ARM汇编:(APCS过程调用标准)
汇编:用助记符(如$ # .)代替操作码,用地址符号或标签代替地址码的编程语言
特点:
优点:可以直接访问硬件,目标代码简短,执行速度快(CPU启动时需要直接操作,所以用汇编)
缺点:可移植性差,可阅读性差(不同平台指令有差别)
ARM指令集特点
1 指令码长度固定,如32bit
2 几乎所有指令都是有条件执行
3 寄存器与内存之间交换数据采用专用指令集
CPU内部有很多通用寄存器,如R0-R15,R0-R12可以随便存储数据,寄存器中的数据主要是从外存取出来的,所以为了提高效率把寄存器和寄存器里面交互使用专用指令,寄存器与内存之间交互也使用另一种专用指令,这样就可以把他们分离开,让数据操作变的效率更高。
指令格式:
opcode:指令助记符
cond:执行条件
s:是否影响CPSR寄存器的值
Rd:目标寄存器
Rn:第一个操作数的寄存器
operand2:第二个操作数
指令编码格式:
32-28 |
27-25 |
24-21 |
20 |
19-16 |
15-12 |
11-0 |
|
cond |
001 |
opcode |
S |
Rn |
Rd |
11-8(移位) |
7-0(数据) |
operand2 |
代码格式:
数据运算指令:
指令 |
功能 |
实例 |
注释 |
mov |
给一个寄存器赋值 |
mov r0,#10 |
r0=10 |
mov r0,r1 |
r0=r1 |
||
mvn |
把一个数值按位取反后赋值给一个寄存器 |
mvn r0,#0xff |
r0=~0xff |
mvn r0,r1 |
r0=~r1 |
||
add |
计算两个数值的加法 |
add r0,r0,#10 |
r0=r0+10 |
add r0,r0,r1 |
r0=r0+r1 |
||
sub |
计算两个数值的减法 |
sub r0,r0,#10 |
r0=r0-10 |
sub r0,r0,r1 |
r0=r0-r1 |
||
mul |
乘法 |
mul r0,r1,r2 |
r0=r1*r2 |
cmp |
比较 |
cmp r0,r1 |
r0-r1影响CPSR标志位 |
cmp r0,#10 |
r0-10影响CPSR标志位 |
ldr r5,=20008000 ;20008000不是立即数,而是将它赋值为r5,此条指令是伪指令:伪指令在编译器编译的时候把伪指令分解为几条指令实现;
往寄存器中存放数据有三种方式:
1 mov 有效立即数
2 mvn 立即数按位取反的数
3 ldr 任何数
数据运算指令:
指令 |
功能 |
实例 |
注释 |
orr |
按位或 |
orr r0,r0,r1 |
r0=r0|r1 |
orr r0,r0,#10 |
r0=r0|10 |
||
and |
按位与 |
and r0,r0,r1 |
r0=r0&r1 |
and r0,r0,#10 |
r0=r0&10 |
||
bic |
位取反 |
bic r0,r0,r1 |
r0=r0&(~r1) |
bic r0,r0,#10 |
r0=r0&(~10) |
内存操作指令
指令 |
功能 |
实例 |
注释 |
swp Rd,Rm,[Rn] |
将寄存器中的值与内存地址中的值交换 注:Rn不能与Rd和Rm相同 |
swp r0,r1,[r2] |
r0=*r2 *r2=r1 |
ldr |
把数据从内存加载到寄存器 |
ldr r0,=addr |
r0=addr |
ldr r1,[r0] |
r1=*r0 |
||
ldr r1,[r0,#4] |
r1=*(r0+4) |
||
ldr r1,[r0,#4]! |
r1=*(r0+4);r0+=4 |
||
ldr r1,[r0],#4 |
r1=*r0;r0+=4 |
||
str |
把数据从寄存器保存到内存 |
str r1,[r0] |
*r0=r1 |
str r1,[r0,#4] |
*(r0+4)=r1 |
||
str r1,[r0,#4]! |
*(r0+4)=r1;r0+=4 |
||
str r1,[r0],#4 |
*r0=r1;r0+=4 |
str r1,[r0] 把r1存储到r0指向的内存地址(r0指向的地址是0x40000000)
ldr r1,[r0] 把r0指向的内存地址中的数据存储到r1寄存器中
/****************** r1、r2、r3、r4四个数据存储到0x20000000为首的地址空间 *****************/ mov r0,#0x20000000 mov r1,#0x11 mov r2,#0x22 mov r3,#0x33 mov r4,#0x44 str r1,[r0] add r0,r0,#4 str r2,[r0] add r0,r0,#4 str r3,[r0] add r0,r0,#4 str r4,[r0] add r0,r0,#4
内存连续操作指令
指令 |
功能 |
实例 |
ldmfd |
把数据从内存加载到寄存器 |
ldmfd sp!,{r0-r12,lr} |
stmfd |
把数据从寄存器保存到内存 |
stmfd sp!,{r0-r12,lr} |
ldr r0,=0x20000100 mov r1,#0x11 mov r2,#0x22 mov r3,#0x33 mov r4,#0x44 stmfd r0! ,{r1-r4} ;r0向下存储,先减4,在存储 ldmfd r0! ,{r5-r8} ;r0向上读取,先读取,再加4
实际中什么时候用到连续的存储数据或者读取数据?
在函数发生跳转或标签发生跳转的时候,我们需要保存现场和恢复现场。
CPU当前工作在一种模式下,比如SVC管理模式下,管理模式操作寄存器只有这么多,当发生函数跳转的时候,当前函数肯定有一些变量存到寄存器。跳转到另一个函数也有一些变量要存到寄存器,有可能冲突。所以需要保存现场
保存现场:保存到内存中stmfd
恢复现场:从内存恢复到寄存器ldmfd
保存现场
apcs规定r13(sp):指向内存地址
ldr sp,=0x20000100
mov r1,#0x11
mov r2,#0x22
stmfd sp! ,{r0-r12,r14} ;已经保存现场可以跳转到其他函数
ldmfd sp!,{r0-r12,r14};恢复现场
;可以跳转到其他函数
;函数不管跳转几次,始终要保证跳转之前和执行完毕,sp保持不变
跳转指令
指令 |
功能 |
实例 |
注释 |
b |
跳转 |
b lable |
跳转lable处执行 |
bl |
跳转并保存返回地址 |
bl lable |
保存下一条指令的地址到lr,并跳转到lable处执行 |
mov r0.#0x01
mov lr,pc ;lr专门用于备份pc,保存下一条指令(保存了mov r2,#0x02的地址)
b func1 ;如果没有mov lr,pc和mov pc,lr 函数就不会运行mov r2,#0x02
mov r2,#0x02
func1
mov r1,#0x03
mov pc,lr ;手动修改pc内容,函数返回返回
程序运行到mov lr,pc时,pc指针已经指向了mov r2,#0x02
mov lr,pc
b func1
这两天语句可以写为:bl funcl
注:b,bl都是相对跳转,通过偏移量跳转,最大跳转距离是±32MB,实现长跳转可以通过修改pc实现(绝对跳转)
;mov pc,#0x10 ;0x10代表func1所在地址
ldr pc,=0x10
总结:
1 b bl(相对跳转)短跳转
2 mov ldr修改pc实现长跳转(绝对跳转)
3 b mov ldr都不会保存返回地址,bl会保存返回地址