Linux--汇编语法配置初始化的原理

------改编自正点原子Linux开发手册

我们在学习 STM32 的时候几乎没有用到过汇编，可能在学习 UCOS 、 FreeRTOS 等 RTOS

类操作系统移植的时候可能会接触到一点汇编。但是我们在进行嵌入式 Linux 开发的时候是绝

对要掌握基本的 ARM 汇编，因为 Cortex-A 芯片一上电 SP 指针还没初始化， C 环境还没准备

好，所以肯定不能运行 C 代码，必须先用汇编语言设置好 C 环境，比如初始化 DDR 、设置 SP

指针等等，当汇编把 C 环境设置好了以后才可以运行 C 代码。所以 Cortex-A 一开始肯定是汇

编代码，其实 STM32 也一样的，一开始也是汇编，以 STM32F103 为例，启动文件 startup_stm32f10x_md.s 或 startup_stm32f10x_hd.s 就是汇编文件，只是这个文件 ST 公司已经写好了，我们根本不用去修改，所以大部分学习者都没有深入的去研究。

I.MX6U-ALPHA 使用的是 NXP 的 I.MX6UL 芯片，这是一款 Cortex-A7 内核的芯片，所以

我们主要讲的是 Cortex-A 的汇编指令。为此我们需要参考两份跟 Cortex-A 内核有关的文档：

《 ARM ArchitectureReference Manual ARMv7-A and ARMv7-R edition.pdf 》和《 ARM Cortex

A(armV7) 编程手册 V4.0.pdf 》 ，第一份文档主要讲解 ARMv7-A 和 ARMv7-R 指令集的开发，

Cortex-A7 使用的是 ARMv7-A 指令集，第二份文档主要讲解 Cortex-A(armV7) 编程的，这两份

文档是学习 Cortex-A 不可或缺的文档。在《 ARM ArchitectureReference Manual ARMv7-A and

ARMv7-R edition.pdf 》的 A4 章详细的讲解了 Cortex-A 的汇编指令，要想系统的学习 Cortex-A

的指令就要认真的阅读 A4 章节。

对于 Cortex-A 芯片来讲，大部分芯片在上电以后 C 语言环境还没准备好，所以第一行程序

肯定是汇编的，至于要写多少汇编程序，那就看你能在哪一步把 C 语言环境准备好。所谓的 C

语言环境就是保证 C 语言能够正常运行。 C 语言中的函数调用涉及到出栈入栈，出栈入栈就要

对堆栈进行操作，所谓的堆栈其实就是一段内存，这段内存比较特殊，由 SP 指针访问， SP 指

针指向栈顶。芯片一上电 SP 指针还没有初始化，所以 C 语言没法运行，对于有些芯片还需要

初始化 DDR ，因为芯片本身没有 RAM ，或者内部 RAM 不开放给用户使用，用户代码需要在

DDR 中运行，因此一开始要用汇编来初始化 DDR 控制器。后面学习 Uboot 和 Linux 内核的时

候汇编是必须要会的

GNU 汇编语法

Keil MDK与IAR的编译器不一样，底层的汇编语法也不一样，那一样的c语言由编译器转换成底层汇编语言也是不同的汇编语法，所以启动文件也得不同的汇编语法来编辑

编译器的作用就是根据汇编语法，把C语言 python Java 等等现成简单的编程语言转换成底层汇编语言

我们用的Linux开发，使用gcc编译，转换的底层是GNU汇编语法

如果大家使用过 STM32 的话就会知道 MDK 和 IAR 下的启动文件 startup_stm32f10x_hd.s

其中的汇编语法是有所不同的，将 MDK 下的汇编文件直接复制到 IAR 下去编译就会出错，因

为 MDK 和 IAR 的编译器不同，因此对于汇编的语法就有一些小区别。我们要编写的是 ARM

汇编，编译使用的 GCC 交叉编译器，所以我们的汇编代码要符合 GNU 语法。

GNU 汇编语法适用于所有的架构，并不是 ARM 独享的， GNU 汇编由一系列的语句组成，

每行一条语句，每条语句有三个可选部分，如下：

label ： instruction @ comment

label 即标号，表示地址位置，有些指令前面可能会有标号，这样就可以通过这个标号得到

指令的地址，标号也可以用来表示数据地址。注意 label 后面的“：”，任何以“：”结尾的标识

符都会被识别为一个标号。

instruction 即指令，也就是汇编指令或伪指令。

@ 符号，表示后面的是注释，就跟 C 语言里面的“ /* ”和“ */ ”一样，其实在 GNU 汇编文

件中我们也可以使用“ /* ”和“ */ ”来注释。

comment 就是注释内容。

比如如下代码：

add:

MOVS R0, #0X12 @ 设置 R0=0X12

上面代码中“ add: ”就是标号，“ MOVS R0,#0X12 ”就是指令，最后的“ @ 设置 R0=0X12 ”就是

注释。

注意！ ARM 中的指令、伪指令、伪操作、寄存器名等可以全部使用大写，也可以全部使用

小写，但是不能大小写混用。

用户可以使用 .section 伪操作来定义一个段，汇编系统预定义了一些段名：

.text 表示代码段。

.data 初始化的数据段。

.bss 未初始化的数据段。

.rodata 只读数据段。

我们当然可以自己使用 .section 来定义一个段，每个段以段名开始，以下一段名或者文件结

尾结束，比如：

.section .testsection @ 定义一个 testsetcion 段

汇编程序的默认入口标号是 _start ，不过我们也可以在链接脚本中使用 ENTRY 来指明其它

的入口点，下面的代码就是使用 _start 作为入口标号：

.global _start

_start:

ldr r0, =0x12 @r0=0x12

上面代码中 .global 是伪操作，表示 _start 是一个全局标号，类似 C 语言里面的全局变量一

样，常见的伪操作有：

.byte

定义单字节数据，比如 .byte 0x12 。

.short

定义双字节数据，比如 .short 0x1234 。

.long

定义一个 4 字节数据，比如 .long 0x12345678 。

.equ

赋值语句，格式为： .equ 变量名，表达式，比如 .equ num, 0x12 ，表示 num=0x12 。

.align 数据字节对齐，比如： .align 4 表示 4 字节对齐。

.end

表示源文件结束。

.global 定义一个全局符号，格式为： .global symbol ，比如： .global _start 。

GNU 汇编还有其它的伪操作，但是最常见的就是上面这些，如果想详细的了解全部的伪操

作，可以参考《 ARM Cortex-A(armV7) 编程手册 V4.0.pdf 》的 57 页。

GNU 汇编同样也支持函数，函数格式如下：

函数名 :

函数体

返回语句

GNU 汇编函数返回语句不是必须的，如下代码就是用汇编写的 Cortex-A7 中断服务函数：

示例代码 7.1.1.1 汇编函数定义
/* 未定义中断 */
Undefined_Handler:
ldr r0, =Undefined_Handler
bx r0
/* SVC 中断 */
SVC_Handler:
ldr r0, =SVC_Handler
bx r0
/* 预取终止中断 */
PrefAbort_Handler:
ldr r0, =PrefAbort_Handler
bx r0

上述代码中定义了三个汇编函数： Undefined_Handler 、 SVC_Handler 和

PrefAbort_Handler 。以函数 Undefined_Handler 为例我们来看一下汇编函数组成，

“ Undefined_Handler ”就是函数名，“ ldr r0, =Undefined_Handler ”是函数体，“ bx r0 ”是函数

返回语句，“ bx ”指令是返回指令，函数返回语句不是必须的。