ARM-----数据处理、异常处理、模式切换

news2025/4/6 19:37:43

实列一：

1. 异常向量表

area reset, code, readonly
code32
entry

area reset, code, readonly：定义一个名为reset的代码区域，只读。
code32：指示编译器生成32位ARM指令。
entry：标记程序的入口点。

2. 程序入口和算术运算

start
    mov r0, #1                 ; r0 = 1
    mov r1, #2                 ; r1 = 2
    add r2, r0, r1             ; r2 = r0 + r1 = 3
    sub r3, r2, r1             ; r3 = r2 - r1 = 1

mov r0, #1：将立即数1加载到寄存器r0。
mov r1, #2：将立即数2加载到寄存器r1。
add r2, r0, r1：将r0和r1相加，结果存入r2（r2 = 1 + 2 = 3）。
sub r3, r2, r1：将r2减去r1，结果存入r3（r3 = 3 - 2 = 1）。

3. 位运算

    mov r0, #0xff              ; r0 = 0xff (255)
    mov r1, #0x55              ; r1 = 0x55 (85)
    and r2, r0, r1             ; r2 = r0 & r1 = 0x55 (85)

mov r0, #0xff：将立即数0xff（十进制255）加载到r0。
mov r1, #0x55：将立即数0x55（十进制85）加载到r1。
and r2, r0, r1：对r0和r1进行按位与操作，结果存入r2（r2 = 0xff & 0x55 = 0x55）。

4. 更多位运算

    mov r3, #0xaa              ; r3 = 0xaa (170)
    orr r4, r1, r3             ; r4 = r1 | r3 = 0xff (255)
    eor r5, r1, r3             ; r5 = r1 ^ r3 = 0xff (255)
    bic r3, r0, #3             ; r3 = r0 & ~3 = 0xfc (252)

mov r3, #0xaa：将立即数0xaa（十进制170）加载到r3。
orr r4, r1, r3：对r1和r3进行按位或操作，结果存入r4（r4 = 0x55 | 0xaa = 0xff）。
eor r5, r1, r3：对r1和r3进行按位异或操作，结果存入r5（r5 = 0x55 ^ 0xaa = 0xff）。
bic r3, r0, #3：对r0进行按位与非操作，清除低3位，结果存入r3（r3 = 0xff & ~0x3 = 0xfc）。

5. 条件执行

    ; 0x 1 ffff ffff
    ; 0x 2 0000 0003
    ; 0x 4 0000 0002
    mov r0, #0x1               ; r0 = 1
    mov r1, #0xffffffff        ; r1 = 0xffffffff (-1 in two's complement)
    mov r2, #0x2               ; r2 = 2
    mov r3, #0x3               ; r3 = 3

    adds r5, r1, r3            ; r5 = r1 + r3 = 0xffffffff + 3 = 0x2 (with carry)
    adcs r4, r0, r2            ; r4 = r0 + r2 + carry = 1 + 2 + 1 = 4

adds r5, r1, r3：将r1和r3相加，结果存入r5，并更新条件标志位。由于r1是0xffffffff（-1），加上3后结果为2，进位标志（C）被设置。
adcs r4, r0, r2：将r0和r2相加，并加上进位标志（C），结果存入r4（r4 = 1 + 2 + 1 = 4）。

6. 条件移动

    mov r0, #1                 ; r0 = 1
    mov r1, #3                 ; r1 = 3
    cmp r0, r1                 ; 比较r0和r1，设置条件标志位
    movgt r2, r0               ; 如果r0 > r1，将r0的值存入r2，否则r2保持原值
    movle r2, r1               ; 如果r0 <= r1，将r1的值存入r2

cmp r0, r1：比较r0和r1，设置条件标志位。
movgt r2, r0：如果r0 > r1，将r0的值存入r2。
movle r2, r1：如果r0 <= r1，将r1的值存入r2。

7. 循环

    mov r0, #0                 ; r0 = 0
    mov r1, #0                 ; r1 = 0

loop
    add r0, r0, #1             ; r0 = r0 + 1
    add r1, r0, r1             ; r1 = r0 + r1
    cmp r0, #100               ; 比较r0和100
    blt loop                   ; 如果r0 < 100，跳转到loop

mov r0, #0：将r0初始化为0。
mov r1, #0：将r1初始化为0。
loop：循环标签。
- add r0, r0, #1：r0递增1。
- add r1, r0, r1：将r0和r1相加，结果存入r1。
- cmp r0, #100：比较r0和100。
- blt loop：如果r0 < 100，跳转到loop继续循环。

8. 无限循环

    nop                        ; 空操作
    b start                    ; 无限循环，返回start

    end

nop：空操作。
b start：跳转到start，形成无限循环。

实列二：

以下这段代码的主要功能是：

定义异常向量表，处理复位和软件中断。
从SVC模式切换到USER模式。
调用C语言函数main。
实现一个简单的加法函数asm_add。

1. 异常向量表

preserve8
area reset, code, readonly
code32
entry

b start          ; 复位异常
nop              ; 未定义异常
b deal_swi       ; 软件中断（SWI）
nop              ; 预取中止
nop              ; 数据中止
nop              ; 保留
nop              ; IRQ
nop              ; FIQ

preserve8：确保代码对齐到8字节边界。
area reset, code, readonly：定义一个名为reset的代码区域，只读。
code32：指示编译器生成32位ARM指令。
entry：标记程序的入口点。
异常向量表：定义了处理器在发生不同异常时的处理程序入口。
- b start：复位异常时跳转到start。
- b deal_swi：软件中断（SWI）时跳转到deal_swi。
- 其他异常（如未定义异常、预取中止等）未处理，直接跳过。

2. 软件中断处理

deal_swi
    stmfd sp!, {r4-r12, lr}    ; 保存现场
    sub r0, lr, #4             ; 获取SWI号
    ldr r1, [r0]               ; 从内存中加载SWI号
    bic r0, r1, #(0xff << 24)  ; 清除SWI号的高8位
    ldmfd sp!, {r4-r12, pc}^   ; 恢复现场并返回

stmfd sp!, {r4-r12, lr}：将寄存器r4到r12和链接寄存器lr压入堆栈，保存现场。
sub r0, lr, #4：从链接寄存器lr中提取SWI号。
ldr r1, [r0]：从内存中加载SWI号。
bic r0, r1, #(0xff << 24)：清除SWI号的高8位。
ldmfd sp!, {r4-r12, pc}^：从堆栈中恢复寄存器r4到r12和程序计数器pc，并切换模式。

3. 程序入口

start
    ldr sp, =0x40001000        ; 设置SVC模式的堆栈指针
    mrs r0, cpsr               ; 将CPSR寄存器的值加载到r0
    bic r0, r0, #0x1f          ; 清除模式位（低5位）
    orr r0, r0, #0x10          ; 设置模式位为USER模式（0b10000）
    msr cpsr_c, r0             ; 将r0的值写回CPSR，切换到USER模式

    ldr sp, =0x40000c00        ; 设置USER模式的堆栈指针
    mov r0, #1                 ; 设置r0为1
    mov r1, #2                 ; 设置r1为2
    mov r6, #0x1               ; 设置r6为1
    import main                ; 导入C语言函数main
    bl main                    ; 调用main函数
    swi #0x7                   ; 触发软件中断，编号为0x7
    nop                        ; 空操作
    b start                    ; 无限循环，返回start

ldr sp, =0x40001000：设置SVC模式的堆栈指针。
mrs r0, cpsr：将当前程序状态寄存器（CPSR）的值加载到r0。
bic r0, r0, #0x1f：清除r0的低5位（模式位）。
orr r0, r0, #0x10：设置模式位为USER模式（0b10000）。
msr cpsr_c, r0：将r0的值写回CPSR，切换到USER模式。
ldr sp, =0x40000c00：设置USER模式的堆栈指针。
bl main：调用C语言函数main。
swi #0x7：触发软件中断，编号为0x7。
b start：无限循环，返回start。

4. 简单加法函数

export asm_add

asm_add
    stmfd sp!, {r4-r12, lr}    ; 保存现场
    add r6, r0, r1             ; 将r0和r1相加，结果存入r6
    mov r0, r6                 ; 将结果存入r0
    ldmfd sp!, {r4-r12, pc}    ; 恢复现场并返回