ARM底层汇编基础指令

news2024/11/29 5:51:25

汇编语言的组成

  • 伪操作
    • 不参与程序执行，但是用于告诉编译器程序怎么编译
    • .text .global .end .if .else .endif .data
  • 汇编指令
    • 编译器将一条汇编指令编译成一条机器码，在内存里一条指令占4字节内存，一条指令可以实现一个特定的功能
  • 伪指令
    • 不是指令，看起来像是一条指令，可以实现和指令类似的功能。一条伪指令实际上可能是由多条指令共同实现
  • 注释
    • 单行注释：@
    • 多行注释：/* */
  • 条件编译
.if 0
@text
.else
@text
.endif

汇编指令的介绍

  • 基本数据操作指令
    • 数据搬移指令：=
    • 数据位移指令：<< >>
    • 数据算数运算指令：+ - * /
    • 位运算指令：$ |~ ^
    • 数据比较指令：
  • 跳转指令
  • 内存读写指令
  • 状态寄存器读写指令
  • 软中断指令

汇编指令的基本语法格式

基本格式： <opcode>{cond}{s} Rd,Rn,#oprand2
解释：
    opcode：指令码
    cond：条件码
        指令不加条件码，指令默认无条件执行
        指令加条件码，指令有条件执行
    s：状态位
        指令不加s,指令执行的结果不会影响CPSR寄存器
        指令加s,指令执行的结果会影响CPSR寄存器
    Rd：目标寄存器
    Rn：第一操作寄存器
    #oprand2：第二操作数
        1)立即数
        2)有效数：将一个数取反之后，变成立即数
        3)寄存器
        4)经过移位的寄存器
 
注意事项：
1）汇编指令中不区分大小写
2）汇编指令不需要以；号结尾
3）<opcode>{cond}{s}：需要连在一起写
4）Rd,Rn,#oprand2：需要用逗号分隔开
5） <opcode>{cond}{s}和Rd,Rn,#oprand2需要用空格分隔开

数据搬移指令

  • 指令码：mov mvn
  • 格式：<opcode>{cond}{s} Rd,#oprand2
@代码1：
    mov r0,#0xf @ r0 = 0xf
	mov r1,#0xff
	@ mov r2,#0xfff @ error
	@ mov r3,#0xffff @ error
	@ mov r4,#0xfffff @ error
	mov r5,#0xffffff
	mov r6,#0xfffffff
	mov r7,#0xffffffff
 /*------------------ ------------------ ---------------*/
@ 代码2：
 	mvn r5,#0xff  @ 0xff按位取反之后，赋值给r5
	mov r0,#0xff000000 @ 0xff 8
	mov r1,#0x1f800000 @ 0x7e  10
	mov r2,#0x00ffffff   @ ~r2 = 0xff000000
	mov r3,#0x0fffffff   @ ~r3 = 0xf0000000
	mov r4,#0xffffffff   @ ~r4 = 0x00000000

立即数判断

在这里插入图片描述

  • 立即数就是队#号后面的这个数有要求
  • 首先要从你判断的这个数中间找到0~0xff之间的数（需要将要判断的这个数所有的1包含）
  • 将找到的这个0~0xff之间的数，循环右移偶数位（低位移出，补到高位）
  • 如果能够得到你要判断的那个数，说明你这个数是一个立即数

示例代码

要判断的数：0xf
           0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111
找到0~0xff: 0xf
           0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111
循环右移位数：0
是否为立即数：是
 
要判断的数：0xff
           0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111
找到0~0xff: 
           0xff
循环右移位数：
            0
是否为立即数：是
 
要判断的数：0xfff
           0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 
找到0~0xff: 
           不能
循环右移位数：
是否为立即数：不是
 
要判断的数：0xf000000f
           1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111
找到0~0xff: 
           0xff
           0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111
循环右移位数：4
是否为立即数：是
 
要判断的数：0xff000000
           1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000
找到0~0xff: 
           0xff
           0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111         
循环右移位数：8
是否为立即数：是
 
要判断的数：0x1fe00000
           0001 1111 1110  0000 0000 0000 0000 0000
找到0~0xff: 
           0xff
           0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111            
循环右移位数：11
是否为立即数：不是
 
要判断的数：0x1f800000
           0001 1111 1000  0000 0000 0000 0000 0000
找到0~0xff: 
           0x7e
           0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1110
循环右移位数：10
是否为立即数：是

伪指令（将非立即数保存至寄存器中）

伪指令：
    LDR 目标寄存器,=数值
    将指定的数据放在目标寄存器中
    
ex:LDR r1,=0X12345678

移位操作指令

  • 格式：<opcode>{cond}{s} Rd,Rn,#oprand2
  • 指令码
    • lsl：逻辑左移 高位移出，低位补0
    • lsr：逻辑右移 低位移出，高位补0
    • asr：算数右移 有符号数右移，低位移出，高位补符号位
    • ror：循环右移 低位移出，补到高位

示例

	mov r0,#0xff
	@1.将0xff逻辑右移4位，并存入r1寄存器中
	lsr r1,r0,#0x4  @ r1 = r0 >> 4 =  0xf
	@ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111
	@ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111
	
	@2.将r1逻辑左移4位，并存入r2寄存器中
	lsl r2,r1,#0x4  @ r2 = r1 << 4 = 0xf0
	@ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111
	@ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 0000
	
	ldr r3,=0x800000f0
	@将r3寄存器中的值，算数右移4位，并存入r4寄存器中
	asr r4,r3,#0x4  @ r4 = 0xf800000f
	@ 1000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 0000
	@ 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000 1111
	@将r4寄存器中的值，循环右移4位，并存入r5寄存器中
	ror r5,r4,#0x4  @ r5 = 0xff800000
	@ 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000 1111
	@ 1111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000

位运算指令

  • 格式：<opcode>{cond}{s} Rd,Rn,#oprand2
  • 口诀：看到清零用& 看到置1用|
and：按位与(&)------>与0清0，与1不变
orr：按位或(|) ------>或0不变，或1置1
eor：按位异或(^) ------>异或0不变，异或1取反
bic：按位清除  ------> 哪一位写1，对应的位进行清0

示例

ldr r0,=0x12345678	
  	@ 1> 将R0寄存器中的第[4]位清0，保持其他位不变
		bic r1,r0,#(0x1 << 4)
		and r1,r0,#(~(0x1 << 4))
	@ 2> 将R0寄存器中的第[7]位置1，保持其他位不变
		orr r2,r0,#(0x1 << 7)
	@ 3> 将R0寄存器中的第[31:28]位清0，保持其他位不变
		bic r0,#(0xf << 28)
		and r0,#(~(0xf << 28))
	@ 4> 将R0寄存器中的第[7:4]位置1，保持其他位不变
		orr r0,#(0xf << 4)
	@ 5> 将R0寄存器中的第[15:11]位修改为10101，保持其他位不变
		@ 先置1，在清0
		orr r0,#(0x1f << 11)
		and r0,#(~(0x1 << 12))
		and r0,#(~(0x1 << 14))
		@ 先清0，在置1 ----->重点掌握
		and r0,r0,#(~(0x1f << 11))

		orr r0,r0,#(0x15 << 11)

算数运算指令

指令码：add adc sub sbc mul
基本格式： <opcode>{cond}{s} Rd,Rn,#oprand2
add: 普通加法指令
adc：带进位加法指令
sub：普通减法指令
sbc：带借位减法指令
mul：乘法指令  格式：<opcode>{cond}{s} Rd,Rn

示例

1.ADD：加法
  ex1:  mov r1,#1
	  mov r2,#2
	 add r3,r1,r2@r3=r1+r2
  ex:
      mov r1,#0XFFFFFFFE
	mov r2,#2
	addS r3,r1,r2@r3=r1+r2  @运算的结果影响到条件位
2.SUB
        mov r1,#0XFFFFFFFE
	mov r2,#2
	sub r3,r1,r2@r3=r1-r2
 ex2:
         mov r1,#0XFFFFFFFE
	mov r2,#2
	subs r3,r2,r1@r3=r2-r1 
3.ADC
mov r1,#0XFFFFFFFE
mov r2,#2
	ADDS r3,r2,r1 @r3=r1+r2 
	ADC R4,R2,#3  @R4=R2+3+cpsr(C位)  6 
 
4.sbc:减法运算考虑条件位
mov r1,#0XFFFFFFFE
	mov r2,#2
	  SUBS r3,r2,r1 @r3=R2-R1    4
	sbC R4,R1,#3  @R4=R1-3-CPSR(C位取反)

64位数据进行算术运算

原则：
一个 64位数保存在两个寄存器
高32位运算，低32位运算
     mov r1,#0XFFFFFFFE  @保存第一个数据的低32位
	mov r2,#2@保存第一个数据的高32位
	mov r3,#3 @保存第二个数据的低32位
	mov r4,#4 @保存第2数据的高32位
	@低32位运算要求影响条件位
	ADDS R5,R1,R3@R5保存运算后结果的低32位
	ADC R6,R2,R4@R6寄存器保存运算结果的高32位，需要考虑条件位

比较指令

指令码：cmp
基本格式： <opcode>{cond} Rn,#oprand2
1）比较指令没有目标寄存器
2）比较指令本质做减法运算
3）比较指令的执行结果会影响CPSR寄存器的NZCV位，不需要加s
4）比较指令需要和条件码搭配使用
5）前面所有学习的指令都属于无条件指令，比较指令属于有条件执行
	/*
		比较两个数大小
		第一个数比第二个数大：第一个数减第二个数
		第一个数比第二个数小：第二个数减第一个数
	*/
	mov r0,#0x3
	mov r1,#0x4
	cmp r0,r1
	subhi r0,r0,r1  @ r0 = r0 - r1
	subcc r1,r1,r0  @ r1 = r1 - r0

在这里插入图片描述

跳转指令

指令码：b 
格式：b {cond} 标签
b指令码：有去无回，不会保存函数的返回地址到LR寄存器中
    -------------------
    b loop
    ------------------- 
    loop:
         -------------------
/****************************************************/
指令码： bl
格式：bl{cond} 标签
bl指令码：有去有回，会保存函数的返回地址到LR寄存器中
    -------------------
    bl loop
    -------------------  ----->会保存函数的返回地址到LR寄存器中
    loop:
         -------------------

示例

mov r0,#0x1
	mov r1,#0x2
	bl add_func  @ 跳转到add_func标签下第一条指令执行
	mov r3,#0x3
	b stop
	
add_func:
	add r0,r0,r1
	mov pc,lr @手动恢复现场 pc = lr

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