ARM汇编[1] 打印格式化字符串（printf

写在前面

如果您对ARM汇编还一无所知的话请先参考ARM汇编hello world
本篇不会广泛详细的列举各种指令，仍然只讲解最关键的部分，然后使用他们来完成一个汇编程序

关键知识

简单加减乘除

加
add x0, x1, x2
x0 = x1 + x2

减
sub x0, x1, x2
x0 = x1 - x2

乘
mul x1, x1, x0
x1 = x1 × x0，保存结果的低64位

除
sdiv x0, x1, x2
x0 = x1 / x2，保存结果的商
msub x3, x0, x2, x1
x3=x1-(x0 × x2)，计算上述除法指令的余数

函数调用和循环

以下面这段计算字符串长度的程序为例

.datastrr:   .string  "hello~"strlen:stp     x29,x30,[sp, -16]!mov     x10,    0         // use x10 as counterstrlen_loop:              // compare if cur byte is \0ldrb    w9,     [x0, x10]cmp     w9,     0beq     strlen_lendadd     x10,    x10, 1b       strlen_loop       // enter next round loopstrlen_lend:mov     x0,     x10ldp     x29,x30,[sp], 16ret	_start:ldr     x0,     =strrbl      strlen

（上述代码片段并不完整，仅做说明使用）

x29 帧指针寄存器
x30 下一条指令寄存器
sp 栈指针寄存器

执行前先将x29和x30寄存器保存在sp,sp+7 . sp+8,sp+15的地方，并将sp的值减去一些以用作栈空间保存临时变量
结束的时候再从栈中恢复
x30寄存器保存的是下一条指令的地址，在ret执行的时候要用到

如果只是普通的调用这一个函数那即使不保存也不会出问题，但是如果这个函数内又调用了其他函数，那么这个x30寄存器就会指向错误的地址导致永远陷在这个函数中。（bus error）

函数调用和循环实际上都是跳转类指令
上述代码片段使用了bl、b和beq指令

bl指令：跳转到指定的地址执行下一条指令，并将跳转前的下一条指令地址保存在x30寄存器中，在ret的时候恢复（ret伪指令实际上是bl x30）
b指令：和bl一样但不保存x30，也就是说如果用b指令调用函数那结束的时候跳不回来
beq指令：判断标志位进行跳转的b指令，beq是相等时跳转

子函数调用的时候要记得把x9、x10…这些通用寄存器压栈保存，调用完再恢复

系统调用

ARM汇编hello world
这里已经讲过，本篇不再赘述

栈的使用

暂时没时间写，，看下示例程序吧，都写了注释的，有空的话我补一下

GDB调试

GDB调试在汇编中是必不可少的，学习汇编语言3天比我用c语言写3个月代码出的段错误都多，，
c语言还可以靠printf定位，汇编又没有，，

参考AT&T汇编的GDB调试这一节，用GDB调试的操作都是一样的

示例代码

实现类似c语言中printf函数的功能
用4个子函数实现
strlen:计算字符串长度
numlen：计算数字长度
numtos：将8位长度以内的数字转成ASCII码的字符串格式
prints：实现了能在格式化字符串中拼接打印一个正数的功能

root@arco-arm:/home/arco/as/prints# cat prints.s 
.datastrr:   .string  "ret=%d\n"
.text.global strlen.global numlen.global numtos.global prints.global _start// p1:  source string
// ret: length of string
strlen:stp     x29,x30,[sp, -16]!mov     x10,    0         // use x10 as counterstrlen_loop:              // compare if cur byte is \0ldrb    w9,     [x0, x10]cmp     w9,     0beq     strlen_lendadd     x10,    x10, 1b       strlen_loop       // enter next round loopstrlen_lend:mov     x0,     x10ldp     x29,x30,[sp], 16ret// p1:  source number
// p2:  10/16
// ret: length of number
numlen:stp     x29,x30,[sp, -16]!mov     x12,     0         // use x12 store lengthnumlen_loop:sdiv    x9,     x0, x1     // use x9 cache quotientmsub    x10,    x9, x1, x0 // (x10=x0-(x9*x1))use x10 cache remainderadd     x11,    x9, x10cmp     x11,    0beq     numlen_lendadd     x12,    x12, 1     // length+1mov     x0,     x9         // use quotient as new dividendb       numlen_loop        // enter next round loopnumlen_lend:mov     x0,     x12        // copy the value from x12 to x0 as resultldp     x29,x30,[sp], 16ret// p1:  source number
// p2:  10/16
// ret: string format number
numtos:stp     x29,x30,[sp, -32]! // save stack pointerstr     x0,     [sp, 16]   // save origin num in stackbl      numlen		   // call numlenmov     x11,    x0         // use x11 store num lengthldr     x0,     [sp, 16]   // restore origin num from stackmov     x12,    0          // use x12 as counteradd     x13,    x11, 15    // use x13 cache stack position(sp+16~16+len)numtos_loop:sdiv    x9,     x0, x1     // (x9=x0/x1)use x9 cache quotientmsub    x10,    x9, x1, x0 // (x10=x0-(x9*x1))use x10 cache remainderadd     x10,    x10, 0x30  // add '0'// sp+ :// sp+17:2// sp+16:1strb    w10,    [sp, x13]  // store 1 byte to stack sub     x13,    x13, 1     // next byte position(from stack high to low, num l2hadd     x12,    x12, 1     // counter++cmp     x11,    x12	   // judge if calculate overmov     x0,     x9         // use quotient as dividendbeq     numtos_lendb       numtos_loopnumtos_lend:ldr     x0,     [sp, 16]   // copy stack value to x0ldp     x29,x30,[sp],32    // restore stackret// p1:  format string
// p2:  target number
prints:stp     x29,x30,[sp,-64]!mov     x9,     0          // use x9 as counterstr     x0,     [sp, 16]   // save format string addrstr     x1,     [sp, 24]   // save target numberprints_loop:ldr     x0,     [sp, 16]   // restore format string addrldrb    w10,    [x0, x9]   // read 1 bytecmp     w10,    0          // judge if overbeq     prints_lendcmp     w10,    0x25       // judge if %beq     prints_valueprints_value_over:// counter point to next char	ldr     x1,     [sp, 16]   // restore str addradd     x1,     x1, x9     // next char addr is origin+offsetmov     x0,     1mov     x2,     1mov     x8,     64svc     #0add     x9,     x9, 1b       prints_loopprints_lend:ldp     x29,x30,[sp], 64ret
prints_value:add     x9,     x9, 1      // counter+1, jump %ldrb    w10,    [x0, x9]   // read the byte after %cmp     x10,    0x64       // case %dbeq     prints_decb       prints_value_over  // if no matches, jump back and print next char
prints_dec:str     x9,     [sp, 40]   // save x9 (counterldr     x0,     [sp, 24]   // restore target numbermov     x1,     10bl      numlenmov     x2,     x0str     x2,     [sp, 32]   // save the length of target numberldr     x0,     [sp, 24]mov     x1,     10bl      numtosldr     x9,     [sp, 40]   // restore x9str     x0,     [sp, 24]   // store str format num in sp+24mov     x0,     1          // stdoutmov     x1,     spadd     x1,     x1, 24     // the address of str format numldr     x2,     [sp, 32]   // out lengthmov     x8,     64svc     #0add     x9,     x9, 1      // to next charb       prints_value_over_start:ldr     x0,     =strrmov     x1,     123bl      prints# exitmov     x8,     #93// use return of numlen as returnsvc     #0