ARM 裸机开发 day02 学习笔记

一、基础指令

1.mov

MOV{S}<c> <Rd>, #<const>

MOV{S}<c> <Rd>, <Rm>

s：是否影响CPSR状态寄存器；Rd目标寄存器；Rm源寄存器

mov r0, #1 ; r0 = 1

mov r1, #2 ; r1 = 2

mov r2, r1 ; r2 = r1

mov r3, r1, lsl #2 ; r3 = r1 << 2

mov r4, r0, lsl #1 ; r4 = r0 << 1

=>移位指令

LSR 逻辑右移：最高位补0，无符号数

ASR 算术右移：最高位补符号位，有符号数

ROR 循环右移：最低位移出来，放到最高位

LSL 逻辑左移：低位补0

=>立即数

数值在 0 ~ 0xFF，直接是合法立即数
展开二进制，最高位1到最低位1之间，二进制位数不能超过8位
8位二进制数，向右移动偶数次得到该数

2. add sub

add

加法

ADD{S}{<C>} <Rd>, <Rn>, #<const>

ADD{S}{<C>} <Rd>, <Rn>, <Rm>{,<shift>}

mov r1, #2

add r0, r1, #3 ; r0 = r1 +3 = 5

add r2, r0, r1 ; r2 = r0 + r1 =7

add r3, r1, r2, lsl #4 ; r3 = r1 + (r2 <<4)

sub

减法

SUB{S}{<C>} <Rd>, <Rn>, #<const>

SUB{S}{<C>} <Rd>, <Rn>, <Rm>{,<shift>}

mov r0, #5

mov r1, #3

sub r2, r0, #1 ; r2 = r0 -1 = 4

sub r2, r0, r1 ; r2 = r0 - r1 = 2

sub r3, r0, r1, lsl #4 ; r3 = r0 - (r1 <<4)

3. ldr str

ldr

Load，从内存加载数据到通用寄存器

LDR{<C>}{<Q>} <Rt>, <label>

LDR{<C>} <Rt>, $\{,#+/-\}$

ldr r0, =0x40000000 ; 将立即数加载到通用寄存器

ldr r1, $r0$ ; r1 = *r0，把r0指向内存的数据读到r1

str

Store，把寄存器数据写入内存RAM

str r1, $r0$ ; *r0 = r1

str r1, $r0, #4$ ; *(r0+4) = r1

str r1, $r0$ , #4 ; *(r0) = r1，然后 r0 = r0 + 4（后变址）

str r1, $r0, #4$ ! ; r0 = r0 + 4，然后 *r0 = r1（前变址，!代表更新基址寄存器）

=>两数求和

ldr r0, =0x40000000 ; 变量i地址

ldr r1, $r0$ ; r1 = *r0

ldr r0, =0x40000004 ; 变量j地址

ldr r2, $r0$ ; r2 = *r0

add r3, r1, r2 ; r3 = r1 + r2

ldr r0, =0x40000008 ; sum地址

str r3, $r0$ ; *r0 = r3

4. BIC ORR

BIC

位清零。将寄存器某些bit清0，结果放回寄存器

BIC{S}{<C>} <Rd>, <Rn>, #<const>

ORR

位置1。将寄存器某些bit置1，结果放回寄存器

ORR{S}{<C>} <Rd>, <Rn>, #<const>

5.b

①判断

比较三个数，找出最大值

cpp 复制代码

    mov r1, #1
    mov r2, #5
    mov r3, #7

    cmp r1, r2
    bgt great
    blt less

great
    mov r0, r1
    b label

less
    mov r0, r2
    b label

label
    cmp r0, r3
    bgt finished
    movlt r0, r3

finished
    b finished

②循环

求1+2+...+100

a.do while 循环

先执行，后判断(至少执行一次)

cpp 复制代码

    mov r0, #1 ; i
    mov r1, #0 ; sum

loop
    add r1, r0, r1 ; sum = sum + i
    add r0, r0, #1 ; i++
    cmp r0, #100
    ble loop ; i<=100 

finished
    b finished

b.while循环

先判断，后执行

cpp 复制代码

    mov r0, #1
    mov r1, #0

loop
    cmp r0, #100
    bgt finished ; i>100
    add r1, r0, r1
    add r0, r0, #1
    b loop

finished
    b finished

③ bl bx lr

• bl label：跳转，自动把返回地址保存到lr（r14）

• bx lr：等价于 mov pc, lr，返回调用处

cpp 复制代码

start
    mov r0, #10
    mov r1, #15
    bl max_of_two_numbers       ;调用函数

max_of_two_numbers
    cmp r0, r1
    movge r2, r0
    movlt r2, r1
    bx lr                       ;返回调用处，继续执行下一条指令

6.STMFD / LDMFD

栈4种实现：

空增：先写数据，指针自增

空减：先写数据，指针自减

满增：指针自增，再写数据

满减：指针自减，再写数据（ARM默认）

a.STMFD

入栈，保存现场

STMFD{<C>} <Rn>{!}, <registers>

!：执行完指令自动更新Rn（sp）

stmfd sp!, {r0, r1, r2, r3-r12, lr}

b.LDMFD

出栈，恢复现场

ldmfd sp!, {r0, r1, r2, r3-r12, lr}

7.调用

1) 汇编调用C函数

a.参数≤4个

用r0~r3传递参数；返回值放在r0

cpp 复制代码

    import add_c
    stmfd sp!, {r0-r12, lr}
    mov r0, #1
    mov r1, #2
    mov r2, #3
    mov r3, #4
    bl add_c           ;调用C函数
    ldmfd sp!, {r0-r12, lr}
    bx lr

b.参数＞4个

从第5个开始，压栈传递

cpp 复制代码

    import add_c
    stmfd sp!, {r0-r12, lr}
    mov r0, #1
    mov r1, #2
    mov r2, #3
    mov r3, #4
    mov r4, #5
    push {r4} ;第5个参数压栈
    bl add_c
    pop {r4}
    ldmfd sp!, {r0-r12, lr}
    bx lr

2)C语言调用汇编函数

汇编文件中用export导出函数

C文件中用extern声明

汇编函数内部要负责现场保护与恢复

cpp 复制代码

    export asm_func
asm_func
    add r2, r2, #100
    bx lr

8.MRS MSR

处理器工作模式切换

MRS

读特殊寄存器（CPSR）到通用寄存器

MRS{<C>} <Rd>, <spec_reg>

MSR

把通用寄存器的值写入特殊寄存器（CPSR）

MSR{<C>} <spec_reg>, <Rd>

切换到USER模式：

cpp 复制代码

    mrs r0, cpsr      ;把cpsr读到r0
    bic r0, r0, #0x1F ;清除模式位
    orr r0, r0, #0x10 ;设置USER模式编码
    msr cpsr_c, r0    ;写回cpsr