaggected
         
        4．指令举例

        【例6.1】AND指令举例。
         
        （1）AND的真值表（二者都是1则结果为1）如表6.2所示。
        表6.2   AND指令真值表

Op_1	Op_2	结    果
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

         
        （2）保留R0中的0位和1位，丢弃其余的位。
         
        AND     R0, R0, #3              ;
         
        （3）R2=R1&R3
         
        AND    R2,R1,R3              ;
         
        （4）R0=R0&0x01,取出最低位数据
         
        ANDS    R0,R0,#0x01              ;
       
                <div id="ftn1">                                        [1] op2即为指令中的第二个操作数。ARM数据处理指令使用3地址格式，这就意味着分别指定两个源操作数和一个目的寄存器。第一个源操作数总是目的寄存器，第二个源操作数又叫移位操作数（a shifter operand）,它可能是寄存器、移位后的寄存器或立即数。第二个操作数如果是寄存器，则应用于它的移位可能是逻辑或算术移位，或是循环移位。移位的位数可以由立即数指定，也可以由第4个寄存器指定。