ARM STR指令詳解

ARM是一種精簡指令集（RISC）架構，最初由英國公司ARM Holdings開發。它在嵌入式系統和移動設備中得到廣泛應用。其中，ARM STR指令是一條非常常用的指令，用於將寄存器中的數據存儲到內存中的指定地址。

一、基本語法

ARM STR指令的基本語法如下所示：

STR{cond}{B}{T} Rt, [Rn +/- offset]

其中，cond表示執行該指令的條件；B和T在定址計算中起到不同作用；Rt表示要存儲到內存中的寄存器；Rn表示要存儲到哪個內存地址中；offset表示內存地址的偏移量。

例如，以下指令將R0中的數據存儲到地址為0x1000的內存中：

STR R0, [R1, #0x1000]

此指令的偽彙編語言表示為：

storew R0, [R1+#0x1000]

其中storew表示「store word」，即存儲一個字。

二、B和T參數

在指令中，B和T這兩個參數用於確定地址計算的方式。如果B和T都不出現，則默認採用「地址向上增長」的方式。即從基地址開始，地址逐漸增加。

如果出現了B參數，則表示地址計算中使用「反向偏移」，即從基地址開始，地址逐漸減小。

如果出現了T參數，則表示訪問位元組的個數為1（即存儲單個位元組）。如果未出現T參數，則表示訪問位元組的個數為4（即存儲一個字）。

三、內存地址計算

在使用STR指令時，需要對內存地址進行計算，以便獲取正確的內存地址。在計算內存地址時，需要考慮到寄存器和偏移量的符號、大小等方面的因素。

以以下示例代碼為例：

LDR R0, =0x1000
LDR R1, =0x1234
STR R1, [R0, #0x10]!

LDR指令用於將0x1000和0x1234分別存儲到R0和R1寄存器中。然後，STR指令將R1中的數據存儲到0x1000+0x10=0x1010的內存地址中，並將R0的值自增0x10。

實際上，在地址計算時還有一些細節需要注意。例如，如果偏移量是一個負數，則表示地址向下偏移。又比如，如果偏移量是一個寄存器，則需要使用括弧將寄存器括起來。

四、使用技巧

在使用STR指令時，需要注意以下幾點技巧：

1、合理使用地址偏移量，以確保存儲的數據能夠正確寫入內存中，並且不會覆蓋其他重要數據。

2、合理設置寄存器和偏移量的符號和大小，以確保地址計算的正確性。

3、可以使用!符號將基地址自增或自減，以便連續存儲多個數據。

4、在循環中使用STR指令時，可以使用LDR和ADD指令計算出每個元素的地址，並將其存儲到一個寄存器中。然後，在使用STR指令時，只需要使用這個寄存器即可。

五、示例代碼

以下是一個使用ARM STR指令將字元串複製到內存中的示例代碼：

.section .data
source_str:
   .asciz "hello, world"
len = . - source_str

.section .bss
dest_str:
   .skip 20

.section .text
.global _start
_start:
   mov r0, #0
   ldr r1, =source_str
   ldr r2, =dest_str
copy_loop:
   ldrb r3, [r1], #1
   strb r3, [r2], #1
   add r0, r0, #1
   cmp r0, len
   bne copy_loop
exit:
   mov r0, #0
   mov r7, #1
   svc 0

以上代碼將source_str字元串複製到dest_str中。在複製字元串時，使用了LDRB和STRB指令，以便執行位元組級別的讀寫操作。

六、總結

本文對ARM STR指令進行了詳細的講解，包括基本語法、B和T參數、內存地址計算、使用技巧以及示例代碼等方面。希望讀者通過本文的學習，能夠更好地理解和使用ARM STR指令，從而實現更加高效的嵌入式系統和移動設備開發。