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1、第5章 ARM指令集和汇编语言程序l本章主要介绍以下内容：lARM指令集的基本特点l与Thumb指令集的区别l与x86处理器的区别lARM指令格式lARM寻址方式lARM指令集分类详解lARM汇编语言的指示符lARM汇编语言语句格式lARM汇编语言程序格式lARM汇编语句格式和程序格式进阶lARM汇编语言程序举例Date1本讲主要参考文献lARM公司英文资料：lADS_AssemblerGuide_B.pdflDDI0100E_ARM_ARM.pdfl中文图书lARM体系结构与编程，清华大学出版社l嵌入式系统基础教程，机械工业出版社Date25.4 ARM汇编语言程序的指示符lARM汇编语言源
2、程序中语句由指令、指 示符和宏指令组成。l在ARM中将directive称做指示符lARM的指示符指令相当于x86的伪指令l在ARM中pseudo-instruction被称为伪指令lARM指令集中只有4条伪指令l而宏指令则是通过指示符定义的。l使用MACRO和 MEND指示符Date35.4.1 符号定义指示符l符号定义(Symbol definition)指示符用于定义 ARM汇编程序中的变量，对变量进行赋值以 及定义寄存器名称。包括以下指示符：lGBLA，GBLL及GBLS 声明全局变量；lLCLA，LCLL及LCLS 声明局部变量；lSETA，SETL及SETS 给变量赋值；lRLIS
3、T 为通用寄存器列表定义名称；lCN 为协处理器的寄存器定义名称；lCP 为协处理器定义名称；lDN及SN 为VFP的寄存器定义名称；lFN 为FPA的浮点寄存器定义名称。Date45.4.2 数据定义指示符l数据定义(Data definition)指示符包括以下的指示符 ：lLTORG 声明一个数据缓冲池(literal pool)的开始；lMAP 定义一个结构化的内存表(storage map)的首地址；lFIELD 定义结构化的内存表中的一个数据域(field)；lSPACE 分配一块内存单元，并用0初始化；lDCB 分配一段字节的内存单元，并用指定的数据初始化 ；lDCD及DCDU
4、分配一段字的内存单元，并用指定的数据 初始化；lDCDO 分配一段字的内存单元，并将单元的内容初始化 成该单元相对于静态基值寄存器的偏移量。Date5数据定义指示符（续）lDCFD及DCFDU 分配一段双字的内存单元，并用双 精度的浮点数据初始化。lDCFS及DCFSU 分配一段字的内存单元，并用单精度 的浮点数据初始化。lDCI 分配一段字节的内存单元，用指定的数据初始化 ，指定内存单元中存放的是代码，而不是数据。lDCQ及DCQU 分配一段双字的内存单元，并用64位 的整数数据初始化。lDCW及DCWU 分配一段半字的内存单元，并用指定 的数据初始化。lDATA 在代码段中使用数据。现已不
5、再使用，仅用于 保持向前兼容。Date65.4.3 汇编控制指示符l汇编控制(Assembly control)指示符包括下面的 指示符：lIF，ELSE及ENDIFl汇编或者不汇编一段源代码lWHILE及WENDl条件重复汇编相同的一段源代码lMACRO及MENDl标识宏定义开始与结束lMEXITl用于从宏跳转出去Date75.4.4 信息报告指示符l信息报告(Reporting)指示符包括下列指示符：lASSERTl在汇编编译器对汇编程序的第二趟扫描中，如果 其中的ASSERTION中条件不成立，ASSERT伪操 作将报告该错误信息。lINFOl支持第一二趟汇编扫描时报告诊断信息。lOPT
6、lTTL及SUBTDate85.4.5 其他指示符l这些杂类的指示符包括：lALIGNlAREAlCODE16及CODE32lENDlENTRYlEQUlEXPORT或GLOBALDate9其他的指示符（续）lEXTERNlGET或INCLUDElIMPORTlINCBINlKEEPlNOFPlREQUIRElREQUIRE8及PRESERVE8lRNlROUTDate105.4.5.1 AREAlAREA指示符用于定义一个代码段或者数据段。l语法格式lAREA sectionname，attr，attr.l其中：lsectionname为所定义的代码段或者数据段的名称。 如果该名称是以数字开
7、头的，则该名称必须用“” 括起来，如1_datasec。还有一些代码段具有约 定的名称，如.text表示C语言编译器产生的代 码段或者是与C语言库相关的代码段。lAttr是该代码段(或者程序段)的属性。l在AREA指示符中，各属性间用逗号隔开。Date11AREA的属性l下面列举主要的属性：lALIGN=expression。默认的情况下，ELF的代码 段和数据段是4字节对齐的。lExpression可以取031的数值，相应的对 齐方式为(2expression)字节对齐。如 expression=3时为8字节对齐。lASSOC=section。指定与本段相关的ELF段。任何 时候连接sect
8、ion段也必须包括sectionname段。lCODE 定义代码段。默认属性为READONLY。lCOMDEF 定义一个通用的段。该段可以包含代码 或者数据。在个源文件中，同名的COMDEF段必 须相同。Date12AREA的属性（续）lCOMMON 定义一个通用的段。该段不包含任何用 户代码和数据，连接器将其初始化为0。各源文件中 同名的COMMON 段公用同样的内存单元，连接器 为起分配合适的尺寸。lDATA 定义数据段。默认属性为READWRITE。lNOINIT 指定本数据段仅仅保留了内存单元，而没有 将各初始值写入内存单元，或者将个内存单元值初 始化为0。lREADONLY 指定本段
9、为只读，代码段的默认属性为 READONLY。lREADWRITE 指定本段为可读可写，数据段的默认 属性为READWRITE。Date13AREA指示符举例l举例l下面的指示符定义了一个代码段，代码段的 名称为Mainpro ，属性为READONLY。 AREA Mainpro, CODE, READONLY ;code segmentDate145.4.5.2 EQUlEQU指示符为数字常量、基于寄存器的值和程 序中的标号(基于PC的值)定义一个字符名称。l*是EQU的同义词。l语法格式lname EQU expr, typel其中：lexpr为基于寄存器的地址值、程序中的标号、32位 的
10、地址常量或者32位的常量。lname为EQU指示符为expr定义的字符名称。ltype 当expr为32位常量时，可以使用type指示expr 表示的数据的类型。Date15EQU（续）ltype有下面3种取值:lCODE16lCODE32lDATAl使用说明lEQU指示符的作用类似于C语言中的#define，用于 为一个常量定义字符名称。l示例labcd EQU 2 ;定义abcd符号的值为2labcd EQU label+16 ;定义abcd符号的值(label+16)laddr1 EQU 0xlC, CODE32 ;定义addr1符号值为 ;绝对地址值0xlC，而且该处为ARM指令。Da
11、te165.4.5.3 ENTRYlENTRY指示符指定程序的入口点l语法格式lENTRYl使用说明l一个程序(可以包含多个源文件)中至少要有一个 ENTRY(可以有多个ENTRY)，但一个源文件中最 多只能有一个ENTRY(可以没有ENTRY)。l示例 AREA example, CODE, READONLY ENTRY ;应用程序的入口点Date175.4.5.4 CODE16和CODE32lCODE16指示符告诉汇编编译器后面的指令序列为16 位的Thumb指令。lCODE32指示符告诉汇编编译器后面的指令序列为32 位的ARM指令。l语法格式lCODE16lCODE32l使用说明l当汇
12、编源程序中同时包含ARM指令和Thumb指令时，使 用CODE16指示符告诉汇编编译器后面的指令序列为16 位的Thumb指令；使用CODE32指示符告诉汇编编译器 后面的指令序列为32位的ARM指令。但是，CODE16指 示符和CODE32指示符只是告诉编译器后面指令的类型 ，该指示符本身并不进行程序状态的切换。Date18CODE16/CODE32举例在下面的例子中，程序先在ARM状态下执行，然后通 过BX指令切换到Thumb状态，并跳转到相应的Thumb指 令处执行。在Thumb程序入口处用CODE16指示符标识 下面的指令为Thumb指令。参看下面的指令段：. AREA ChangeS
13、tate, CODE, READONLY CODE32 ;指示下面的指令为ARM指令 LDR r0, =start+1 BX r0 ;切换到Thumb，并跳转到start处执行 CODE16 ;指示下面的指令为Thumb指令 start MOV r1, #10Date195.4.5.5 ENDlEND指示符告诉编译器已经到了源程序结尾 。l语法格式：lENDl使用说明：l每一个汇编源程序都包含END指示符，以告诉本 源程序的结束。l示例： AREA example CODE，READONLY END Date205.4.5.6 ALIGNlALIGN指示符通过添加补丁字节使当前位置 满足一定的
14、对齐方式。l语法格式lALIGN expr，offsetl其中，expr为数字表达式，用于指定对齐方式。可 能的取值为2的次幂，如1、2、4、8等。如果指示 符中没有指定expr，则当前位置对齐到下一个字边 界处。offset为数字表达式。当前位置对齐到下面形 式的地址处：offset+n*expr。Date21ALIGN（续1）l使用说明l下面的情况中，需要特定的地址对齐方式：lThumb的宏指令ADR要求地址是字对齐的，而Thumb代码中地址标号 可能不是字对齐的。这时就要使用指示符ALIGN 4使Thumb代码中的 地址标号字对齐。l由于有些ARM处理器的CACHE采用了其他对齐方式，如
15、16字节的对 齐方式，这时使用ALIGN指示符指定合适的对齐方式可以充分发挥该 CACHE的性能优势。lLDRD及STRD指令要求内存单元是8字节对齐的。这样在为这两个指 令分配的内存单元前要使用ALIGN 8实现8字节对齐方式。l地址标号通常自身没有对齐要求。而在ARM代码中要求地址标号是字 对齐的，在Thumb代码中要求字节对齐。这样需要使用合适的ALIGN 指示符来调整对齐方式。 Date225.4.5.7 EXPORT及GLOBALlEXPRORT声明一个符号可以被其他文件引用。相当于 声明了一个全局变量。GLOBAL是EXPORT的同义词。l语法格式lEXPORT symbol WE
16、AKl其中，symbol为声明的符号名称，大小写敏感。lWEAK选项声明其他的同名符号优先于本符号被 引用。l使用说明l使用EXPORT指示符声明一个源文件中的符号，使 得该符号可以被其他源文件引用。l示例lAREA Example，CODE，READONLYlEXPORT Do_Add ; 函数名称DoAdd可以被引用Date235.4.5.8 IMPORTlIMPORT指示符告诉编译器当前的符号不是在本源文件 中定义的，而是在其他源文件中定义的，在本源文件中 可能引用该符号，而且不论本源文件是否实际引用该符 号，该符号都将被加入到本源文件的符号表中。l语法格式lIMPORT symbol WEAKl其中：lsymbol为声明的符号的名称。它是区分大小写的。lWEAK 指定这个选项后，如果symbol在所有的源 文件中都没有被定义，编译器也不会产生任何错误 信息，同时编译器也不会到
