【嵌入式开发】 ARM 汇编 (指令分类 | 伪指令 | 协处理器访问指令)

   Num:    Value  Size Type    Bind   Vis      Ndx Name

     0: 00000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND 

     1: 50008000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    1 

     2: 50010004     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    2 

     3: 00000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    3 

     4: 00000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    4 

     5: 00000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    5 

     6: 00000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    6 

     7: 00000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    7 

     8: 50010004     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT    2 hello

     9: 50010011     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT    2 bh

    10: 50010011     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT    2 $d

    11: 50010012     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT    2 ADD

    12: 50008000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT    1 $a

    13: 50008004     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __exidx_end

    14: 50010016     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS _bss_end__

    15: 50010016     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __bss_start__

    16: 50008004     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __exidx_start

    17: 50010016     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __bss_end__

    18: 50008000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT    1 _start

    19: 50010016     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __bss_start

    20: 50010018     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __end__

    21: 50010016     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS _edata

    22: 50010018     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS _end

    23: 50010004     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT    2 __data_start

No version information found in this file.

Attribute Section: aeabi

File Attributes

  Tag_CPU_arch: v4

  Tag_ARM_ISA_use: Yes

(3) equ 伪指令

equ 伪指令介绍 : 

-- 伪指令作用 : 该指定作用是定义常量;

-- 代码示例 : 

.text
.global _start
_start:

@定义一个宏变量
.equ DA, 0x68

@将 DA 值赋值给 r0 寄存器
mov r0, #DA

(4) align 伪指令

align 伪指令介绍 : 

-- 伪指令作用 : 标明数据对齐;

对齐代码示例 : 

-- 含有对齐的代码 : 

.data	@定义数据变量
hello:	@标明变量地址, 字符串变量
.ascii 'Hello World !'
bh:	@标明变量地址, byte 变量
.byte 0x1
ADD:	@标明变量地址, word 变量
.word 0xff

.text
.global _start
_start:

@定义一个宏变量
.equ DA, 0x68

@将 DA 值赋值给 r0 寄存器
mov r0, #DA

-- 不含对齐的代码 : 

.data	@定义数据变量
hello:	@标明变量地址, 字符串变量
.ascii 'Hello World !'
.align 4
bh:	@标明变量地址, byte 变量
.byte 0x1
ADD:	@标明变量地址, word 变量
.word 0xff

.text
.global _start
_start:

@定义一个宏变量
.equ DA, 0x68

@将 DA 值赋值给 r0 寄存器
mov r0, #DA

代码 elf 内容对比 : 这里省略大部分, 只给出内存对应地址, 查看对齐内容;

-- 没有对齐的代码 : 0x50010011 明显不能被 4 整除;

-- 对齐的代码 : 0x50010020 可以被4整除, 此时已经进行了对齐;

3. 操作类伪指令

(1) ldr 伪指令

机器码 shifter_operand 段解析 : 

-- 段解析 : 其中 4 位存放位移值, 8 位存放数值, 因此 立即数不能超过 8位, 最大 0xFF;

-- 缺陷 : 无法使用 大的数字;

-- 示例 : 

.text
.global _start
_start:

mov r0, #0xFFF

-- 编译错误 : 

octopus@octopus:~/arm/demo$ make
arm-linux-gcc -g -o start.o -c start.S
start.S: Assembler messages:
start.S:5: Error: invalid constant (fff) after fixup
make: *** [start.o] 错误 1

ldr 伪指令 : 

-- 作用 : 可以 向寄存器中赋值 大立即数;

-- 语法格式 : 'ldr r0, =0xFFF', 注意 不使用 # , 使用 = 后面加上立即数;

-- 代码示例 : 此时能编译成功, 0xfff 被赋值给 r0 寄存器;

.text
.global _start
_start:

ldr r0, =0xFFF

-- 反汇编 elf 代码 : 

octopus@octopus:~/arm/demo$ arm-linux-objdump -S -D start.elf 

start.elf:     file format elf32-littlearm

Disassembly of section .text:

50008000 <_start>:

.text

.global _start

_start:

ldr r0, =0xFFF

50008000: e51f0004 ldr r0, [pc, #-4] ; 50008004 <_start+0x4>

50008004: 00000fff .word 0x00000fff

Disassembly of section .debug_aranges:

... ...

-- 分析反汇编代码 : '50008000: e51f0004  ldr r0, [pc, #-4] ; 50008004 <_start+0x4>' 代码表明 ldr r0, =0xFFF 是使用 ldr 读取内存指令, 从 pc - 4 地址上读取该地址存储的值, '50008004: 00000fff  .word 0x00000fff'  表明 系统将 0xFFF 定义在了 pc -4 内存地址中;

(2) nop 伪指令

nop 伪指令 : 

-- 作用 : 进行延时, 在一些对时序要求较高的程序中, 使用该指令进行一个时钟的延时;

-- 代码示例 : 

.text
.global _start
_start:

nop

-- 反汇编 : nop 伪指令执行了 'mov r0, r0' 这个无意义的操作;

octopus@octopus:~/arm/demo$ arm-linux-objdump -S -D start.elf 

start.elf:     file format elf32-littlearm

Disassembly of section .text:

50008000 <_start>:
.text
.global _start
_start:

nop
50008000:	e1a00000 	nop			(mov r0,r0)
Disassembly of section .debug_aranges:

... ...

三. 协处理器访问指令

1. 协处理器简介

协处理器简介 : 

-- 作用 : 执行特定处理任务, 减轻处理器负担;

-- 数学协处理器 : 主要进行数字处理;

-- 协处理器支持 : ARM 芯片最多支持 16 个协处理器, 最重要的协处理器 是 CP15;

CP15 协处理器作用 : CP15 是系统控制寄存器, 通过这些寄存器, 配置与控制 缓存, MMU, 保护系统, 时钟模式 和 其它系统参数;

-- 如何访问 CP15 : 通过访问 CP15 中的寄存器控制上面的参数, CP15 提供了 16 组寄存器;

-- 文档 : 

2. 协处理器访问指令

mcr 指令解析 : 详情见 ARM11 文档, P145, 3.2;

-- 作用 : 将本地寄存器中的数据 赋值给 CP15 的寄存器;

-- 语法格式 : 'MCR{cond} P15,,,,,';

-- 语法解析 : CRn 表示 CP15 寄存器属于哪一组, CRm 也是组名;

-- 代码示例 : 

.text
.global _start
_start:

@'MCR{cond} P15,,,,,'
@读取 MainID 寄存器
mcr p15, 0, r0, c0, c0, 0

-- 文档截图 : 

-- CP15 寄存器访问 : 如果读取 MainID 寄存器, 就取前面的哪些 CRn Op1 CRm Op2 等参数;