ARM02汇编指令

一、keil软件介绍

1.1 创建工程

跟着文档进行创建就可以，注意不要出现中文路径

1.2 解析start.s文件(重点)

.text @文本段
.global _start @ 声明一个_start函数入口
_start:  @ _start标签，相当于C语言中函数mov r0,#0x1  @ 一条汇编指令stop:  @ stop标签，相当于C语言中函数b stop @ 跳转到stop标签下的第一条指令执行，相当于C语言中while(1).end @结束标志

1.3 乱码解决

1.4 更换背景颜色

将群里下发global.prop文件替换到C:\Keil_v5\UV4，重启keil软件

1.5 C语言内存分布

1.6 解析map.lds文件(重点)

map.lds文件：链接脚本文件
作用：给编译器进行使用，告诉编译器对各个段，如何进行分布

/*输出格式：32位可执行程序，小端对齐*/
OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
/*OUTPUT_FORMAT("elf32-arm", "elf32-arm", "elf32-arm")*/
/*输出架构：arm架构*/
OUTPUT_ARCH(arm)
/*入口：_start*/
ENTRY(_start)
/*段*/
SECTIONS
{. = 0x00000000;/*入口地址*/. = ALIGN(4);/*4字节对齐*/.text      :{./Objects/start.o(.text) /*第一个文件存放start.o文件，指定start.o位置*/*(.text) /*其余文件没有要求，编译器随便放*/}. = ALIGN(4);.rodata : /*只读数据段*/{ *(.rodata) }. = ALIGN(4);.data :  /*数据段*/{ *(.data) }. = ALIGN(4);__bss_start = .; .bss : /*.bss段*/{ *(.bss) }__bss_end__ = .;
}

1.7 常见错误信息

c:/program files (x86)/codesourcery/ld.exe: cannot find ./start.o =====> 不能找到./start.o
解决方法：1）在当前工程下，查看start.o位置 ======> 编译器决定start.o在哪个位置2）修改map.lds文件

1.8 仿真

二、汇编三种符号

2.1 汇编指令

编译器将一条汇编指令编译生成机器码，占用代码段空间

2.2 伪指令

伪指令本身不是一条指令，编译器可以将其编译生成多条指令，共同完成一条指令功能

2.3 伪操作

指导编译器对代码如何进行编译，所有以.开头的为伪操作，伪操作不占用代码段空间

三、汇编指令格式

3.1 格式

{cond}{s} Rd,Rn,#oprand2
:指令码
{cond}:条件码
加条件码：指令有条件执行
不加条件码：指令默认无条件执行
{s}:状态位
加s:影响CPSR寄存器
不加s:不影响CPSR寄存器
Rd:目标寄存器
Rn:第一操作寄存器
#oprand2:第二操作数
1）立即数
2）寄存器
3）有效数：将一个数按位取反之后，如果这个数为立即数，说明这个数为有效数

3.2 注意事项

1、{cond}{s}需要连在一起编写
2、Rd,Rn,#oprand2需要用逗号分隔开
3、{cond}{s}和Rd,Rn,#oprand2需要用空格隔开
4、一条汇编指令占用一行，并且没有分号
5、汇编中不区分大小写

四、数据操作指令

4.1 数据搬移指令 mov mvn

指令码：mov mvn
指令格式：{cond}{s} Rd,#oprand2
mov ====> 将第二操作数进行赋值
mvn ====> 将第二操作数,按位进行取反之后，进行赋值

mov r0,#0xf  @ r0 = 0xf ====> 立即数
mov r1,#0xff  @ r1 = 0xff  ====> 立即数
mov r8,r1 @ r8 = r1 = 0xff  ====> 寄存器
@ mov r2,#0xfff  @ r2 = 0xfff ====> error
@ mov r3,#0xffff  @ r3 = 0xfffff  ====> error
@ mov r4,#0xfffff  @ r4 = 0xfffff  ====> error
mov r5,#0xffffff  @ r5 = 0xffffff = ~r5 = 0xff000000   ====> 有效数
mov r6,#0xfffffff  @ r6 = 0xfffffff = ~r6 = 0xf0000000 ====> 有效数
mov r7,#0xffffffff @ r7 = 0xffffffff = ~r7 = 0 ====> 有效数
mov r0,#0xff   @ r0 = 0xff
mvn r1,#0xff   @ r1 = ~ r1 = 0xffffff00 

4.2 立即数

1、从判断的数中，找到0~0xff之间的数 ===> 判断的这个数所有1包含
2、将找到的0~0xff之间的数，循环右移偶数位 ===> 低位移出，补到高位
3、如果能够得到你要判断的那个数，说明这个数就是立即数
判断的数0 ~ 0xff之间数循环右移偶数是否立即数

判断的数	0 ~ 0xff之间数	循环右移偶数	是否立即数
0xf	0xf	0	是
0xf000000f	0xff	4	是
0xff000000	0xff	8	是
0x000000ff	0xff	0	是
0x1fe00000	0xff	11	不是
0x1f800000	0x7E	10	是

0x0000000f =====> 判断的数
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111  =====> 判断的数
0 ~ 0xff之间数:0xf
循环右移偶数: 0    0xf000000f =====> 判断的数
1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111  =====> 判断的数
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111  =====> 0 ~ 0xff之间数
0 ~ 0xff之间数: 0xff
循环右移偶数: 40xff000000 =====> 判断的数
1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000  =====> 判断的数
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111  =====> 0 ~ 0xff之间数
0 ~ 0xff之间数:0xff
循环右移偶数: 80x000000ff =====> 判断的数
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111  =====> 判断的数
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111  =====> 0 ~ 0xff之间数
0 ~ 0xff之间数:0xff
循环右移偶数: 00x1fe00000=====> 判断的数
0001 1111 1110 0000 0000 0000 0000 0000  =====> 判断的数
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111  =====> 0 ~ 0xff之间数
0 ~ 0xff之间数:0xff
循环右移偶数: 110x1f800000 =====> 判断的数
0001 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000  =====> 判断的数
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1110  =====> 0x7E
0 ~ 0xff之间数:0x7E
循环右移偶数: 10

4.3 伪指令 ldr

思考：在0~4G空间，有很多数都不是立即数，那么如何进行赋值呢？
指令码：ldr
格式：ldr 寄存器，=值

ldr r0,=0xfff  @ r0 = 0xfff
ldr r1,=0xffff @ r1 = 0xffff
ldr r2,=0xfffff @ r2 = 0xfffff

4.4 移位操作指令

指令码：lsl lsr ror asr
指令格式：{cond}{s} Rd,Rn,#oprand2
lsl：逻辑左移 =====> 特点：无符号数左移，高位移出，低位补0
lsr：逻辑右移 =====> 特点：无符号数右移，低位移出，高位补0
ror：循环右移 =====> 特点：低位移出，补到高位
asr：算数右移 =====> 特点：低位移出，高位补符号位

mov r0,#0xff  @ r0 = 0xff = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111@1.将r0寄存器中的值，逻辑左移4位，并且存放到目标寄存器r1@ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111@ 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 0000lsl r1,r0,#0x4  @ r1 = r0 << 4 = 0xff0@2.将r1寄存器中的值，逻辑右移4位，并且存放到目标寄存器r2@ 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 0000@ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111lsr  r2,r1,#0x4  @ r2 = r1 >> 4 = 0x000000ff@3.将r2寄存器中的值，循环右移4位，并且存放到目标寄存器r3@ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111@ 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 ror r3,r2,#0x4  @ r3 = 0xf000000fldr r4,=0x8000000f@4.将r4寄存器中的值，算数右移4位，并且存放到目标寄存器r5@ 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 @ 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000asr r5,r4,#0x4  @ r5 = 0xf8000000

4.5 位运算操作指令

指令码：and orr eor bic
格式：{cond}{s} Rd,Rn,#oprand2
and：按位与 =====> 与0清0，与1不变
orr：按位或 =====> 或0不变，或1置1
eor：按位异或 =====> 异或0不变，异或1取反（相同为0，相异为1）
bic：按位清零 =====> 第二操作哪一位写1，对应位进行清0

真值表
1 ^ 1 = 0
0 ^ 1 = 1
1 ^ 0 = 1
0 ^ 0 = 0

4.5.1 代码1

/*    mov r0,#0xff @ r0 = 0xff@ 31                               4 3210@ **** **** **** **** **** **** **** ****@ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111@ 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1111@将r0寄存器中第4位进行清0，保证其他位不变，并且存放到目标寄存器r0中@ 第一种方法：and r0,r0,#0xffffffef@ 第二种方法：推荐使用and r0,r0,#(~(0x1 << 4))@ 备注：当目标寄存器和第一操作寄存器相同，可以合并 and r0,#(~(0x1 << 4))@ 第三种方法bic r0,r0,#(0x1 << 4)
*/    mov r0,#0xEf @ r0 = 0xEf@ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1110 1111@                             1 1110 1111@将r0寄存器中第8位进行置1，保证其他位不变，并且存放到目标寄存器r1中orr r1,r0,#(0x1 << 8) @ r1 = 0x1efmov r2,#0xf @ r0 = 0xf@ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111@                                    0111@将r2寄存器中第3位进行取反，保证其他位不变，并且存放到目标寄存器r3中eor r3,r2,#(0x1 << 3) @ r3 = 0x7

4.5.2 代码2

ldr r0,=0x12345678
@ 1> 将R0寄存器中的第[4]位清0，保持其他位不变
and r0,r0,#(~(0x1 << 4))
@ 2> 将R0寄存器中的第[7]位置1，保持其他位不变
orr r0,r0,#(0x1 << 7)
@ 3> 将R0寄存器中的第[31:28]位清0，保持其他位不变
and r0,r0,#(~(0xf << 28))
@ 4> 将R0寄存器中的第[7:4]位置1，保持其他位不变
orr r0,r0,#(0xf << 4)
@ 5> 将R0寄存器中的第[15:11]位修改位10101，保持其他位不变    @ 先清零bic r0,r0,#(0x1f << 11)@ 在置1orr r0,r0,#(0x15 << 11)

4.6 算数运算指令

指令码：add adc sub sbc mul
指令格式：{cond}{s} Rd,Rn,#oprand2
add：普通加法指令
adc：带进位加法指令 ====> CPSR寄存器中C位标志位
sub：普通减法指令
sbc：带借位减法指令
mul：乘法指令 ====> 没有第二操作数，{cond}{s} Rd,Rn

    /*练习题1：实现两个64位数相加第一个64位数：高32位r0 = 0x4 低32位r1 = 0xffffffff第二个64位数：高32位r2 = 0x1 低32位r3 = 0x1两个64位数进行相加目标高32位r4表示=0x6，低32位r5表示=00000000mov r0,#0x4mov r1,#0xffffffffmov r2,#0x1mov r3,#0x1adds r5,r1,r3 @ r5 = r1 + r3adc r4,r0,r2 @ r4 = r0 + r2 + c = 0x4 + 0x1 + 1 = 0x6*//*练习题2：实现两个64位数相减第一个64位数：高32位r0 = 0x4 低32位r1 = 0x4第二个64位数：高32位r2 = 0x1 低32位r3 = 0x5两个64位数进行相减目标高32位r4表示=0x2，低32位r5表示=0xffffffff*/mov r0,#0x4mov r1,#0x4mov r2,#0x1mov r3,#0x5subs r5,r1,r3 @ r5 = r1 - r3sbc  r4,r0,r2 @ r4 = r0 - r2 - !c = 0x4 - 0x1 - 1 = 0x2/*乘法指令  ====> 没有第二操作数，<opcode>{cond}{s} Rd,Rn*/mov r0,#0x4mov r1,#0x5mul r0,r1 @ r0 = r0 * r1 = 0x14

4.7 比较指令

指令码：cmp
指令格式：{cond} Rn,#oprand2
注意点：
1）比较指令没有目标寄存器
2）比较指令本质做减法运算
3）比较指令的执行结果，会影响CPSR寄存器的NZCV位，并且不需要加s
4）比较指令和条件码搭配使用
5）前面我们所有学习的指令，都是默认无条件执行，比较指令有条件指令

mov r0,#0x4
mov r1,#0x5
cmp r0,r1     @比较r0和r1寄存器中的值
subhi r0,r0,r1 @如果r0 > r1 r0 = r0 - r1
subcc r1,r1,r0 @如果r0 < r1 r1 = r1 - r0

五、跳转指令

5.1 指令码

指令码：b / bl
指令格式：b / bl{cond} 标签 ====> 跳转到标签下，第一条指令执行
b：有去无回，不会保存函数返回地址到LR寄存器中
b：有去有回，会保存函数返回地址到LR寄存器中

mov r0,#0x1
mov r1,#0x2
@ b add_func @有去无回，不会保存函数返回地址到LR寄存器中
bl add_func @有去有回，会保存函数返回地址到LR寄存器中
mov r3,#0x4
b stopadd_func:
add r0,r0,r1 @ r0 = r0 + r1 = 0x1 + 0x2 = 0x3
mov pc,lr  @ 恢复现场 pc = lr

作业1

作业2

用for循环实现1~100之间和5050

for(i=1;i<=100;i++)
{sum = sum + i;
}

总结

特殊功能寄存器：sp lr pc cpsr spsr
基本格式：<opcode>{cond}{s} Rd,Rn,#oprand2
数据操作指令1> 数据搬移指令 mov mvn ldr2> 移位操作指令 lsl lsr asr ror3> 算数运算指令 add adc sub sbc4> 位运算操作指令 and orr eor bic5> 比较指令 cmp
跳转指令 b / bl