ARM day2、day3 汇编

一、汇编学习：可以向上理解软件、向下感知硬件

二、符号（注释）

@	注释
#	注释（放在行首表示注释一行）
/*? ? */	注释
#+数字	立即数
：	一种标号（比如main:? ? ? ? loop:）
.text? ? ? ? .end+换行	固定格式

三、ARM指令格式和立即数

ARM指令构成	ARM 指令包含操作码和一些其他的信息，只剩下8 位存放数据 具体来说，一个 ARM 指令通常由以下部分组成： 操作码（Opcode）：这指定了指令的基本操作，例如 ADD、MOV、SUB 等。 条件码（Condition）：这指定了该指令在什么条件下执行。 寄存器索引（Register Index）：这指定了要操作的寄存器。 位移量（Offset）：这是一个相对于某个基址的偏移量，常用于内存操作。 立即数（Immediate）：这是一个直接嵌入到指令中的数值。 其中，操作码、条件码、寄存器索引和位移量总共占据了大部分的指令位数，因此，一个 ARM 指令中只有少部分（通常为 8 位）是用来表示立即数的。 例如，一个 ARM 指令可能是这样的格式： Opcode ? ?Condition ? Register1 ?Register2 ?Offset/Displacement? ?#0
一般指令格式	操作码 ?目的操作数 ? 源操作数 ? mov ??? ?r0， ??? ? ?#5 ?? mov ??? ?r0,? ? ? ? ? ?r1?
立即数的优点	取指的时候，可以直接读到cpu ?不需要单独去内存读取，速度快
立即数的缺点	不能是任意的32位数字，有局限，且只能放在指令右边

?四、如何判断立即数合法

转化为二进制编码，观察第一个1和最后一个1之间的位数(包含这两个1) 1、将数据转换为 二进制编码 ? 4 个一组? 2、数1 的位数， 如果超过8 个 那就不是立即数 3、如果数据中有连续 ?大于等于 24 个 0 ，通过循环位移 偶数位， 使其高位全部为0? 4、找到 高位1 去掉前边偶数个0? 5、找到低位的1， 去掉末尾偶数个0? 6、剩下的位数小于等于8 那么就是立即数，否则 不是?

eg1：0xF000 000F 1111 ?0000 0000 0000 0000 0000 0000 ?1111 -- 1111 1111合法

eg2：0x123 ... 0000 ? ?0001 0010 0011 -- 01 0010 0011不合法

eg3：0x234 ....?? ? 0010 0011 0100合法

eg4：0x3F0 ... ? ? ?0011 1111 0000合法

五、伪指令

伪指令不是指令

伪指令和指令的根本区别	编译后，是否生成机器码（伪指令不会生成）
伪指令的意义	指导编译的过程（如果需要执行伪指令，必须先翻译成在指令） 比如.text? .end 也是伪指令
伪指令和编译器相关	我们用到是gnu工具链，因此我们学习的是gnu 环境下的汇编伪指令
常用伪指令	? ? ldr ?//大范围地址的加载指令 ? ? adr ?//小范围地址的加载指令 ? ? adrl //中范围地址的加载指令 ? ? nop ?//空操作 ? ? ldr (load register) 将内存内容加载进入通用寄存器? ?? ?str (store register) 将寄存器内容存入内存空间

eg： ldr r0, =0x12345678 num ： .word ? 0x15300000 ? ? //int ?num = 0x15300000? buf1: .byte 1, 2, 3, 4?? ??? ?//char ?buf1[4] = {1,2,3,4};?

六、指令--搬移、偏移指令

mov	搬移 mov r2, r1 ? // r2 = r1 mov r0, #7 ? //r1 ?= 7?
mvn	取反搬移 mvn r0, r1 ? // r0 = ~r1
ldr	向寄存器存入非立即数可以用伪指令
LSL	左移位
LSR	右移位
ASL	算术左移位（位数不够补符号位）
ASR	算术右移位（位数不够补符号位）
ROR	循环移位
RRX	带扩展的循环右移
偏移指令总结	?? ?mov r0,r2, ?lsr #3 ? //r0 = r2 ?>> 3? ? ? mov r1 ,r0,lsl #1 ? ?? ?//r1 = r0 << 1? ? ? add ? r2, r1,r0,lsr #2 ?// r2 = r1 + r0 >> 2? ? ? ? ?? ? ? ?? ?LSL '逻辑左移' （Logical ? shift ?left） ? ? ? ? LSR '逻辑右移'（Logical ? shift ?right） ? ? ? ? ASL '算术左移' (Arithmet ?shift ?left ) ? ? ? ? ASR '算术右移'(Arithmet ?shift right ) ? ? ? ? ROR '循环右移' ? ? ? ? RRX '带扩展的循环右移'
重要例子	tst ?r0, #0x8?? ?@判断某个数的某几位 是否为 0 ?? ?@ movne ?r11, #1 ?? ?moveq ?r11, #1 ? @当上一条判断结果相等时 ?执行 mov ?? ?movne ?r12, #2 ? @当上一条判断结果不相等时执行mov? tst ?r0, #0x8? ? 表示判断r0的第三位(8的二进制1000，也就是从右往左的第四位（0 1 2 3）)是否为0 eq? ne表示相等/不相等

?搬移

练习：
	 a) r0 = 16
    b) r0 = r1/16
    c) r1 = r2 *2
    d) r0 = -4
    e) r1 = r0/2
 答：   
	mov r0, #16 	
	mov r1, #32
	mov r2,r1, LSR #4
	mov r2, #4
	mov r3, r2, LSL #1	
	mov r0, #-4 	
	mov r1,r0, ASR #1 

偏移（移位）

.text   @基本格式的头
@搬移指令 
	mov r0, #3			@搬移指令：   r0   = 3 ； #3 立即数 
	ldr r0, =0xfff00000 @ldr 伪指令   r0   = 0xfff 
	
	mov r1,r0			@搬移指令	  r1   = r0 
	
@移位
	mov  r0, #0x4	
	mov  r1, r0,  LSL #1 @r1=r0 << 1 , 逻辑左移： 高位移除部分舍去，低位不够补0

	ldr  r0, =0xffffffff
	mov  r2, r0, LSR #1  @r2=r0 >>1  逻辑右移，低位移除部分舍去， 高位部分不够补 0

	mov  r3, r0, ASR #1  @r3 = r0 >> 1  算术右移，低位移除部分舍去 高位不够 补 符号位
	
	ldr  r0, =0x7000000f 
	mov  r4,r0, ROR #1	  @r4 = r0 >>1 , 循环右移， 低位移除部分补到 高位 
	
	ldr  r0, =0xff0000ff
	mvn  r5,r0			  @r5 = ~r0
	


.end    @基本格式的尾巴  通常 该行下边 加空行

七、指令--位操作? AND ORR BIC EOR

and	与
orr	或
bic	按位清零（比如说0x4 就表示第2位(从0开始数)清零） bic ?r0,r1,#0x4 ?//r0 ?= r1 &(~0x4 ?)
eor	异或

.text   @基本格式的头
	@逻辑指令
	mov r0, #6
	mov r1, #5
	and r2, r0,r1	@r2 = r1 & r0
	orr r3, r0,r1	@r3 = r1 | r0
	eor	r4, r0,r1	@r4 = r1 ^ r0 
	
	ldr  r0,=0x12345678
	bic  r1, r0, #0xff
	bic  r2,r0, #0xf0000000
	
	tst  r0, #0x8	@判断某个数的某几位 是否为 0
	@ movne  r11, #1
	moveq  r11, #1   @当上一条判断结果相等时  执行 mov
	movne  r12, #2   @当上一条判断结果不相等时执行mov 
	
	@使能中断和快速中断（设置cpsr的值）
	mrs r0, cpsr  @ r0 = cpsr
	bic r1, r0, #0xc0
	msr cpsr, r1  @cpsr = r1
	

.end    @基本格式的尾巴  通常 该行下边 加空行

?八、指令--比较指令、测试指令

用法注意：?? ????????cmp ????????moveq ????????movne

cmp	cmp ? r1, r0 ? ????????//改变 cpsr 的 NZ? moveq ?r2， #0 ? ?//相当于 ?if （r1 == r0） ?r2 = 0（这是两行代码）
cmn
关系符号	eq == ge >= gt > le <= lt < ne !=
tst	实质是做 与运算， 通常用于 测试某一位或几位是0 还是1 结果 CPSR ?'Z' ?位来判断，?Z 位位 1 表明结果为0? tst ?r0, ?#0x10 ?//测试 第4位是否为 0， ?if((r0 ?&(0x10)) == 0) //00010000
teq	实质是异或运算 ?测试两个 数是否相等，如果两个数相等或者异或结果 为 0 ?修改 cpsr 的z 位 判断 teq r0， r1 ? // if((r0 ^ r1 ) == 0)?

.text   @基本格式的头
@比较指令
	/*
		int  a = 5；
		if（a >= 5）
			a =  0
			else 
			a = 100
		
	*/
	/*
	mov r0, #5
	cmp r0, #5   		@比较指令 ， 比较 r0 和 5 
	movge   r0 , #0		@当cmp的结果 >= 时， r0 = 0 
	movlt	r0, #100	@当cmp的结果 是 < 时， r0 = 100
	*/

.end    @基本格式的尾巴  通常 该行下边 加空行

九、指令--算术指令 ：ADD ADC SUB SBC RSB RSC

add	相加 add r2, r1,#3 ? ? //r2 = r1 + 4?
adds	会改变条件位的相加（配合adc使用） adds ?r0, r1, r2 ? // ?r0 = r1 + r2 ?&& ?(cpsr ) v c? CPSR：进位 -- c置为1?? ?溢出 -- v置为1 补充--溢出：在两个正数相加时，如果结果超过了机器所能表示的最大正数，那么就发生了上溢。同样地，在两个负数相加时，如果结果小于机器所能表示的最小负数，那么就发生了下溢
adc	带进位的加法(常用于64位加法，配合adds使用) adc ?r0, r1, r2 ?//r0 = r1 + r2 ?+ (cpsr) ?c
sub	相减 sub r1， r2, r3?
subs	影响cpsr的条件位? 没有借位 时 cpsr ?'c' 位 置1 ?当有借位 c = 0?
sbc	sbc ?带借位的减法
rsb	rsb ? 逆向减法 rsb r1,r2, r3 ?//r1 ?= r3 - r2?
mul	乘法指令? mul r2, r0, r1 ?// r2 = r0 * r1?

练习：64位加减法（高32位 低32位）

.text   @基本格式的头
	@算术指令
	mov r0, #10
	mov r1, #5
	add r2, r0, r1 	@r2 = r0 + r1 
	 
	ldr  r0, =0xff000000
	ldr  r1, =0xf0000000
	@add  r2, r0, r1    @(不带进位加法)
	
	adds  r2, r0, r1  @r2 = r0 + r1 , 如果有进位 那么会修改cpsr的进位值

	mov r3, #1
	mov r4, #1
	adc r5,r3,r4    	@r5 = r3 + r4 + 进位值

	@64 bit 两个数的加法  r0, r1 表示被加数， r2， r3表示加数 
	@64 bit 两个数的减法 
	ldr r0, =0xffffffff			@低32 bit
	ldr r1, =0x1				@高32bit
	
	ldr  r2,=0x1				@低32bit 
	ldr	 r3,=0x5				@高32bit 
	
	adds  r4, r0, r2
	adc   r5, r1, r3
	
	subs  r6, r2,r0
	sbc   r7, r3,r1
	@add  r2, r0, r1 			@不带进位 不能计算 64 bit 
	
	

.end    @基本格式的尾巴  通常 该行下边 加空行

十、条件码（eq、ne、lt小于、gt大于）

十一、跳转

b 类似 goto? ? ? bl ?跳转之前 先保存 下一条指令的地址 ? ? bl： lr（r14） = pc （r15） -4 ? ?（由cpu 帮我们执行 ）

练习：函数跳转

int ?main(void ) { ? ?? ? ? int ret = 0; ? ? func1(2); ? ? while(1) ;? } func1（int a） { ? ? if(a == 2) ?return func2(a) ? ? ? ? else ? return func3 (a) ? ? ? ? } func2(int a) { ? ? return a+3; ? ? ?? } func3(int a) { ? ? return a-1;? } ? ?

.text   @基本格式的头
	@跳转练习
	
main:
	mov r0, #0
	mov r1, #2
	bl func1

main_end:
	b  main_end  	@死循环
	
func1:
	cmp r1, #2
	bleq  func2
	blne  func3
func1_end:

func2:
	add r1, #3
	b func2_end
func2_end:
	mov pc, lr

func3:

@.....字节补充一下
func3_end:

	

.end    @基本格式的尾巴  通常 该行下边 加空行

练习：1加到100

.text   @基本格式的头
	@跳转指令 
	/*
	mov  r0, #1
	mov  r1, #10
	
	b  t			@跳转指令， 跳到 t 后执行 
	add  r2, r0, r1
	
t:	
	sub r3, r0, r1
	
	@b  t 
	*/
	
	@实现 1-100的累加 和 
	/*
		for(int i=1; i<=100; i++)
		{
			static int sum += i; 
		}
	*/
	
	mov r0, #0    	@类似 sum 累加和
	mov r1, #1		@类似 i   循环变量
loop:
	@循环计算
	cmp r1, #100
	bgt	loop_end	@这句 相当于 判断 i 大于 100 跳出循环 
	
	add r0,r1		@相当于 sum += i; 
	add r1, #1		@相当于 i++
	b loop			@继续下次循环
	
loop_end:
	@结束 
	mov r12,r0   @把计算结果 放到 r12 
	
	

.end    @基本格式的尾巴  通常 该行下边 加空行

练习：延时1s

.text   @基本格式的头
	@跳转指令 
	@实现延时 1 s
	ldr r0, = 0x1f1fffff   @具体多少为 1秒 需要计算
loop:
	cmp r0, #0
	beq  loop_end

	sub r0,#1
	b loop
loop_end:
	mov r12, #0
	

.end    @基本格式的尾巴  通常 该行下边 加空行

十二、修改ARM状态和模式 ？？？

.text   @基本格式的头

	@判断 当前工作状态是否 是ARM 状态 ，如何切换到 user 模式或其他模式 
	mrs  r0, cpsr  				@r0 = cpsr 
	mov r1, #0x20  				@0010 0000   T 位    
	orr  r1, r1, #0x1000000 	@J 位， 结果r1把 T位和 J位置为1 ,其余为0
	
	tst r0, r1				@判断 r0中的J和 T 是否为 0 
	biceq  r0, #0x1f		@把 mode 清0 
	orreq  r0, #0x10		@把mode 变为 user模式： 10000
	msr  cpsr, r0  			@cpsr = r0
	 	
.end