基于ARM深入分析C程序

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1 ARM通用寄存器及其用途

R0-R12：这些是通用寄存器，用于存储临时数据和执行算术逻辑操作。在函数调用时，R0-R3通常用作参数寄存器，而R4-R12用于局部变量和临时存储。
R13/SP：栈指针寄存器（Stack Pointer Register），用于指向当前栈顶的地址。栈是用于存储程序执行过程中的临时数据，如函数参数、局部变量和返回地址。
R14/LR：链接寄存器（Link Register），用于存储子程序调用后的返回地址。当一个函数被调用时，处理器可以将下一条指令的地址存入LR，以便在函数执行完毕后返回到调用点。
R15/PC：程序计数器（Program Counter），指向下一条将要执行的指令的地址。PC寄存器是控制流管理的关键部分，决定了程序的执行顺序。

2 ARM基础汇编指令

2.1 数据传输指令

MOV：将一个立即数或寄存器的值复制到另一个寄存器。

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MOV R1, #10  ; 将立即数10赋值到寄存器R1
MOV R2, R1   ; 将寄存器R1的值复制到寄存器R2

LDR：从内存中加载数据到寄存器。

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LDR R1, [R2]  ; 将寄存器R2指向的内存地址中的值加载到寄存器R1
LDR R0, [R1, #4]     ; 将R1寄存器值加上4作为地址，从内存中读取一个字（32位）到R0寄存器

STR：将寄存器中的数据存储到内存中。

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STR R1, [R2]  ; 将寄存器R1的值存储到寄存器R2指向的内存地址
STR R2, [R3, #8]     ; 将R2寄存器的值写入到R3寄存器值加8所指向的内存地址

2.2 算术指令

ADD：将两个寄存器或一个寄存器和一个立即数的值相加，结果存储在目标寄存器中。

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ADD R3, R1, R2  ; 将寄存器R1和R2的值相加，结果存储在寄存器R3
ADD R7, R8, #100     ; R7 <- R8 + 100

SUB：从第一个寄存器中减去第二个寄存器的值。

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SUB R3, R1, R2  ; 将寄存器R1的值减去R2，结果存储在寄存器R3

MUL：两个寄存器值相乘。

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MUL R3, R1, R2  ; 将寄存器R1和R2的值相乘，结果存储在寄存器R3

DIV：第一个寄存器除以第二个寄存器的值。

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MOV R4, #2
MOV R5, #4
SDIV R6, R4, R5  ; 将寄存器R4的值除以R5，结果存储在寄存器R6

2.3 逻辑指令

AND：对两个寄存器进行按位与操作。

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AND R3, R1, R2  ; 将寄存器R1和R2的值进行按位与操作，结果存储在寄存器R3

ORR：对两个寄存器进行按位或操作。

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ORR R3, R1, R2  ; 将寄存器R1和R2的值进行按位或操作，结果存储在寄存器R3

EOR：对两个寄存器进行按位异或操作。

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EOR R3, R1, R2  ; 将寄存器R1和R2的值进行按位异或操作，结果存储在寄存器R3

BIC：清除寄存器中指定的位。

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BIC R3, R1, #0xFF  ; 清除寄存器R1的最低8位，结果存储在寄存器R3

2.4 数据移位指令

LSL (Logical Shift Left): 将一个寄存器中的值逻辑左移指定位数。

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1LSL R0, R1, #3      ; R0 <- R1 << 3

LSR (Logical Shift Right): 将一个寄存器中的值逻辑右移指定位数。

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1LSR R2, R3, #2      ; R2 <- R3 >> 2

2.5 比较和跳转指令

CMP：比较两个寄存器的值，并设置条件码。

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CMP R1, R2  ; 比较寄存器R1和R2的值

B （或BL ）：无条件跳转到指定的地址（BL还会将返回地址保存在链接寄存器中）。

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B Label  ; 无条件跳转到Label标签处
B 0x12345678     ; 无条件跳转到绝对地址0x12345678
BL subroutine     ; 调用子程序subroutine，返回地址保存在LR

BEQ 、BNE 、BGT 、BLT等：根据条件码的值跳转到指定的地址。

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BEQ Next  ; 如果相等，跳转到Next标签处
BNE Next  ; 如果不相等，跳转到Next标签处

CMP R0, R1        ; 比较R0和R1，更新条件标志
BGT label         ; 如果R0 > R1，则跳转到label

2.6 其他常用指令

NOP: 执行空操作，常用于占位、填充指令流水线或调试。

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NOP                ; 执行一个空指令周期

PUSH/POP: 在栈上压入/弹出多个寄存器的值。

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PUSH {R1, R2, R3}  ; 将R1、R2、R3的值依次压入栈
POP {R4, R5, R6}   ; 将栈顶的值依次弹出到R4、R5、R6

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1 ARM通用寄存器及其用途

2 ARM基础汇编指令

2.1 数据传输指令

2.2 算术指令

2.3 逻辑指令

2.4 数据移位指令

2.5 比较和跳转指令

2.6 其他常用指令

3 局部变量的分配与初始化

4 全局变量、静态变量初始化

5 栈和堆

6 函数

7 指针

8 结构体

9 联合体

10 位域

11 头文件

12 链表