ARM微架构与程序编写

目录

1.流水线

2.指令流水线 

3. 多核处理器​编辑

4. 工程搭建

4.1为Keil软件配置编译工具链

5.程序编写 

5.1 数据处理指令

5.2 带标志位的加法ADC ADDS

5.3 跳转指令B\BL

5.4 单寄存器内存访问

5.5 批量寄存器内存访问

5.6 栈的应用->叶子函数的调用过程

5.6 栈的应用->非叶子函数的调用过程

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1.流水线

2.指令流水线 

3. 多核处理器

4. 工程搭建

4.1为Keil软件配置编译工具链

4.1.1创建新工程

4.1.2设置工程保存的路径和工程的文件名字，在这里我将工程保存到 ARM-ASM 文件夹下，将工程命名为 arm-asm。 

4.1.3 设置我们工程支持哪款 CPU，这里我们选择 Samsung 的 S3C2440A 芯片

 4.1.4 单击“OK”之后，弹出提示框是否导入启动文件，选择“否”：

4.1.5建好工程后，软件界面如下图所示： 

4.1.6 添加.s汇编文件到工程中

 

 

4.1.7 在.s汇编文件中写汇编代码

 

5.程序编写 

1指令：编译完生成一条机器码存储在内存单元当中，CPU执行时能完成对应的操作
   1) 数据处理指令： 对数据进行逻辑、算数运算
   2) 跳转指令： 实现程序的跳转，实质是修改PC
   3) Load/Store指令：对内存的读写操作
   4)状态寄存器传送指令：对CPSR进行读写操作
   5)异常中断产生指令：触发软中断，常用于内核的系统调用
   6）协处理器指令；操作协处理器的指令

2.伪操作：不会生成机器码也不会占用内存，其作用是告诉编译器怎样编译（类似C中的宏定义）
3.伪指令：不是指令，编译器在编译时将其替换成等效的指令

5.1 数据处理指令

AREA RESET,CODE,READONLY;定义一个代码段RESET,属性为只读
ENTRY ;程序的入口
; 1）数据处理指令
;  搬移指令 MOV  作用：赋值=
     MOV R0,#2
     MOV R1,#3
     MOV R2,#1    
     MOV R3,#3
     MOV R4,#4
     MOV PC,#0 ;PC取址0 循环

;数据取反指令 MVN
     MVN R4,#0X000000FF ;R4=~0X000000FF=0XFF000000
     MOV R5,#255

;    立即数：合法的数，包含在指令中的数
;    与普通变量的区别：立即数是存储在寄存器中，执行速度快
;    缺点：长度有限 这里规定最大为12bit，2^12=4096个数（连续数:0-255）其余为离散数
     LDR R5,=0X12345678 
;  加法指令 ADD
    ADD R2,R0,R1  ;R2=R0+R1
;  减法指令 SUB
     SUB R2,R1,R0  ;R2=R1-R0
;  乘法指令 MUL
     MUL R2,R0,R1   ;R2=R0*R1
 END

 ;    nzcv验证
;   SUBS R2,R0,R1   ;验证N 加S并使用减法指令产生负数，验证N位，发现被置位 n=1负数 
;   SUBS R1,R0,R2   ;验证Z 加S并使用减法指令产生0，验证z位，发现z和c都被置1，
                                  ;因为减法时产生借位c会被置0，没有借位被置1
;     MOV R1,#0XFFFFFFFE
;     MOV R2,#2
;     ADDS R3,R1,R2  ;验证C，加法指令产生了进位（注意这里是32位），C位被置1

5.2 带标志位的加法ADC ADDS

;    第一个数；0X00000001 0XFFFFFFFF
;    第二个数；0X00000003 0X00000004
;    第一个数的低32位放到R1，高32bit放R2
;    第二个数的低32位放R3，高32bit放R4
;    低加低 高加高 运算结构的低32bit放R5，高32bit放R6
     MOV R1,#0XFFFFFFFF
     MOV R2,#0x00000001
     MOV R3,#0X00000004
     MOV R4,#0X00000003
     ADDS R5,R1,R3   ;ADDS进位 C标志位置1
     ADC R6,R4,R2  ;本质R6=R4+R2+‘c’   ADC带进位的加法

5.3 跳转指令B\BL

    MOV R0,#2
    CMP R0,#1
    ;B JUMP        ;B 只是跳转
    ;BL JUMP      ;BL 跳转后PC=LR 可跳转回去
    ;BEQ JUMP   ;CMP相等时跳转==if((EQ)(B JUMP)) 本质：if(R0-#1==0){B JUMP}
    ;BNE JUMP   ;CMP不相等时跳转
    MOV R0,#2
    MOV R0,#3
JUMP
    MOV R0,#4
    MOV R1,#5
    MOV PC,LR  

5.4 单寄存器内存访问

单寄存器内存访问的索引方式(寻址方式)
    MOV R0,#0XFFFFFFFF
    MOV R1,#0X40000000
    STR R0,[R1] ;将R0的数据写到R1地址内
    LDR R2,[R1] ;读取R1地址里的内容到R2中
前索引 先偏移8位后存储数据
    STR R0,[R1,#8]
后索引 先存储数据后偏移地址
    STR R0,[R1],#4
自动索引 （前后索引）偏移地址并存储数据
    STR R0,[R1,#4]!

 

5.5 批量寄存器内存访问

    MOV R0,#1
    MOV R1,#2
    MOV R2,#3
    MOV R3,#4
    MOV R4,#5
    MOV R5,#0X40000020
    STM R5,{R0-R4}
    STM R5,{R4,R2,R3,R1,R0}

   STMIA R5!,{R0-R4}     ; 空增
   STMIB R5!,{R0-R4}     ; 满赠
   STMDA R5!,{R0-R4}   ; 空减
   STMDB R5!,{R0-R4}   ; 满减

5.6 栈的应用->叶子函数的调用过程

   MOV SP,#0X40000020 ;初始化栈地址
MAIN
    MOV R1,#1
    MOV R2,#2
    BL FUNC
    ADD R3,R1,R2
TOP
    B TOP
FUNC
    STMFD SP!,{R1,R2}
    MOV R1,#10
    MOV R2,#5
    SUB R3,R1,R2
    LDMFD SP!,{R1,R2}
    MOV PC,LR

5.6 栈的应用->非叶子函数的调用过程

   MOV SP,#0X40000020 ;初始化栈地址
MAIN
    MOV R1,#1
    MOV R2,#2
    BL FUNC
    ADD R3,R1,R2
TOP
    B TOP
FUNC
    STMFD SP!,{R1,R2,LR}
    MOV R1,#10
    MOV R2,#5
    BL FUNC1
    SUB R3,R1,R2
    LDMFD SP!,{R1,R2,LR}
    MOV PC,LR
FUNC1
    STMFD SP!,{R1,R2}
    MOV R1,#20
    MOV R2,#10
    SUB R3,R1,R2
    LDMFD SP!,{R1,R2}
    MOV PC,LR
 END