最近打算玩一下STM8, 只为了消化一下我的库存，因为我曾经买过几个型号的STM8单片机，但是一直没用来DIY啥。我对STM8熟悉程度远不如STM32, 后者是流行广泛的ARM核，STM8却是ST独家的架构。
STM8 CPU是在ST7基础上增强，有人说是从6502演变来的，我看倒也不像。学习了一下历史，Motorola的6800演变出来的6805/6811/6809三个分支，以及6502这个与6800有渊源的CPU，从寄存器和指令集上看STM8是和它们有相似之处的，不过差异的地方也很大。作为一个8位MCU，STM8的寻址范围居然达到16M byte（我不信ST会给8位机配上1M以上的ROM或RAM），寻址模式就很多了，间接内存访问比x86都复杂，看惯了RISC的CPU更不能忍。好吧，虽然指令集复杂，STM8的执行速度还快，反正不会纯用汇编来开发。
ST并没有提供STM8的C编译器（汇编器是有的），需要用第三方的。Cosmic C编译器有免费License的版本可以用，这也是ST推荐的，我就装了一个来试。ST官方支持的还有Raisonance的编译器，此外IAR也有STM8的开发环境。
试写了个C程序测试，可以用STVP连接ST-Link下载程序，但我觉得还需要个能反汇编看编译结果的东西。Cosmic工具链里面没有反汇编程序，ST的汇编工具里也没有，STVD既然能跟踪调试应该有，但我没能把它用起来。
干脆自己写一个STM8反汇编工具吧，也练下手怎么写。
先研究下STM8的指令集，这是一种典型变长指令集，除了前缀字节，操作码就在一个字节里面。于是我照着手册统计了一张表出来：
一个字节能表示的范围除了 0x90, 0x91, 0x92, 0x72 用来做指令前缀，其它几乎都用来作操作码了。当然许多指令都有多种寻址模式的（比如加法是谁和谁相加，需要指定），因此用了不止一个操作码。算上寻址模式，256种指令都不够用的，所以STM8靠前面增加前缀字节来扩展。从手册里面截一个例子如下(这是XOR指令的多种编码)：
在指令的操作码后面就是提供数据或地址的字节了，长度由操作码加上前缀来决定。
编写反汇编程序就是写一个根据字节数据流的查表过程。上面我做的那个表只是划分了指令的分布，涉及到寻址模式的细节还是得一边写一边查手册。从表上看，操作码的高半字节大概可以把指令划分为几类，再用低半字节去细分指令，于是我的程序解码第一步就是一个 switch-case 结构来划分任务：
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 | int decode_instr(unsigned char opcode) { switch(opcode>>4) { case 1: case 0x0A: case 0x0B: case 0x0C: case 0x0D: case 0x0E: case 0x0F: return decode_group1(opcode); case 0: case 3: case 4: case 6: case 7: return decode_group2(opcode); case 5: if(Prefix==0x72) return decode_group2(opcode); else return decode_5x(opcode); case 8: return decode_8x(opcode); case 2: return decode_2x(opcode); case 9: return decode_9x(opcode); default: return -1; } } |
解码的结果是放到全局变量里面的，返回值只代表了指令是否有效。例如，表格最右边一列的指令我是这样解析的：
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 | int decode_9x(unsigned char opcode) { AutoXY=1; switch(opcode&0x0f) { case 0: return set_prefix(0x90); case 1: return set_prefix(0x91); case 2: return set_prefix(0x92); case 3: format(0, LDW, regX, regY); format(0x90, LDW, regY, regX); return 1; case 4: format(0, LDW, regSP, regX); return 1; case 5: format(0, LD, regXH, regA); return 1; case 6: format(0, LDW, regX, regSP); return 1; case 7: format(0, LD, regXL, regA); return 1; case 8: format(0, RCF, 0, 0); return 1; case 9: format(0, SCF, 0, 0); return 1; case 0xA: format(0, RIM, 0, 0); return 1; case 0xB: format(0, SIM, 0, 0); return 1; case 0xC: format(0, RVF, 0, 0); return 1; case 0xD: format(0, NOP, 0, 0); return 1; case 0xE: format(0, LD, regA, regXH); return 1; case 0xF: format(0, LD, regA, regXL); return 1; default: return -1; } } |
主要是靠 format() 函数根据当前的指令前缀来翻译操作码：指令名称，寻址的第一操作数、第二操作数。若一共写 256 个 case 分支就太繁琐了，需要抓住共性，像表格中绿色背景的这一组指令我是这么处理的：
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 | int decode_group2(unsigned char opcode) { int instr; AutoXY=1; switch(opcode&0x0f) { case 1: switch(opcode>>4) { case 0: format(0, RRWA, regX, 0); return 1; case 3: format(0, EXG, regA, longmem); return 1; case 4: format(0, EXG, regA, regXL); return 1; case 6: format(0, EXG, regA, regYL); return 1; default: return -1; } break; case 2: switch(opcode>>4) { case 0: format(0, RLWA, regX, 0); return 1; case 3: format(0, POP, longmem, 0); return 1; case 4: format(0, MUL, regX, regA); return 1; case 6: format(0, DIV, regX, regA); return 1; case 7: return set_prefix(0x72); } break; case 5: switch(opcode>>4) { case 3: format(0, MOV, longmem, imm8); return 1; case 4: format(0, MOV, mem, mem); return 1; case 6: format(0, DIVW, regX, regY); return 1; default: return -1; } break; case 0xB: switch(opcode>>4) { case 3: format(0, PUSH, longmem, 0); return 1; case 4: format(0, PUSH, imm8, 0); return 1; case 6: format(0, LD, offSP, regA); return 1; 关键字：STM8 反汇编工具 引用地址：徒手编写了一个STM8的反汇编工具
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