汇编知识点的要求:
1、能看的懂
2、可以做修改
3、不需要用汇编直接编写程序
汇编代码的应用场合:
1、ARM的启动代码必须要汇编,如:uboot最开始初始化硬件的代码
2、内核在最开始初始化的位置。
一、ARM汇编指令的编码格式
1、编码格式
ARM汇编指令编译成机器码以后,机器码的长度是32bits,这32bits的编码有一个固定的格式。
不同ARM 汇编指令,编码格式不同。
2、举例
C:
if(a==10)
a++;
else
a--;
汇编1:
CMP R0, #10;
ADDEQ R0,R0,#1
SUBNE R0,R0,#1
汇编2
SUBS R1, R0, #10; //S ---运算的结果会影响条件码标志位:CPSR:NZCV
ADDEQ R0,R0,#1
SUBNE R0,R0,#1
提示:
空指令NOP,实际上是占用CPU的时间,但是执行后,没有什么意义。
NOP ---- MOV R0,R0
3、条件码标识
10 -10
Z = 1
C = 0
N = 0
V = 0
=================================================================================
二、ARM的寻址方式
1、立即数寻址
操作数,有立即数。
ADD R0,R0,#1
MOV R1,#10
ORR R1,R1,#0xf @ R1=R1 | 0xf
BIC R1,R1,#0xf @R1 = R1&(~(0xf))
错误:
ADD R1,#1,#2
注意:立即数合法的条件
在ARM汇编指令中,并不是所有的立即数,立即数是有一定的限制的。
什么样的立即数是合法的???
1、如果一个立即数是小于256的(即该立即数是8bits以内的,0~255),该立即数是合法的。
2、如果一个立即数是大于等于256,该立即数经过循环左移偶数位,可以得到一个小于256的数,则该立即数合法。
256 = 0x100 ------→左移20位0x10000000----→左移4 0x1 合法
0x111 非法
0x102 非法
0x104 合法
0xfff
0xff00
0x12000
0x450000
0xab
原因:
在数据处理指令编码的时候,立即数用12bits来表示:
高4bits:循环左移左移偶数位除以2
低8bits:循环左移后的结果。
重要问题:
ADD R1,R0,#0xffff 非法
解决:
LDR R2,=0xffff // R2=0xffff,将立即数0xffff的值传送给R2
ADD R1, R0, R2
2、寄存器寻址
所有的操作数都是寄存器,没有立即数
ADD R0,R0,R1
MOV R1,R0
ORR R1,R1,R0 @ R1=R1 | 0xf
BIC R1,R1,R0 @R1 = R1&(~(0xf))
3、寄存器间接寻址
本质上,相当于C语言的指针
问题:读取0x30008000地址下的内容,该内容是int型的???
C:
int a;
a = *(int *)0x30008000
汇编:
LDR R0,=0x30008000
LDR R1,[R0] //LDR = loader,数据加载指令,加载一个地址下的内容
STR R2,[R1] //STR---store,数据存储指令,将一个数据存放到一个地址下。
错误的写法:
LDR R1, [0x30008000]
注意:间接寻址的地址需要存放到一个通用寄存器中,然后在使用。
4、寄存器的偏移寻址
MOV R0, R2,LSL #3 //LSL—逻辑左移。
R0 = R2<<3
ADD R0,R1,R2,LSL #4 //R0 = R1 + (R2<<4)
SUB R0, R1, R2,LSL R3 //R0= R1- (R2<<R3)
5、基址变址寻址
是一个间接寻址的变形,地址是由基地址和偏移量组成的
1)先变址
LDR R0, [R1, #4] //将R1+4作为新地址,将新的地址下的内容加载给R0
2)后变址
LDR R0, [R1],#4 //先将R1地址下的内容加载给R0,然后R1=R1+4
3)自动变址
LDR R0, [R1, #4]! //!---》自动变址,将R1+4作为新地址,将新的地址下的内容加载给R0;然后R1=R1+4
6、栈的寻址
栈有四种寻址方式
对栈的操作:
STM --→多个STR,一次可以完成多个数据的存储LDM--→多个LDR,一次可以完成多个数据的加载例:
在操作满递减栈的时候:
出栈:LDMFD
入栈:STMFD
7、相对寻址
BL delay
B loop
三、ARM的汇编指令
1、跳转指令(B)---分支指令branch
B :单纯的跳转
BL :跳转的同时保存返回地址
BX :带状态切换的跳转
BLX:带状态切换的跳转,并保存返回地址
注意:受跳转指令编码格式的限制,跳转的范围是-32MB~32MB。
例:
BL delay //delay与跳转指令的不能超过32MB
注意,如果跳转的范围超过32MB,使用:
LDR PC, =delay
2、数据处理指令
需要注意:
立即数合法的要求
1)传送指令
mov R1,R0
mov R2,#10
mvn R3,#10 //将10取反,然后再传给R3
2)算术逻辑运算指令
ADD R1,R2,R0 //R1=R2+R0
SUB R2,R1,#10 //R2 = R1 -10
ORR R1,R1,#0xf // 将R1的低四位置1,其它位保持不变
BIC R2,R2,#0xf //将R2的低四位清0,其它位保持不变AND R3,R3,#0xf //保留R3的低四位,其它位都清0
EOR R4,R4,#10 // R4 =R4^10
3)比较指令
CMP R0, #10 //R0-10,然后根据运算的结果自动影响标志位CMN R0, #10 //R0+10,然后根据运算的结果自动影响标志位
TST R0, #8 // R0 & 8,然后根据运算的结果自动影响标志位
TEQ R0, #8 // R0 ^ 8,然后根据运算的结果自动影响标志位
3、乘法指令和乘加指令
MUL R3,R2,#10 //R3=R2*10
MLA R2,R1, R0, #10 //R2=R1*R0 + 10
4、存储器访问指令
根据存储器的地址访问该地址下的内容:
LDR R1,[R0] //R0—存储器的地址
STR R2,[R0]
STMFD SP!, {R0-R8,LR}
LDMFD SP!, {R0-R8,PC}
SWP R2, R1, [R0] //通用寄存器和存储器之间的字类型数据交换相当于:
LDR R2, [R0]
STR R1, [R0]
5、协处理器指令
在ARM内核中,有一个协处理器(CP15),协处理器有16个寄存器C0~C15,我们对协处理器中寄存器进行访问的时候,使用的是协处理器指令,不能使用ARM汇编指令。
协处理器的作用:设置MMU、设置cache、读取芯片的ID,设置ARM的大小端格式
6、软件中断指令
SWI :ARM ---linux的系统调用
7、通用寄存器和状态寄存器的访问指令
MRS :将S(status register)move 到R(register)中
MSR
例:
MRS R0,CPSR
BIC R0,R0,#0x80
MSR CPSR,R0
上面程序的目的:将CPSR[7]清0,将所有的IRQ中断都打开。
四、ARM汇编伪指令
1、什么是伪指令
伪指令并不是真正的ARM汇编指令,当我遇到一些应用的时候,这些应用的场景并不能使用汇编指令实现,所以提出伪指令的概念。
伪指令相当于汇编指令的序列,一条伪指令在编译的时候,会被编译成一条或几条汇编指令。
伪指令相当于C语言的小函数。
2、LDR
1)ARM汇编指令
加载某地址上的数据。
如:LDR R2,[R0]
2)ARM汇编伪指令
(1)传输不能使用mov来传递的立即数
MOV R1,#0xffff //非法
替代:
LDR R1,=0xffff
(2)获取一个标示符的地址,大范围的
BL delay //当delay与BL delay指令,距离超过了32MB,跳不过去
替代:
LDR PC,=delay //范围在4GB内
3、NOP
是一个空指令,相当于MOV R0,R0 ,占用CPU的执行时间,没有作用。
nop指令占用的时间:(1/MIPS)us
如:MIPS = 998 ---- (1/998) us
4、ADR
小范围的地址读取指令,-1020 ~ 1020。