4第四章 ARM汇编语言程序设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第四章 ARM汇编语言程序设计,ADS1.2环境下的汇编语句格式,1. ARM 汇编中,所有标号必须在一行的顶格书写,其后面不要添加“：，而所有指令均不能顶格书写。,2. ARM 汇编器对标识符大小写敏感，书写标号及指令时字母大小写要一致，在ARM 汇编程序中，一个ARM 指令、伪指令、存放器名可以全部为大写字母，也可以全部为小写字母，但不要大小写混合使用(如果混合使用也能编译通过,如mov SP, r6能编译通过,但是moV SP, r6则出现错误)。,3. 注释可以在一行的顶格书写。,1,4.1伪操作,在ARM汇编语言程序里，有一些特殊指令助记符，这些助记符与指令系统的助记符不同，,没有相对应的操作码，通常称这些特殊指令助记符为伪指令,他们所完成的操作称为,伪操作,。,ARM 指令系统,2,伪指令 :,由汇编器处理,伪指令是由汇编器对源程序汇编期间进行处理的.,伪指令仅在汇编过程中起作用，一旦汇编结束，伪指令的使命就完成。,指令 : 由ARM处理器执行,ARM 指令系统,3,在ARM的汇编程序中，有如下几种伪指令：,符号定义伪指令、,数据定义伪指令、,汇编控制伪指令、,宏指令以及其他伪指令。,ARM 指令系统,4,4.1.1,符号定义伪指令,符号定义伪指令用于定义ARM汇编程序中的变量、对变量赋值以及定义存放器的别名等操作。,ARM 指令系统,5,4.1.1,符号定义伪指令,常见的符号定义伪指令有如下几种：,用于定义全局变量的GBLA、GBLL和GBLS。,用于定义局部变量的LCLA、LCLL和LCLS。,用于对变量赋值的SETA、SETL、SETS。,为通用存放器列表定义名称的RLIST。,ARM 指令系统,6,1、GBLA、GBLL和GBLS,语法格式：,GBLA（GBLL或GBLS）全局变量名,GBLA、GBLL和GBLS伪指令用于定义一个ARM程,序中的全局变量，并将其初始化。,GBLA伪指令用于定义一个全局的数字变量，并初始化为0；,GBLL伪指令用于定义一个全局的逻辑变量，并初始化为F（假）；,GBLS伪指令用于定义一个全局的字符串变量，并初始化为空；,由于以上三条伪指令用于定义全局变量，因此在整个程序范围内,变量名必须唯一,。,7,GBLATest1,；定义一个全局的数字变量，变量名为Test1,Test1SETA0xaa,；将该变量赋值为0xaa,GBLLTest2,；定义一个全局的逻辑变量，变量名为Test2,Test2SETLTRUE,；将该变量赋值为真,GBLSTest3,；定义一个全局的字符串变量，变量名为Test3,Test3SETSTesting,；将该变量赋值为Testing,8,2、LCLA、LCLL和LCLS,语法格式：,LCLA（LCLL或LCLS）局部变量名,LCLA、LCLL和LCLS伪指令用于定义一个ARM程,序中的局部变量，并将其初始化。其中：,LCLA伪指令用于定义一个局部的数字变量，并初始化为0；,LCLL伪指令用于定义一个局部的逻辑变量，并初始化为F（假）；,LCLS伪指令用于定义一个局部的字符串变量，并初始化为空；,以上三条伪指令用于声明局部变量,ARM 指令系统,9,使用例如：,LCLATest4 ；声明一个局部的数字变量，变量名为Test4,Test3SETA0xaa ；将该变量赋值为0xaa,LCLLTest5；声明一个局部的逻辑变量，变量名为Test5,Test4SETLTRUE；将该变量赋值为真,LCLSTest6；定义一个局部的字符串变量，变量名为Test6,Test6SETS“Testing；将该变量赋值为“Testing,10,3、SETA、SETL和SETS,语法格式：,变量名SETA（SETL或SETS）表达式,伪指令SETA、SETL、SETS给一个已经定义的全局变量或局部变量赋值。,SETA伪指令用于给一个数学变量赋值；,SETL伪指令用于给一个逻辑变量赋值；,SETS伪指令用于给一个字符串变量赋值；,其中，变量名为已经定义过的全局变量或局部变量，表达式为将要赋给变量的值。,11,使用例如：,LCLATest3；声明一个局部的数字变量，变量名为Test3,Test3 SETA0xaa；将该变量赋值为0xaa,LCLLTest4；声明一个局部的逻辑变量，变量名为Test4,Test4 SETLTRUE；将该变量赋值为真,ARM 指令系统,12,4、RLIST,名称 RLIST存放器列表,RLIST伪指令可用于对一个通用存放器列表定义名称，使用该伪指令定义的名称可在ARM指令LDM/STM中使用。,在LDM/STM指令中，列表中的存放器访问次序为根据存放器的编号由低到高，而与列表中的存放器排列次序无关。,13,RLIST使用例如：,RegListRLISTR0-R5，R8，R10,将存放器列表名称定义为RegList，可在ARM指令LDM/STM中通过该名称访问存放器列表。,例:,RegListRLISTr1-r13;必须顶格开始写,LDMIA r0,RegList,14,4.1.2 数据定义（Data Definition）伪指令,数据定义伪指令一般用于为特定的数据分配存储单元，同时可完成已分配存储单元的初始化。常见的数据定义伪指令有如下几种：,DCB 用于分配一片连续的字节存储单元并用指定的数据初始化。,DCW（DCWU）用于分配一片连续的半字存储单元并用指定的数据初始化。,DCFD（DCFDU）用于为双精度的浮点数分配一片连续的字存储单元并用指定的数据初始化。,ARM 指令系统,15,DCFS（DCFSU）用于为单精度的浮点数分配一片连续的字存储单元并用指定的数据初始化。,DCQ（DCQU）用于分配一片以8字节为单位的连续的存储单元并用指定的数据初始化。,DCD（DCDU）用于分配一片连续的字存储单元并用指定的数据初始化。,SPACE用于分配一片连续的存储单元,MAP 用于定义一个结构化的内存表首地址,FIELD 用于定义一个结构化的内存表的数据域,16,1、DCB(DCB也可用“=代替),语法格式：,标号DCB 表达式,DCB伪指令用于分配一片连续的字节存储单元并用伪指令中指定的表达式初始化。其中，表达式可以为0255的数字或字符串。,使用例如：,Str DCBThis is a test！,；分配一片连续的字节存储单元并初始化。,17,2、DCD（或DCDU,DCD也可用“&代替）,语法格式：,标号DCD（或DCDU）表达式,DCD（或DCDU）伪指令用于分配一片连续的字存储单元并用伪指令中指定的表达式初始化。其中，表达式可以为程序标号或数字表达式。,用DCD分配的字存储单元是字对齐的，而用DCDU分配的字存储单元并不严格字对齐。,使用例如：,DataTestDCD4，5，6；分配一片连续的字存储单元并初始化。,18,3、SPACE(SPACE也可用“代替),语法格式：,标号SPACE表达式,SPACE伪指令用于分配一片连续的存储区域并初始化为0。其中，表达式为要分配的字节数。,使用例如：,DataSpaceSPACE100；分配连续100字节的存储单元并初始化为0。,19,4、MAP,MAP也可用“代替。,语法格式：,MAP表达式，基址存放器,MAP伪指令用于定义一个结构化的内存表的首地址。,表达式可以为程序中的标号或数学表达式，基址存放器为可选项，当基址存放器选项不存在时，表达式的值即为内存表的首地址，当该选项存在时，内存表的首地址为表达式的值与基址存放器的和。,20,MAP伪指令通常与FIELD伪指令配合使用来定义结构化的内存表。,使用例如：,MAP0x100，R0；定义结构化内存表首地址的值为0x100R0。,21,5、FILED FILED也可用“#代替。,语法格式：,标号FIELD表达式,FIELD伪指令用于定义一个结构化内存表中的数据域。,表达式的值为当前数据域在内存表中所占的字节数。,FIELD伪指令常与MAP伪指令配合使用来定义结构化的内存表。MAP伪指令定义内存表的首地址，FIELD伪指令定义内存表中的各个数据域，并可以为每个数据域指定一个标号供其他的指令引用。,22,注意 MAP和FIELD伪指令仅用于定义数据结构，并不实际分配存储单元。,使用例如：,MAP0x100；定义结构化内存表首地址的值为0x100。,AFIELD16；定义A的长度为16字节，位置为0x100,BFIELD32；定义B的长度为32字节，位置为0x110,SFIELD256；定义S的长度为256字节，位置为0x130,23,s3c44b0x ARM芯片的初始化源程序:,AREA RamData, DATA, READWRITE, (_IRQ_BASEADDRESS) ; 即,MAP,HandleReset # 4 ; # 即 DCD,HandleUndef # 4,HandleSWI # 4,HandlePabort # 4,HandleDabort # 4,HandleReserved # 4,HandleIRQ # 4,HandleFIQ # 4,24,4.1.3 汇编控制伪指令,汇编控制伪指令用于控制汇编程序的执行流程,常用的汇编控制伪指令包括 :,IF、ELSE、ENDIF,WHILE、WEND,MACRO、MEND,MEXIT,ARM 指令系统,25,1 IF、ELSE、ENDIF (等价于, | ,),语法格式：,IF逻辑表达式,指令序列1,ELSE,指令序列2,ENDIF,IF、ELSE、ENDIF伪指令能根据条件的成立与否决定是否执行某个指令序列。当IF后面的逻辑表达式为真，则执行指令序列1，否则执行指令序列2。其中，ELSE及指令序列2可以没有，此时，当IF后面的逻辑表达式为真，则执行指令序列1，否则继续执行后面的指令。,26,IF、ELSE、ENDIF伪指令可以嵌套使用。,使用例如：,GBLL Test,；声明一个全局的逻辑变量，变量名为Test,IF Test = TRUE,指令序列1,ELSE,指令序列2,ENDIF,27,s3c44b0x ARM芯片的初始化源程序:,GBLL THUMBCODE,;global logical variable, init. to false, CONFIG = 16,;,=if,CONFIG:build-in variable defined by ARM,;assembler,16=assembing Thumbcode.,THUMBCODE SETLTRUE ;SETL:set the logic variable,CODE32 ;changing from Thumb state to Arm state,| ;,|=else,THUMBCODE SETLFALSE, ;,=endif,28,2、WHILE、WEND,语法格式：,WHILE逻辑表达式,指令序列,WEND,WHILE、WEND伪指令可以嵌套使用。,WHILE、WEND伪指令能根据条件的成立与否决定是否循环执行某个指令序列。当WHILE后面的逻辑表达式为真，则执行指令序列，该指令序列执行完毕后，再判断逻辑表达式的值，若为真则继续执行，一直到逻辑表达式的值为假。,29,使用例如：,GBLA Counter,；声明一个全局的数学变量，变量名为Counter,Counter SETA3,；由变量Counter控制循环次数,WHILECounter 10,指令序列,WEND,30,3、MACRO、MEND,语法格式：,MACRO,$标号宏名 $参数1，$参数2，,指令序列,MEND,MACRO、MEND伪指令可以将一段代码定义为一个整体，称为宏指令，然后就可以在程序中通过宏指令屡次调用该段代码。其中，$标号在宏指令被展开时，标号会被替换为用户定义的符号;,宏指令可以使用一个或多个参数，当宏指令被展开时，这些参数被相应的值替换。,MACRO、MEND伪指令可以嵌套使用。,31,s3c44b0x初始化程序里的例子：,MACRO,$HandlerLabel,HANDLER,$HandleLabel,$HandlerLabel,sub sp,sp,#4,stmfd sp!,r0,ldr r0,=,$HandleLabel,ldr r0,r0,str r0,sp,#4,ldmfd sp!,r0,pc,MEND,32,HandlerEINT4567,HANDLER,HandleEINT4567,将被汇编成如下语句：,HandlerEINT4567,sub sp,sp,#4,stmfd sp!, r0,ldr r0,=,HandleEINT4567,;,ldr r0, r0,str r0, sp,#4,ldmfd sp!,r0,pc,33,HandleEINT4567的定义:, (_IRQ_BASEADDRESS+0x100),HandleADC # 4,.,HandleEINT4567 # 4,34,图1,执行sub sp,sp,#4时堆栈的情况,35,图2 执行stmfd sp!, r0,将R0压入堆栈,后缀“！表示最后的地址写回到sp 中,36,图,3,执行str r0,sp,#4，将R0压入堆栈,(R0)=,HandleXXX处的内容，不改变SP的值。,37,图4 ldmfd sp!,r0,pc；弹出两个字，分别送到R0，PC,38,4、MEXIT,语法格式：,MEXIT,MEXIT用于从宏定义中跳转出去。,ARM 指令系统,39,4.1.6 其他常用的伪指令,还有一些其他的伪指令，在汇编程序中经常会被使用，包括以下几条：,AREA,ALIGN,CODE16、CODE32,ENTRY,END,EQU,EXPORT（或GLOBAL）,IMPORT,EXTERN,GET（或INCLUDE）,INCBIN,RN,ROUT,40,1、AREA,语法格式：,AREA段名 属性1，属性2，,AREA伪指令用于定义一个代码段或数据段。其中，段名若以数字开头，则该段名需用“|括起来，如|1_test|。,属性字段表示该代码段（或数据段）的相关属性，多个属性用逗号分隔。常用的属性如下：,CODE属性：用于定义代码段，默认为READONLY。,DATA属性：用于定义数据段，默认为READWRITE。,41,READONLY,属性：指定本段为只读，代码段默认为READONLY。,READWRITE,属性：指定本段为可读可写，数据段的默认属性为READWRITE。,ALIGN,属性：使用方式为ALIGN 表达式。在默认时，ELF（可执行连接文件）的代码段和数据段是按字对齐的，表达式的取值范围为031，相应的对齐方式为2表达式次方。,This is not the same as the way that the,ALIGN,directive is specified.,Do not use ALIGN=0 or ALIGN=1 for code sections.,42,使用例如：,AREA Init，CODE，READONLY,；该伪指令定义了一个代码段，段名为Init，属性为只读,AREA MyDATA,DATA,READONLY,ALIGN=14,;(以214字节对齐.),43,2、ALIGN,语法格式：,ALIGN表达式，偏移量,ALIGN伪指令可通过添加填充字节的方式，使当前位置满足一定的对其方式|。,其中，表达式的值用于指定对齐方式，可能的取值为2的幂，如1、2、4、8、16等。,若未指定表达式，则将当前位置对齐到下一个字的位置。,偏移量也为一个数字表达式,如果不是用在AREA里的,应该是 表达式 偏移量.,44,将两个字节的数据放在同一个字的第一个字节和第四个字节中,带offset 的ALIGN对齐:,AREA offsetFxample, CODE,DCB 0x31 ;第一个字节保存0x31,ALIGN 4,3 ;字对齐,DCB 0x32 ;第四个字节保存0x32,内容是:0x32000031,上面的语句ALIGN 4,3意义是:字对齐,然后再加上偏移3,45,Examples,AREA cacheable, CODE, ALIGN=3,rout1,; code ; aligned on 8-byte boundary,; code,MOV pc,lr ; aligned only on 4-byte boundary,ALIGN 8 ; now aligned on 8-byte boundary,rout2 ; code,46,3、CODE16、CODE32,语法格式：,CODE16（或CODE32）,CODE16伪指令通知编译器，其后的指令序列为16位的Thumb指令。,CODE32伪指令通知编译器，其后的指令序列为32位的ARM指令。,47,若在汇编源程序中同时包含ARM指令和Thumb指令时，可用CODE16伪指令通知编译器其后的指令序列为16位的Thumb指令，CODE32伪指令通知编译器其后的指令序列为32位的ARM指令。因此，在使用ARM指令和Thumb指令混合编程的代码里，可用这两条伪指令进行切换,注意:,他们只通知编译器其后指令的类型，并不能对处理器进行状态的切换。,48,AREAInit，CODE，READONLY,CODE32;通知编译器其后的指令为32位的ARM指令,LDRR0，NEXT1;将跳转地址放入存放R0,BX R0；程序跳转到新的位置执行，并将处理器切换到Thumb工作状态,CODE16；通知编译器其后的指令为16位的Thumb指令,NEXT,LDRR3，0x3FF,END；程序结束,49,4、ENTRY,语法格式：,ENTRY,ENTRY伪指令用于指定汇编程序的入口点。在一个完整的汇编程序中至少要有一个ENTRY（也可以有多个，当有多个ENTRY时，程序的真正入口点由链接器指定），但在一个源文件里最多只能有一个ENTRY（可以没有）。,50,使用例如：,AREAInit，CODE，READONLY,ENTRY；指定应用程序的入口点,51,5、END,语法格式：,END,END伪指令用于通知编译器已经到了源程序的结尾,用于指示汇编编译器源文件已结束.每一个汇编源文件均要使用一个.,使用例如：,AREAInit，CODE，READONLY,END；指定应用程序的结尾,52,6、EQU,可用“*代替。,语法格式：,名称EQU表达式，类型,名称 必须顶格写,EQU伪指令用于为程序中的常量、标号等定义一个等效的字符名称，类似于C语言中的define。,名称为EQU伪指令定义的字符名称，当表达式为32位的常量时，可以指定表达式的数据类型，可以有以下三种类型：,CODE16、CODE32和DATA,53,使用例如：,TestEQU50；定义标号Test的值为50,AddrEQU0x55，CODE32,；定义Addr的值为0x55，且该处为32位的ARM指令。,54,7、EXPORT（或GLOBAL）,语法格式：,EXPORT标号WEAK,EXPORT伪指令用于在程序中声明一个全局的标号，该标号可在其他的文件中引用。EXPORT可用GLOBAL代替。,标号在程序中区分大小写,WEAK选项声明其他的同名标号优先于该标号被引用。,55,使用例如：,AREAInit，CODE，READONLY,EXPORTStest,；声明一个可全局引用的标号Stest,END,56,8、IMPORT,语法格式：,IMPORT标号WEAK,IMPORT伪指令用于通知编译器要使用的标号在其他的源文件中定义，但要在当前源文件中引用，而且无论当前源文件是否引用该标号，该标号均会被参加到当前源文件的符号表中。,WEAK选项表示当所有的源文件都没有定义这样一个标号时，编译器也不给出错误信息，在多数情况下将该标号置为0，若该标号为B或BL指令引用，则将B或BL指令置为NOP操作。,57,使用例如：,AREAInit，CODE，READONLY,IMPORTMain；通知编译器当前文件要引用标号Main，但Main在其他源文件中定义,END,58,9、EXTERN,语法格式：,EXTERN标号WEAK,EXTERN伪指令用于通知编译器要使用的标号在其他的源文件中定义，但要在当前源文件中引用，如果当前源文件实际并未引用该标号，该标号就不会被参加到当前源文件的符号表中。,59,使用例如：,AREAInit，CODE，READONLY,EXTERNMain；通知编译器当前文件要引用标号Main，但Main在其他源文件中定义,END,60,10、GET（或INCLUDE）,语法格式：,GET文件名,GET伪指令用于将一个源文件包含到当前的源文件中，并将被包含的源文件在当前位置进行汇编处理。,使用方法与C语言中的“include相似。,GET伪指令只能用于包含源文件，包含目标文件需要使用INCBIN伪指令,61,使用例如：,AREAInit，CODE，READONLY,GETa1.s；通知编译器当前源文件包含源文件a1.s,GETC：a2.s；通知编译器当前源文件包含源文件C： a2.s,END,62,11、INCBIN,语法格式：,INCBIN文件名,INCBIN伪指令用于将一个目标文件或数据文件包含到当前的源文件中，被包含的文件不作任何变动的存放在当前文件中，编译器从其后开始继续处理。,63,使用例如：,AREAInit，CODE，READONLY,INCBINa1.dat,；通知编译器当前源文件包含文件a1.dat,INCBIN C：a2.txt,；通知编译器当前源文件包含文件 C：a2.txt,END,64,12、RN,语法格式：,名称RN表达式,RN伪指令用于给一个存放器定义一个别名。采用这种方式可以方便程序员记忆该存放器的功能。其中，名称为给存放器定义的别名，表达式为存放器的编码。,名称必须顶格写.,使用例如：,Temp RNR0；将R0定义一个别名Temp,65,13、ROUT,语法格式：,名称ROUT,ROUT伪指令用于给一个局部变量定义作用范围。在程序中未使用该伪指令时，局部变量的作用范围为所在的AREA，而使用ROUT后，局部变量的作为范围为当前ROUT和下一个ROUT之间。,66,14、NOP,语法格式：,NOP,空操作,不影响CPSR中的条件标志位,67,4.4 汇编语言程序格式,1)在ARM（Thumb）汇编语言程序中，以程序段为单位组织代码。,2)段是相对独立的指令或数据序列，具有特定的名称。,3)段可以分为代码段和数据段，代码段的内容为执行代码，数据段存放代码运行时需要用到的数据。,一个汇编程序至少应该有一个代码段，当程序较长时，可以分割为多个代码段和数据段，多个段在程序编译链接时最终形成一个可执行的映象文件。,68,可执行映象文件通常由以下几局部构成：, 一个或多个代码段，代码段的属性为只读。,零个或多个包含初始化数据的数据段，数据段的属性为可读写。,零个或多个不包含初始化数据的数据段，数据段的属性为可读写。,69,AREAInit，CODE，READONLY,ENTRY,Start,LDRR0，=0x3FF5000,LDRR1，0xFF,STRR1，R0,LDRR0，=0x3FF5008,LDRR1，0x01,STRR1，R0,END,;每一个汇编源程序结尾处都必须有一条END伪指令，指示程序的结束。,70,汇编语言的子程序调用,在ARM汇编语言程序中，子程序的调用一般是通过BL指令来实现的。在程序中，使用指令：,BL子程序名,该指令完成：将子程序的返回地址存放在连接存放器LR中，同时将程序计数器PC指向子程序的入口点，当子程序执行完毕需要返回调用处时，只需要将存放在LR中的返回地址重新拷贝给程序计数器PC即可。,在调用子程序的同时，也可以完成参数的传递和从子程序返回运算的结果，通常可以使用存放器R0R3完成。,71,子程序调用实例:,AREAInit，CODE，READONLY,ENTRY,Start,BLPRINT_TEXT,PRINT_TEXT,MOVPC，BL,END,72,4.6汇编语言程序例如,I_ISPCEQU 0x1e00024,EXTINTPNDEQU 0x1d20054,AREA MyIRQ_ISR, CODE, READONLY,CODE32 ;ARM 代码,EXPORT ReIn_EINT4567ISR,ReIn_EINT4567ISR,sub lr, lr, #4,73,ldr r0,=0x1d2002c ;,rPDATE地址为0x1d2002c,ldr r1,r0,;将 rPDATE的内容送给r1,orr r1,r1,#8,str r1,r0,;将(rPDATE)&0x1f7)的结果送给rPDATE,PE3=1铃不响,ldr r3,=0x400000,1 ;局部标号,sub r3, r3, #1,cmp r3,#0,bne %b1,;%表示对局部标号的引用,movs pc ,lr,END,74,