ARM汇编程序设计

ARM嵌入式系统第5章ARM汇编程序设计5.1汇编语言源程序助记符伪指令宏指令汇编指令和机器指令是“一一对应”的汇编语言程序需由汇编程序将其汇编为机器语言程序，才能被计算机执行。汇编语言大体上包括了汇编指令、系统调用和中断、伪指令和宏指令，汇编语言是强烈依赖硬件和汇编环境的。学习和使用汇编语言程序设计的原因指令语句(instructions)完成一定操作功能，能够翻译成机器代码的语句。伪指令语句(directives,指示性语句)为汇编程序在翻译汇编语言源程序时提供有关信息，并不翻译成机器代码。宏指令语句(marcos)可看成是由若干条指令语句形成的语句，一条宏指令语句的功能相当于若干条指令语句的功能。ARM程序设计基础伪指令宏与宏指令ARM汇编语言规范（语句、表达式和运算符）ARM汇编语言的程序格式5.2伪指令段定义标号符号定义伪指令数据定义伪指令汇编控制伪指令其他伪操作汇编语言程序示例AREABlock,CODE,READONLYnumEQU10ENTRYstartLDRR0,=srcLDRR1,=dstMOVR2,#numblockcopyLDRR3,[R0],#4STRR3,[R1],#4SUBSR2,R2,#1BNEblockcopyB.AREABlockData,DATA,READWRITEsrcDCD0,1,2,3,4,5,6,7,8,9dstSPACE10*4END符号定义伪指令定义全局变量:GBLA、GBLL和GBLS定义局部变量:LCLA、LCLL和LCLS变量赋值:SETA、SETL、SETS通用寄存器列表定义名称:RLISTGBLA、GBLL和GBLSGBLA、GBLL和GBLS语法格式：GBLA（GBLL或GBLS）全局变量名GBLAobjectsize；全局的数字变量objectsize，为0ObjectsizeSETA0xff；将该变量赋值为0xffSPACEobjectsize；引用该变量GBLLstatusB；全局的逻辑变量statusB，为{False}statusBSETL{TRUE}；将该变量赋值为真全局：作用范围为包含该变量的源程序LCLA、LCLL和LCLSLCLA、LCLL和LCLS语法格式：LCLA（LCLL或LCLS）局部变量名MACRO；声明一个宏$labelmessage$a；宏的原型LCLSerr；声明一个局部变量err，为空串errSETS“errorno:”；向该变量赋值$label；代码INFO0,err:CC::STR:$a；使用该串变量MEND；宏定义结束局部：作用范围为包含该局部变量的宏代码的一个实例SETA、SETL、SETSSETA、SETL和SETS语法格式：变量名SETA（SETL或SETS）表达式在向变量赋值前，必须先声明该变量RLISTRLIST语法格式：名称RLIST{寄存器列表}ContextRLIST{r0-r6，r8，r10-r12,r15}；将寄存器列表名称定义为Context，可在ARM指令LDM/STM中通过该名称访问寄存器列表。排列顺序无关数据定义伪指令DCBDCW（DCWU）DCD（DCDU）DCFD（DCFDU）DCFS（DCFSU）SPACEMAPFIELDDCB语法格式：{标号}DCB表达式表达式取值范围：－128～127;0~255的数字或字符串。DCB：“=”NullstringDCB“Nullstring”,0；构造一个以0结尾的字符串DCW（或DCWU）语法格式：{标号}DCW（或DCWU）表达式DCW：半字对齐DCWU：不严格半字对齐。表达式取值范围：－32768～32767;0~65535data1DCW－128，num1+8；num1必须是已经定义过的DCD（或DCDU）语法格式：{标号}DCD（或DCDU）表达式DCD：“&”DCD：字对齐DCDU：不严格字对齐。data1DCD1,5,20;其值为1，5，20data2DCDmemaddr+4；分配一个字单元，其值为程序中标号memaddr加4个字节DCFD（或DCFDU）语法格式：{标号}DCFD（或DCFDU）表达式每个双精度的浮点数占据两个字单元。DCFD：字对齐DCFDU：不严格字对齐DCFD1E308，-4E－100DCFDU100000，－.1,3.1E26DCFS（或DCFSU）语法格式：{标号}DCFS（或DCFSU）表达式每个单精度的浮点数占据一个字单元。DCFS：字对齐DCFSU：不严格字对齐DCFS1E3,-4E-9DCFSU1.0,-.1,3.1E6SPACE语法格式：{标号}SPACE表达式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。SPACE：“％”DatastrucSPACE280；分配连续280字节的存储单元并初始化为0LTORG语法格式：{标号}LTORG说明某个存储区域是用来暂存数据的数据缓冲区——文字池或数据缓冲池。大的代码段也可以使用多个数据缓冲池。当程序中使用LDR之类的指令访问数据缓冲池时，为防止越界产生，通常把数据缓冲池放在代码段的后面，或者放在无条件跳转指令或子程序返回指令之后，使得处理器不会错误的将数据缓冲池中的数据当做指令来执行。AREAExample,CODE,READONLYStartBLFunc1…Func1LDRR1,=0x800MOVPC,LRLRORGDataSPACE40ENDMAP语法格式：MAP表达式{，基址寄存器}用于定义一个结构化的内存表的首地址。MAP：“＾”通常与FIELD伪指令配合使用来定义结构化的内存表。MAPfun；定义结构化内存表，fun就是内存表的首地址MAP0x80，R9；定义结构化内存表首地址的值为0x80＋R9FILED语法格式：{标号}FIELD表达式定义一个结构化内存表中的数据域。FILED也可用“#”代替。MAP0；定义结构化内存表首地址为0constaFIELD4；consta的长度为4字节，相对位置为0x0constbFIELD4；constb的长度为4字节，相对位置为0x4xFIELD8；x的长度为8字节，相对位置为0x8yFIELD8；y的长度为8字节，相对位置为0x10stringFIELD256；y的长度为256字节，相对位置为0x18MOVR9,#4096LDRR5,[R9,constb];将内存表中数据域constb读取到R5中汇编控制伪指令汇编控制（AssemblyControl）伪指令用于控制汇编程序的执行流程，常用的汇编控制伪操作包括以下几条：IF、ELSE、ENDIFWHILE、WENDIF、ELSE、ENDIF语法格式：IF逻辑表达式指令序列1ELSE指令序列2ENDIF示例：IFVersion=“1.0”;指令；伪指令ELSE;指令；伪指令ENDIFWHILE、WEND语法格式：WHILE逻辑表达式指令序列WEND示例：countSETA1WHILEcount=4countSETAcount+1;codeWEND其他常用的伪操作AREACODE16、CODE32ENTRYENDEQUIMPORTGET（或INCLUDE）AREA语法格式：AREA段名属性1，属性2，……定义一个代码段或数据段。常用的属性如下：CODE：用于定义代码段，默认为READONLY。DATA：用于定义数据段，默认为READWRITE。READONLY：指定本段为只读，代码段默认为READONLY。READWRITE：指定本段为可读可写，数据段的默认属性为READWRITE。示例：AREAExample，CODE，READONLY；codeCODE16、CODE32语法格式：CODE16（或CODE32）CODE16:其后的指令序列为16位的Thumb指令。CODE32:其后的指令序列为32位的ARM指令。示例：AREAChangeState，CODE，READONLYCODE32;指示下面的指令为ARM指令LDRr0,=start+1BXr0；切换到Thumb状态，并跳转到start处执行CODE16；指示下面的指令为Thumb指令startMOVr1，#10ENTRY语法格式：ENTRYENTRY伪操作用于指定汇编程序的入口点。在一个源文件里最多只能有一个ENTRY（可以没有）。在一个完整的汇编程序中至少要有一个ENTRY（当有多个ENTRY时，程序的真正入口点由链接器指定）。示例：AREAexample，CODE，READONLYENTRY；应用程序的入口点END语法格式：ENDEND伪指令用于通知编译器已经到了源程序的结尾。示例：AREAexample，CODE，READONLY……ENDEQU语法格式：名称EQU表达式{，类型}EQU：“*”示例：abcdEQU2；定义abcd符号的值为2abcdEQUlabel1+16；定义abcd符号的值（label1+16)IMPORT语法格式：IMPORT标号{[WEAK]}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。示例：AREAInit，CODE，READONLYIMPORTMain；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……ENDGET（或INCLUDE）语法格式：GET文件名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。可以使用INCLUDE代替GET。使用方法与C语言中的“include”相似。示例：AREAexample，CODE，READONLYGETfile1.s；包含源文件file1.sGETC：\project\file2.s；包含源文件file2.sGETC:\Programfiles\file3.s；包含源文件file3.s5.3宏和宏指令宏:在汇编程序中可以用伪指令MACRO、MEND为一个程序段定义一个名称，在往后的程序中就可以通过这个名称来使用它所代表的程序段。在源程序被汇编时，该名称将被替换为它所代表的程序段。宏指令:在ARM中，还有一种汇编器内置的无参数和标号宏，我们把其称为宏指令。在汇编的时候，这些宏指令也是被替换成一条或两条真正的ARM或Thumb指令。ADR、ADRL、LDRMACRO、MEND语法格式：MACRO$标号宏名$参数1，$参数2，……；宏名为宏的名称，为宏在程序中引用名。；$参数1，$参数2，……为宏中可以使用的参数。指令序列；宏定义体MEND规定：$标号为主标号，宏内的所有其他的标号必须由主标号组成。宏中的所有标号必须在前面冠以符号$。宏中的参数在汇编时被相应的值替换。示例：在ARM中完成测试－跳转操作需要两条指令，定义一条宏指令完成测试－跳转操作MACRO$labelTestAndBranch$dest,$reg,$cc$label.A1CMP$reg,#0B$cc$destMENDMACRO、MEND；在程序中调用该宏testTestAndBranchNonZero,r0,NE……NonZero；程序被汇编后，宏展开的结果testCMPr0,#0BNENonZero……NonZeroMEXIT语法格式：MEXITMEXIT用于从宏定义中跳转出去。宏指令ADRADRLLDRNOPADR－小范围的地址读取伪指令语法格式ADR{cond}register,exprcond：可选的指令执行条件register：目标寄存器expr：基于PC或寄存器的地址表达式，取值范围：地址非字对齐,-255~255地址字对齐,-1020~1020将基于PC或寄存器的地址值读取到寄存器中。ADR伪指令被替换成一条合适的指令（ADD指令或SUB指令）。如果不能用一条来实现ADR伪指令的功能，编译器将报告错误。ADR－小范围的地址读取伪指令示例:startMOVr0,#10；PC值为当前指令地址值加8字节ADRr4