数据处理指令之：AND逻辑与指令

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

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

（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              ;