ARM属于RISC体系结构,一个AMR汇编程序中的大部分汇编指令,基本上都和数据传输有关,在内存-寄存器,内存-内存,寄存器-寄存器之间来回传输数据。不同的ARM指令又有不同的寻址方式,比较常见的寻址方式有寄存器殉职,立即寻址,寄存器偏移寻址,寄存器间接寻址,多寄存器寻址,相对寻址。
3.3.1?寄存器寻址
???寄存器寻址比较简单,操作数保存在寄存器中,通过寄存器名就可以直接对寄存器中的数据进行读写。
mov?r1,r2
add?r1,r2,r3?
3.3.2?立即数寻址
??在立即数寻址中,ARM指令中的操作数为一个常数,立即数以#为前缀,0x前缀表示该立即数为十六进制,不加前缀默认就是十进制。
add?r1,r1,?#1?//r1?=?r1?+?1
mov?r1,?#0xff?将十六进制0xff,?写入寄存器r1
mov?r1,?#12?将十进制12u存入寄存器r1
add?r1,?r1,?#16,?20?r1?=?r1?+?16?立即数16右移20位
3.3.3?寄存器偏移寻址
????寄存器偏移寻址可以看作寄存器寻址的一种特例,通过第二个操作数operand2的灵活配置,我们可以将第二个操作数各种左移和右移操作,作为新的操作数使用。
mov?r2,?r1,?LSL,?#3?r2?=?r1?<<?3
add?r3,?r2,?r1,?LSL?#3?r3?=?r2?+?r1?<<?3
add?r3,?r2,?r1,?LSL?r0?r3?=?r2?+?r1<<r0
常见的移位操作有逻辑移位和算数移位,两者的区别是,逻辑移位无论是左移还是右移,空缺位一律补0,而算术移位则不同,左移时空缺位补0,?右移时空缺位使用符号位填充。
3.3.4?寄存器间接寻址
???寄存器间接寻址主要用来在内存和寄存器之间传输数据。寄存器中保存的数据在内存中的存储地址,我们通过这个地址就可以在寄存器和内存之间传输数据。C语言中的指针操作,在汇编层次其实就是使用寄存器间接寻址实现的,寄存器间接寻址的使用示例以及使用说明如下所示。
???LDR?r1,?[r2];?将r2中的值作为地址,取该内存地址上的数据,保存到r1
str?r1,?[r2]?将r2中的值作为地址,将r1寄存器的值写入该内存地址。
3.3.5?基址寻址
????基址寻址其实也属于寄存器间接寻址,两者的不同之处在于,基址寻址将寄存器中的地址与一个偏移量相加,生成一个新的地址,然后基于这个新地址去访问内存。
ldr?r1,?[fp,?#2]?将fp中的值加2作为新地址,取该地址上的值保存到r1
ldr?r1,?[fp,?#2]?fp?=?fp?+?2?将fp?+?r0?作为新地址,取该地址上的值保存到r1。
ldr?r1,?[fp,?r0]?将fp?+?r0?作为新地址,取该地址上的值保存到r1
ldr?r1,?[fp,?r0,?LSL?#2]?将fp?+?r0?<<?2作为新地址,读取该内存地址上的值保存到r1
ldr?r1,?[fp],?#2?将fp中国呢的值作为地址,读取该地址上的值保存到r1,?然后fp中的值加2,?
str?r1,?[fp,?#-2]?将fp中的值减2,作为新地址,将r1中的值写入该地址
str?r1,?[fp],?#-2?将fp中的值作为地址,将r1中的值写入此地址,然后fp中的值减2.
????基址寻址一般用在查表,数组访问,函数的栈帧管理等场合。根据偏移量的正负,基址寻址又可以分为向前索引寻址和向后索引寻址,如上面的第1条和第3条指令,就是向后索引寻址,而第6条指令则为向前索引寻址。
3.3.6?多寄存器寻址
????STM/LDM?指令就属于多寄存器寻址,一次可以传输多个寄存器的值。
LDMIA?sp!,?{r0-R2,?r14}?将内存栈中的数据依次弹出到r14,?r2,r1,?r0
STMDB?sp!,?{r0-r2,?r14}?将r0,r1,r2,r14依次压入栈
LDMFD,?sp!,?{r0-r2,?r14}?将内存栈中的数据依次弹出到r14,r2,r1,r0
??????在多寄存器寻址中,用大括号{}括起来的是寄存器列表,寄存器之间用逗号隔开,如果是连续的寄存器,还可以使用连接符-连接,如r0-r3,就表示r0,r1,r2,r3这4个寄存器。LDM/STM指令一般和IA?IB,DA,?DB组合使用,分别表示Increase?After?Increase?before
decrease?after?decrease?before
???LDM?/STM指令也可以和FD,ED,FA,EA组合使用,用于堆栈操作。
栈是程序运行过程中非常重要的一段内存空间,栈是C语言运行的基础,函数内的局部变量,函数调用过程中要传递的参数,函数的返回值一般是保存在栈中的。可以这么说,没有栈,C语言就无法运行。在嵌入式运行的一些启动代码中,你会看到,在运行C语言程序之前,必须要先运行一段汇编代码初始化内存和栈指针SP,然后才能跳到C语言程序中运行。
????ARM没有专门的入栈和出栈指令,ARM中的栈操作其实就是通过上面所讲的STM/LDM指令和栈指针SP配合操作完成的,栈一般可以分为以下四类。
递增栈A:入栈时,SP栈指针从低地址往高地址方向增长。
递减栈D,入栈时,SP栈指针从高地址往低地址方向增长。
满栈F,SP栈指针总是指向栈顶元素
空栈E,SP栈指针总是指向栈顶
???ARM默认使用满递减堆栈,通过STMFD/LDMFD指令配对使用,完成堆栈的入栈和出栈操作。ARM中的PUSH和POP指令其实就是LDM/STM的同义词,是LDMFD和STMFD组合指令的助记符。PUSH指令和POP指令的使用示例如下。
STMFD?sp!,?{r0-r2,?r14}?将r0,r1,r2,r14入栈
LDMFD?sp!,?{r0-r2,r14}?将栈中的数据依次弹出到r14,?r2,r1,r0}
PUSH?{r0-r2,r14}
POP?{r0-r2,r14}
3.3.7?相对寻址
相对寻址其实也属于基址寻址,只不过它是基址殉职的一种特殊情况,特殊在什么地方呢?是以PC指针作为基址寻址的,以指令中的地址差作为偏移。两者相加后得到的就是一个新地址,然后可以对这个地址进行读写操作。ARM中的B,BL,ADR指令其实都是采用相对寻址的,
B?LOOP
LOOP?MOV?r0,?#1
MOV?r1,r0
在上面的示例代码中,B?LOOP?指令其实就等价于
ADD?PC,PC?#OFFSET
??其中OFFSET未B?LOOP?这条当前正在执行的指令地址与地址符号LOOP之间的地址偏移,B指令的前后跳转范围[0,?32MB],如果你编写的程序生成的二进制文件小雨32MB。基本上就可以随意的使用B指令跳转了。
??除此之外,很多位置无关的代码,如动态链接库,在汇编代码层次实现其实也是采用相对寻址的。程序中的使用相对寻址访问的好处是不需要重定位,将代码加载到内存中的任何地址都可以直接运行。