day2 ARM基础

news2024/11/27 4:38:08 
@ 
.text
.globl _start
_start:
 mov  r0,#0  
 mov  r1,#0  


addfunc:
    
	  add  r0,r0,#1	 @r0自增1
	  adds r1,r1,r0  @R1实现1~100累加
      cmp r0,#100		@	判断r0是否到100
	  bleq loop       @r0等于100 进入死循环       
      blne addfunc    @r0等于100跳转至循环累加
loop:
		b loop
   
stop:
	b stop
	.end

【汇编工程创建】

1.汇编工程的创建步骤

参考汇编环境搭建PDF

2.汇编工程的编译

3.配置编辑器编码为UTF-8

4.示例汇编代码分析

.text @声明当前内容为文本段内容 .global _start @声明_start的内容为全局内容 _start: mov r1,#1 @将1保存在r1寄存器 loop: b loop @程序跳转到loop标签 .end @程序结束

5.程序的调试

map.lds文件是一个链接脚本文件 链接脚本的作用：当程序在编译的最后一个阶段-链接阶段中按照链接脚本的规定，链接不同的文件生成可执行文件

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm") /*指定输出elf格式的适用于32位机器的镜像，镜像内部的数据按照小端存储方式 */ OUTPUT_ARCH(arm)/*生成的镜像架构是ARM架构的 */ ENTRY(_start)/* 程序执行的入口是_start*/ SECTIONS /* 内部指定了不同内容在内存中的存储位置*/ { . = 0x00000000; /*当前程序起始地址为0X0*/ . = ALIGN(4);/*程序中的指令遵循4字节对齐*/ .text : /*指定文本段的存储地址*/ { ./Objects/start.o(.text) /*将start.o的内容放在文本段最开始*/ *(.text)/*其他的文件保存位置由链接器自己决定*/ } . = ALIGN(4); .rodata : /*规定只读代码段的存储规则*/ { *(.rodata) } . = ALIGN(4); .data : { *(.data) } . = ALIGN(4); __bss_start = .; /*指定.bss段的起始位置*/ .bss : { *(.bss) } __bss_end__ = .;/* 指定.data段的起始位置*/ }

【汇编语言的相关语法】

1.汇编文件中的内容

1.伪操作：在汇编程序中不占用存储空间，但是可以在程序编译时起到引导和标识作用 .text .global .glbal .if .else .endif .data .word.... 2.汇编指令：每一条汇编指令都用来标识一个机器码，让计算机做一个指令运算 数据处理指令 数据搬移指令 算数运算指令 数据移位指令 位运算指令 数据比较指令 跳转指令 内存读写指令 状态寄存器传送指令 CPSR 软中断指令 3.伪指令：不是汇编指令，但是也可以让处理器做一些数据处理，通常一条伪指令会由多条汇编指令联合实现 4.注释 单行注释： @ ； 多行注释： /* */ 条件注释 .if 1/0 指令段1 .else 指令段2 .endif

2.汇编指令的基本语法格式

指令的基本格式： <opcode> {<cond>} {s} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand> <opcode>：指令的操作码 cond:条件码后缀 s:指令的执行结果将会影响CPSR中的条件标志位。 <Rd>：目标寄存器，指令的运算结果保存在目标寄存器中 <Rn>：第一操作寄存器，只能是寄存器 <shifter_operand> ：第二操作数，既可以是寄存器编号，又可以是立即数 意义：让第一操作寄存器中的值和第二操作数按照指令操作码进行运算，并且将运算的结果保存在目标寄存器中 注意： 1.一般一条汇编指令就占据一行代码 2.汇编不区分大小写 3.操作数前面要跟一个#

【汇编的指令】

1.数据搬移指令

1.1 基本格式

<opcode> {<cond>} {s} <Rd>, <shifter_operand> 解释： <opcode>：指令的操作码 cond:条件码后缀 s:指令的执行结果将会影响CPSR中的条件标志位。 <Rd>：目标寄存器，指令的运算结果保存在目标寄存器中 <shifter_operand> ：第一操作数，既可以是寄存器编号，又可以是立即数 指令码： mov:将操作数直接搬移到目标寄存器中 mvn：将操作数按位取反之后搬移到目标寄存器中

1.2 示例

2. 立即数的概念

2.1 概念

定义：可以直接当作指令的一部分去执行的数据叫做立即数。立即数是通过一个0-255之间的数字循环右移偶数位获取

循环右移：低位移除，补到高位

2.2 立即数的判断

如何判断一个数据是不是立即数： 只要让这个数据或者这个数据按位取反的值循环右移偶数位，能够得到一个0-255范围内的数字就说明这个数是立即数 ex: 1. 0X104-> 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0100 0X104循环右移两位-》00 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 01->0x41 0X41是一个0-255范围内的数据 0x104是0X41循环右移30位得到的数据，所以，0X104是立即数 2.0x101-> 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0001 0X101找不到一个0-255范围内的数字寻魂右移偶数位得到它，所以它不是立即数 3.0XFFFFFFFE ->1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0XFFFFFFFE也找不到0-255范围内的数字循环右移偶数位得到它，但是它的取反值0X1是一个立即数，所以0XFFFFFFFE也是一个立即数

2.3 如何将一个非立即数保存在寄存器中

利用伪指令ldr即可完成非立即数的操作 格式： ldr 目标寄存器名，=数据

3.移位操作指令

3.1 指令格式以及指令码

格式： <opcode> {<cond>} {s} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand> 解释：将第一操作寄存器的数值移位第二操作数位，将结果保存在目标寄存器中 指令码： lsl:左移运算，最高位移出，最低位补0 lsr:右移运算，最低位移出，最高位补0 ror:循环右移：最低位移出，补到最高位

3.2 示例

.text .global _start _start: mov r0,#0XFF lsl r1,r0,#4 @0XFF左移四位结果保存到r1 0XFF0 lsr r2,r0,#4 @0XFF右移移四位结果保存到r2 0XF ror r3,r0,#4 @0XFF循环右移四位结果保存到r3 0XF000000F loop: b loop .end

4.位运算指令

4.1 相关指令功能以及规则

与、或、异或、按位清0

与：与0清0 与1不变

初值

运算值

结果

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

0

0

或：或1置1 或0不变

初值

运算值

结果

1

0

1

1

1

1

0

1

1

0

0

0

异或：相同为0，不同为1

初值

运算值

结果

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

1

0

按位清0：想要哪位清0，只需要和1进行运算即可

初值

运算值

结果

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

0

4.2 位运算指令码以及格式

格式： <opcode> {<cond>} {s} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand> 指令码： and:进行按位与 orr:进行按位或 eor:按位异或 bic：按位清0

4.3 示例

.text .global _start _start: mov r0,#0XFF and r1,r0,#(~(0X1<<4)) @第四位清0 0xEF orr r2,r0,#(0X1<<9) @第9位置1 0X2FF eor r3,r0,#0XF @0xf0 bic r4,r0,#(0X1<<4)@第四位清0 0xEF loop: b loop .end

4.4 练习

LDR R0,=0X12345678 @在r1里存放0X12345678 1.将R0寄存器第4位清0，其他位不变 and r0,r0,#(~(0X1<<4))) 或者 bic r0,r0,#(0X1<<4) 2.将R0寄存器第7位置1，其他位不变 orr r0,r0,#(0X1<<7) 3.将R0寄存器第[31:28]位清0，其他位不变 and r0,r0,#(~(0Xf<<28))) 或者 bic r0,r0,#(0Xf<<28) 4.将R0寄存器第[7:4]位置1，其他位不变 orr r0,r0,#(0XF<<4) 5.将R0寄存器第[15:11]位设置为10101，其他位不变 思想：想要将一个数据的哪几位设置为不同的数值，先将这几位清0，在给上指定的位数 先将[15:11]清0：bic r0,r0,#(0X1f<<11) 在给[15:11]设置为10101：orr r0,r0,#(0X15<<11)

5.算数运算指令

5.1 指令码以及格式

格式： <opcode>{<cond>}{s} <Rd>, <Rn>, <shifter_operand> 指令码： add:加法运算 Rd=Rn+shifter_operand adc:进行加法运算时考虑CPSR的C位 Rd=Rn+shifter_operand+CPSR[c] sub:减法运算 Rd=Rn-shifter_operand sbc:进行减法运算时考虑CPSR的c位 Rd=Rn-shifter_operand-!CPSR[c] RSB :逆向减法Rd=shifter_operand-Rn RSC：带借位的逆向减法指令 Rd = shifter_operand – Rn - !CPSR[c] mul:乘法运算 Rd=Rn*shifter_operand

5.2 示例代码

加法

.text .global _start _start: mov r0,#0XFFFFFFFE mov r1,#3 adds r2,r0,r1 @0X1,运算的结果影响到条件位 adc r3,r1,r2 @r3=r1+r2+CPSR[c] loop: b loop .end

减法：

.text .global _start _start: mov r0,#0XFFFFFFFE mov r1,#3 subs r2,r1,r0 @减法不借位，c位置1，借位，c位清0 mov r3,#6 sbc r4,r3,r1 @r4=r3-r1-!CPSR[c] loop: b loop .end

5.3 进行64位算数运算

思想：让低32位和高32位进行分别运算，每一个64位的数高32位和低32位数值保存在两个寄存器中

MOV R1,#0xfffffffe @第一个数据的低32位 mov r2,#0x00000004 @第一个数据的高32位 MOV R3,#0x00000005 @第二个数据的低32位 mov r4,#0x00000004 @第二个数据的高32位 加法： 低32位： adds r5,r1,r3 高32位： adc r6,r2,r4 减法： 低32位： subs r5,r3,r1 高32位： sbc r6,r4,r2

6.数据比较指令

6.1 语法

格式： cmp <Rn>, <shifter_operand> 比较指令的本质： 拿第一操作寄存器和第二操作数进行减法运算，并且减法运算的结果会影响到CPSR的条件位 可以根据比较指令之后的条件位的数值进行不同的运算，相当于c里的选择语句 这里需要对CPSR的条件位进行判断，我们依赖条件位的助记词{cond}后缀实现

6.2 示例

.text .global _start _start: MOV R1,#4 MOV R2,#4 CMP R1,R2 addeq r3,r1,r2 @if(r1==r2) r3=r1+r2 subne r4,r1,r2 @if(r1!==r2) r4=r1-r2 loop: b loop .end

7.跳转指令

一般实现程序的跳转有两种方式：

1.直接修改PC的值 2.通过跳转指令 跳转指令：

1.b label 解释：跳转到label标签所在代码，此时跳转，lr寄存器不保存返回地址

ex:

.text .global _start

_start: MOV R1,#4

MOV R2,#4

CMP R1,R2

beq addfunc

bne subfunc

addfunc:

       add r3,r1,r2

         b loop

subfunc: sub r4,r1,r2 @if(r1!==r2) r4=r1-r2 b loop loop: b loop .end

2. bl label 解释：跳转到label标签所在代码，此时跳转，lr寄存器保存返回地址 ex: .text .global _start _start: MOV R1,#4 MOV R2,#4 CMP R1,R2 bleq addfunc blne subfunc addfunc: add r3,r1,r2 mov pc,lr @程序返回 subfunc: sub r4,r1,r2 @if(r1!==r2) r4=r1-r2 mov pc,lr @程序返回 loop: b loop .end

3. bx 地址 跳转到地址对应的的指令位置，此时跳转LR不保存返回地址 .text .global _start _start: MOV R1,#4 MOV R2,#4 MOV R3,#4 MOV R4,#4 MOV R5,#4 MOV R6,#4 bx r3 @跳转到地址为4的指令位置 loop: b loop .end 4.blx 地址 跳转到地址对应的的指令位置，此时跳转LR保存返回地址 .text .global _start _start: MOV R1,#4 MOV R2,#4 MOV R3,#4 MOV R4,#4 MOV R5,#4 blx r3 @跳转到地址为4的指令位置 MOV R6,#4 loop: b loop .end

任务

1.复习今日内容

2.实现1-100，累加

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