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前期准备——2.基本汇编语法

2022-01-06 22:35:19 作者：互联网

在做裸机开发前，我们要掌握一些基础的ARM汇编语法，因为即使后面我们用C去写驱动，也要用汇编去执行配置指针、中断、清除session等操作。我们使用的芯片是I.MX6UL，这是款Cortex-A7的内核芯片，所以使用的就是Cortex-A的汇编指令，这里有两份资料可以参考点击下载(提取码：l1rg)。还好我们主要目的就是进行系统的初始化，用到的都是比较简单的指令，也不会涉及到复杂的代码结构。

GNU汇编语法

语法结构

GNU汇编语法是适用于所有的架构，并不是ARM独享的，GNU汇编由一系列的语句组成，每条语句结构如下：

label: instruction @ comment

label：标号，用来表示地址位置，有些指令前面可能会有标号，这样可以通过标号来找到指令的地址注意标号后面有个冒号，在汇报中，任何以冒号结尾的表示符都会被识别为标号

instruction：指令，包括汇编指令或伪指令

@：注释符，也可以用/**/来包裹注释内容

comment：注释内容

比如我们在第一个用汇编点亮LED的试验中的一段汇编代码

第二行的_start就是就是标号，第6行的

ldr r0,=0x020c4068

就是指令。注意指令中的指令、伪指令、寄存器、寄存器名可以全部使用大写，也可以全部使用小写，但是切记不能大小写混用！

后面的@CCGR0就是表明注释内容。

常用的伪操作

在定义标号时，要知道有些标号是常用的伪操作

.byte　　定义单字节数据
.short　定义双字节数据
.long　　定义4字节数据
.equ　　赋值语句比如.equ num,0x12，表示num=0x12
.align　　字节对齐，比如.align 4 表示4字节对齐，这个在后面定义session会经常用到
.end　　表示源文件结束
.global　定义全局符号，比如上面的.global _start。

并且在在使用.session伪操作定义段的时候，汇编已经预定义了一些段名：

.text——代码段
.data——初始化的数据段
.bss——未初始化的数据段
.rodata——只读数据段

函数

GNU也是支持函数的，函数的格式如下：

函数名:
    函数体
    返回语句

可以发现，函数声明的方法和前面的基础语法一样，就是把label换成了函数名。返回值在函数里不是必要的。比如下面这段代码就是我们在讲中断时定义的函数

/*复位中断服务函数 */
Reset_Handler:
    ldr r0,=Reset_Handler
    bx r0

/*未定义指令中断服务函数 */
Undefined_Handler:
    ldr r0,=Undefined_Handler
    bx r0

/*SVC中断服务函数 */
SVC_Handler:
    ldr r0,=SVC_Handler
    bx r0

常用汇编语句

下面看看我们常用的汇编语句

处理器内部数据传输指令

处理器做的最多的事情就是在处理器内部来回传递数据，这些数据操作基本为

通用寄存器之间数据相互传递
通用寄存器与特殊寄存器(如CPSR、SPSR等)之间数据相互传递
寄存器存入立即数

数据传输常用的指令有三个：MOV、MRS和MSR，这三个指令的用法如下：

指令	目的	数据源	说明
MOV	R0	R1	将寄存器R1内数据复制到寄存器R0中
MRS	R0	CPSR	将特殊寄存器CPSR内的数据复制到R0中
MSR	CPSR	R0	将R0内数据复制到特殊寄存器CPSR内

下面分别介绍下3个指令的具体用法

MOV指令

MOV指令用来将一个寄存器里的数据拷贝到另一个寄存器内，也可以将一个立即数拷贝到寄存器内，用法如下

MOV R0,R1       @将R1内的数据传递给R0
MOV R0,#0xFF    @将立即数0xFFC传递给R0

MRS指令

MRS是将数据从特殊寄存器传递个通用寄存器，也就是用于读取特殊寄存器的值，用法如下：

MRS R0,CPSR     @将CPSR的数据传递给R0

MSR指令

MSR指令是将数据从通用寄存器传递给特殊寄存器，也就是写通用寄存器

MSR CPSR，R0    @将R0的数据传递给CPSR

MSR和MRS两个指令非常容易混淆，有个简单的方法记忆：因为指令后面两个寄存器方向是固定的，前面的是目标，后面的是源，R可以记成通用寄存器，S刚好和特殊的头文字相符，就记成特殊寄存器，MRS就是从特殊到通用，MSR就是从通用到特殊。

存储器访问指令

ARM处理器是不能直接访问存储器的，这里的存储器不是SD卡或者NANDFlash，而是类似RAM中的数据，它必须借助内核寄存器组，也就是R0~R15来实现功能，我们需要用汇编来配置I.MX6UL寄存器的时候需要借助存储器访问指令，一般就是将要配置的参数写入到通用寄存器(R0~R12)中，然后借助存储器访问指令将R存储器中的数据写入到I.MX6UL寄存器中，读取寄存器也是一样的，只是过程相反。常用的访问存储器的指令有两种：LDR和STR：用法如下表

指令	说明
LDR Rd,[Rn,#offset]	从存储器Rn+offset的位置读取数据放到Rd中
STR Rd,[Rn,#offset]	将Rd里的数据写入到Rn+offset的位置

下面来看看这两条指令是怎么用的：

LDR指令

LDR用于从RAM里读取寄存器的值，比如我们要读取地址为0x0209C004这个寄存器(GPIO1_GDIR，控制GPIO1输入输出功能的寄存器，点灯时候会用到)的值，就要这么做

LDR R1,=0x0209C004
LDR R0,[R1]

就是现在R1中保存要读取寄存器的地址，再把R1地址中的数据传给R0。注意这里传递立即数的时候和MOV指令有区别，一个用的是#，一个用的是=。

STR指令

STR指令和LDR相反，用来设置寄存器的值，比如我们要讲GPIO1_GDIR的值设置为0x00000001，代码如下：

LDR R1,=0x0209C004
LDR R0,=0x00000001
STR R0,[R1]

LDR和STR是按照字节进行读取和写入到，也就是操作得都是32位的数据，如果要按照字节或板子姐进行操作得话可以来指令后加上B(Byte)或者H(Half)。同样我们找个方便记忆的方法：LDR可以记忆成LosdR，也就是读取寄存器，STR是setR，设置，也就是写入寄存器。

压栈和出栈

我们通常在中断等操作中需要在A函数中调用B函数，当B函数执行完成后继续执行A函数，要想在跳回A函数时代码能够正常运行，就需要在跳转B函数前讲当前处理器状态保存(也就是保存R0~R15的值)，在B函数执行完毕后将保存的值恢复值R0~R15即可。所以保存R0~R15的过程就叫现场保护，恢复的过程就叫恢复现场。在现场保护的时候要进行压栈操作，恢复现场就是进行出栈操作。我们有两个指令来进行该擦操作：PUSH和POP

指令	说明
PUSH <reg list>	将寄存器列表存入栈中
POP <reg list>	从栈中恢复到寄存器列表

假如我们现在要把R0~R3和R12这5个寄存器压栈，当前的SP指针指向0x80000000，处理器的堆栈为向下增长，使用的代码就是这样的

PUSH {R0~R3, R12} @将 R0~R3 和 R12 压栈

一定要注意堆栈指针的增长方向，入栈以后的堆栈如下图所示

现在的指针就指向0x7FFFFFEC，假如此刻我们需要对LR寄存器入栈，那么执行完下面代码

PUSH {LR}    @将LR压栈

堆栈模型如下：

在这种情况下我们如果要出栈，就要执行下面的代码

POP {LR}　　　　  @先恢复 LR
POP {R0~R3,R12}  @在恢复 R0~R3,R12

出入栈的另一种方法

出栈就是从栈盯，也就是SP当前执行的开始位置，地址依次减小来提取堆栈中的数据到要恢复的寄存器列表中，PUSH和POP的另一种方法就是 STMFD SP!和LDMFD SP！所以上面的代码也可以写成这样：

STMFD SP!,{R0~R3, R12}     @R0~R3,R12 入栈
STMFD SP!,{LR}                    @LR 入栈
LDMFD SP!, {LR}                   @先恢复 LR
LDMFD SP!, {R0~R3, R12}    @再恢复 R0~R3, R12

STMFD可以被分解为两部分：STM和FD，同样，LDMFD也可以被分解成LDM和FD这个STM和LDM就跟前面我们讲过LDR和STR，但是这两个指令只能读取存储器中一个数据，而这两个STM和LDM可以多存储和多加载，可以操作存储器内多个连续数据。FD是Full Descending的缩写，即满递减的意思，根据ATPCS规则，ARM使用的FD类型的堆栈，SP指向最后一个入栈的数值，堆栈是由高地址向下增长的，所以用的是STMFD的指令。STM和LDM的指令寄存器列表中标号小的对应低地址，编号高度对应小地址。

跳转指令

在代码中我们经常需要程序跳转至别的代码段，这就是跳转操作。有两种方法我们比较常用：

使用跳转指令：B、BL、BX
直接向PC寄存器写入数据

第一种方法我们是最常用的，指令用法如下：

指令	说明
B <Label>	跳转到label处，如果跳转范围超过了±2KB，可以指定B.W来使用32位版本的跳转指令。
BX <Rm>	间接跳转，Rm内存放数据为跳转到目的地址，并且切换指令集
BL <Lable>	跳转到Label处，并将返回地址保存在LR(Link Register)里，可以回到跳转前的位置
BLX <Rm>	结合了BX和BL的特点，间接跳转至Rm保存的地址，并保存返回地址再LR内，切换指令集。

B指令

最简单的跳转指令，跳转后不考虑返回，一旦执行B指令，ARM处理器直接跳转到指定目标地址

_start:

    ldr sp,=0x80200000  @设置堆栈指针
    b main              @跳转到main函数

上面的代码就是用来初始化C语言的运行环境，然后跳转到C底main函数处。这里跳转到main函数后不会再回到汇编，所以使用了B指令。

BL指令

BL指令和B指令相比，就是在LR(R14)中保存PC(R15)的值，看下图，处理器在各种模式下R0~R15各个内核寄存器作用，后面会大致提到。主要是这个R15,也就是PC，保存了当前指令地址加8个字节。也就是说R15记录了当前程序的位置，我们需要回到跳转前位置只需要读取LR到值就可以了。这个后面有机会可以详细讲讲。

上面就是我们常用的指令，除此之外还有算数运算指令、逻辑运算指令等，需要用到话我们再来补充。

标签：汇编,R0,函数,跳转,语法,指令,LR,寄存器,前期
来源： https://www.cnblogs.com/yinsedeyinse/p/15771639.html