Datové operace

Dostali jsme data do registrů, umíme uložit obsah registrů do paměti, můžeme začít provádět operace nad daty.

Sčítaní a odčítání

Základní datovou operací je sčítání a odčítání. Operace je prováděna nad dvěma registry nebo registrem a přímou hodnotou, výsledek je dosazen do cílového registru. Pro sčítání a odčítání má Cortex-M3 instrukce

ADD - sečtení dvou operandů a dosazení výsledku do registru.
ADC - sečtení dvou operandů, přičtení příznaku přenosu Carry a dosazení výsledku do registru
SUB - odečtení dvou operandů a dosazení výsledku do registru.
SBC - odečtení dvou operandů, pokud je příznaku přenosu Carry nulový snížení o 1 a dosazení výsledku do registru

K instrukci lze přidat příponu S, která vynutí aktualizaci příznaků N, Z, C a V ve speciálním registru APSR po provedení operace. Pokud je použita Thumb instrukce, jsou příznaky v registru APSR aktualizovány implicitně.

Pokud je v programu použita unifikovaná syntaxe zápisu instrukcí UAL (jsou uvedeny všechny tři operandy) a k instrukci není přidána přípona S, je generována 32-bitová instrukce, která neaktualizuje obsah APSR.


        ADD     R0, R1, R2      @ R0 = R1 + R2
        ADD.W   R0, R1, R2      @ R0 = R1 + R2
        ADDS.W  R0, R1, R2      @ R0 = R1 + R2
        ADDS    R0, R1, #2156   @ R0 = R1 + 2156

        ADD     R0, R1          @ R0 = R0 + R1
        ADD     R0, R1, #28     @ R0 = R1 + 28

        ADC     R0, R1          @ R0 = R0 + R1 + Carry
        ADC     R0, #41         @ R0 = R0 + 41 + Carry

        SUB     R0, R1, R2      @ R0 = R1 - R2
        SUB     R0, R1, #35     @ R0 = R1 - 35
        SUB     R0, #21         @ R0 = R0 - 35

        SBC     R0, R1, R2      @ R0 = R1 - R2 + Carry - 1
        SBC     R0, R1          @ R0 = R0 - R1 + Carry - 1

Násobení a dělení

Násobení provádí instrukce MUL, dělení instrukce UDIV (bez znaménka) nebo SDIV (se znaménkem).


        MUL     R0, R1, R2      @ R0 = R1 * R2
        MUL     R0, R1          @ R0 = R0 * R1

        UDIV    R0, R1, R2      @ R0 = R1 / R2
        SDIV    R0, R1, R2      @ R0 = R1 / R2

Výsledek násobení je samozřejmě omezen velikostí 32-bitového registru. Cortex-M3 je vybaven instrukcemi pro násobení se 64-bitovým výsledkem, který je uložen do dvou registrů. Instrukce UMULL provádí násobení bez znaménka, instrukce SMULL násobení se znaménkem.

Logické operace

Logické operace jsou prováděny nad dvěma registry nebo registrem a přímou hodnotou, výsledek je dosazen do cílového registru

AND - logický součin
ORR - logický součet
EOR - exkluzivní disjunkce (Exclusive OR)
BIC - nulování bitů
ORN - nastavení bitů


        AND     R0, R1, R2      @ R0 = R1 AND R2
        AND     R0, R1          @ R0 = R0 AND R1
        AND     R0, R1, #4      @ R0 = R1 AND 1

        ORR     R0, R1, R2      @ R0 = R1 OR R2
        EOR     R0, R1, R2      @ R0 = R1 XOR R2
        BIC     R0, R1, R2      @ R0 = R1 AND NOT R2
        ORN     R0, R1, R2      @ R0 = R1 OR NOT R2

Posuny a rotace

Operace posunů a rotací provádí posun druhého operandu vlevo nebo vpravo. Třetí operand definuje, kolikrát se operace posuvu provede. Výsledek je dosazen do prvního operandu. Třetí operand může být registr nebo přímá hodnota.

ASR - aritmetický posun vpravo. Všechny bity jsou posunuty vpravo, obsah nejvyššího bitu zůstane nezměněn.
LSL - logický posun vlevo. Všechny bity se posunou vlevo, nejnižší bit je vynulován.
LSR - logický posun vpravo. Všechny bity se posunou vpravo, nejvyšší bit je vynulován.
ROR - rotace vpravo. Všechny bity se posunou vpravo, nejnižší bit je zapsán do nejvyššího bitu.
RRX - rotace vpravo rozšířená o Carry. Tato instrukce nemá třetí operand, rotace vpravo se provede pouze o jeden bit.


        ASR     R0, R1, R2      @ R0 = R1 >> R2
        ASR     R0, R1, #3      @ R0 = R1 >> 3

        LSL     R0, R1, R2      @ R0 = R1 << R2
        LSL     R0, R1, #5      @ R0 = R1 << 5

        RRX     R0, R1          @ R0 = rotace R1 a Carry