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ARM 汇编指令：MOV

本文来自于我关于 ARM 汇编指令系列文章。欢迎阅读、点评与交流~
1、ARM 汇编指令：MOV
2、ARM 汇编指令：LDR
3、ARM 汇编指令：STR
4、ARM 汇编指令：MRS 和 MSR
5、ARM 汇编指令：ORRS

在 ARM 架构汇编语言中，MOV指令是最常用的数据传输指令之一，其全称是Move。

核心功能：数据传送

它的主要作用是将一个源操作数的值复制到目标寄存器中。可以将其理解为高级语言中的赋值操作（例如x = y）。

基本语法格式：

MOV{条件}{S} 目标寄存器, 源操作数

关键特性与详细解释

1.数据来源广泛

源操作数可以是：

• 另一个寄存器：MOV R1, R2// 将 R2 的值复制到 R1
• 一个立即数：MOV R0, #0x42// 将十六进制数 0x42（十进制66）存入 R0。ARM 中的立即数通常有特定的编码限制（8位值循环移位偶数位）。
• 一个移位后的寄存器值：这是 ARM 指令集的一大特色，允许在一条指令中完成移位和传送。
  • MOV R1, R2, LSL #2// 将 R2 的值逻辑左移2位后，结果存入 R1。这相当于R1 = R2 * 4。

2.条件执行（可选的{条件}后缀）

ARM 指令大多可以条件执行，MOV也不例外。它根据处理器状态寄存器（CPSR）中的条件标志位来决定是否执行。

• MOVEQ R0, R1//如果相等（Z=1），则执行R0 = R1。
• MOVNE R0, #0//如果不相等（Z=0），则执行R0 = 0。
• 其他条件如MOVGT（大于）、MOVLT（小于）等也同样适用。

3.影响标志位（可选的{S}后缀）

默认情况下，MOV指令不会影响状态寄存器中的标志位（如 N、Z）。如果需要在移动数据的同时更新标志位，需要加上S后缀。

• MOVS R0, #0// 将 0 送入 R0，并根据结果设置标志位。由于结果为0，这将设置Z（零）标志为 1。
• 这在需要根据移动的值进行后续条件判断时非常有用。

4.与加载指令（LDR）的区别

初学者容易混淆MOV和LDR：

• MOV： 在寄存器之间或将立即数移入寄存器时使用。它操作的数据已经存在于 CPU 可直接访问的寄存器或指令编码中。
• LDR： 主要功能是从内存中加载数据到寄存器。例如LDR R0, [R1]表示将 R1 寄存器中值作为地址，从该内存地址读取数据到 R0。
• 特殊情况下，LDR也可以用于加载一个复杂的、无法用MOV指令编码的立即数（例如一个 32 位的地址常量），汇编器会将其转换为从“文字池”加载的代码。

实例说明

MOV R0, #10 @ R0 = 10 MOVS R1, R0 @ R1 = R0 (R1 = 10)，并更新标志位（这里不会改变Z标志，因为10不为0） MOVEQ R2, #0xFFFFFFFF @ 仅当上条指令使 Z=1（即结果为0）时，才执行 R2 = 0xFFFFFFFF MOV R3, R1, LSL #3 @ R3 = R1 << 3 (10 << 3 = 80)，相当于乘以8 MOV PC, LR @ 将链接寄存器 LR 的值复制到程序计数器 PC，常用于从子程序返回

ARMv7/AArch32 与 ARMv8/AArch64 的区别

• 在 ARMv7（32位 ARM）中：MOV指令可以操作 32 位的通用寄存器（R0-R15）。
• 在 ARMv8/AArch64（64位 ARM）中：
  • 寄存器是 64 位的（X0-X30）。
  • MOV在 AArch64 中实际上是一些其他指令（如ORR或MOVZ/MOVK）的别名，但汇编器仍然接受MOV助记符。
  • 有专门的MOV变种来处理 32 位和 64 位数据：
    • MOV W0, #5// 将 5 放入 32 位的 W0 寄存器（X0 的低32位）。
    • MOV X0, #5// 将 5 放入 64 位的 X0 寄存器。

总结

MOV指令是 ARM 汇编的基石，负责在寄存器间或与立即数之间进行高效的数据搬移。其结合条件执行和嵌入式移位操作的特性，使得 ARM 汇编代码非常紧凑和强大。理解MOV是理解 ARM 体系结构数据流控制的第一步。