GNU-ARM汇编.

1、GNU ARM汇编指令(2008-10-29 00:16:10)标签:linuxgnu arm汇编指分类：技术文摘令it第一部分 Linux 下 ARM 匚编语法尽管在 Linux 下使用 C 或 C+编写程序很方便，但汇编源程 序用于系统最基本的初始化，如初始化堆栈指针、设置页表、操作ARM 的协处理器等。初始化完成后就可以跳转到C 代码执行。需要注意的是，GNU 的汇编器遵循 AT&T 的汇编语法，可以从 GNU 的站点( )上下载有关规范。一.Li nux 汇编行结构任何汇编行都是如下结构：: comme nt: 注释Linux ARM 汇编中， 任何以冒号

2、结尾的标识符都被认为是一个标号, 开始。【例 1】定义一个add的函数，返回两个参数的和。.secti on .text,“ x”.global add give the symbol add exter nal li nkageadd:ADD rO, rO, r1 add in put argume ntsMOV pc, lr retur n from subrouti ne end of program而不一定非要在一行的二.Li nux汇编程序中的标号标号只能由 az, AZ 09, “. ”，等字符组成。当标号为09 的数字时为局部标号,局部标号可以重复出现，使用方法如下：标号 f:在

3、引用的地方向前的标号标号 b:在引用的地方向后的标号【例 2】使用局部符号的例子，一段循环程序1:subs r0,r0,#1 每次循环使 r0=r0-1bne 1f 跳转到 1 标号去执行局部标号代表它所在的地址，因此也可以当作变量或者函数来使用。三.Li nux汇编程序中的分段(1) .section 伪操作用户可以通过.section 伪操作来自定义一个段，格式如下:.sect ion secti on_n ame , flags, %type,flag_specific_arguments每一个段以段名为开始 , 以下一个段名或者文件结尾为结束。这些段都有缺省的标志（gs）,连接器可以识

4、别这些标志。（与 armasm 中的 AREA 相同）。下面是 ELF 格式允许的段标志 含义a 允许段w 可写段x 执行段【例 3】定义段.section .mysection 自定义数据段，段名为“ .mysection ”.align 2strtemp:.ascii Temp string n0（2）汇编系统预定义的段名.text 代码段.data 初始化数据段.bss 未初始化数据段.sdata .sbss 需要注意的是，源程序中 .bss 段应该在 .text 之前。四. 定义入口点汇编程序的缺省入口是 start 标号，用户也可以在连接脚本文件中用 入口点。【例 4】定义入口点.s

5、ection.data.section .bss.section .text.globl _start_start:五. Linux 汇编程序中的宏定义 格式如下 :.macro 宏名 参数名列表 伪指令 .macro 定义一个宏flaENTRY 标志指明其它宏体.endm .endm 表示宏结束如果宏使用参数 , 那么在宏体中使用该参数时添加前缀 “ ”。宏定义时的参数还可以使用默 认值。可以使用 .exitm 伪指令来退出宏。【例 5】宏定义.macro SHIFTLEFT a, b.if b 0MOV a, a, ASR #-b.exitm.endifMOV a, a, LSL #b.e

6、ndm六 . Linux 汇编程序中的常数(1)十进制数以非 0 数字开头 , 如:123 和 9876；(2) 二进制数以 Ob 开头，其中字母也可以为大写；(3) 八进制数以 0 开始 , 如:0456,0123 ；(4) 十六进制数以 Ox 开头,如:0 xabcd,0X123f ;( 5 )字符串常量需要用引号括起来，中间也可以使用转义字符，如: “You are welcome!n ”；(6)当前地址以“ .”表示 , 在汇编程序中可以使用这个符号代表当前指令的地址；( 7)表达式 : 在汇编程序中的表达式可以使用常数或者数值 , “ - ”表示取负数 , “”表示 取补，“”表示不

7、相等,其他的符号如:+:+、- -、* *、/ /、 、| |、& &、人人、！、=、 =、=、& |跟 C 语言中的用法相似。七 Linux 下 ARM 匚编的常用伪操作在前面已经提到过了一些为操作，还有下面一些为操作：数据定义伪操作： .byte ， .short ， .long ， .quad ， .float ， .string/.asciz/.ascii，重复定义伪操作 .rept ，赋值语句 .equ/.set ；函数的定义 ；对齐方式伪操作 .align ；源文件结束伪操作 .end ；.include 伪操作；if 伪操作；.global/ .globl

8、 伪操作 ；.type 伪操作 ；列表控制语句 ；区别于 gas 汇编的通用伪操作,下面是 ARM 寺有的伪操作：.reg , .unreq , .code , .thumb ， .thumb_func ， .thumb_set ， .ltorg ， .pool1. 数据定义伪操作（1） .byte: 单字节定义，如： .byte 1,2,0b01,0 x34,072,s；（2） .short:定义双字节数据，如 :.short 0 x1234,60000；（3） .long: 定义 4 字节数据，如 :.long 0 x12345678,23876565（4） .quad: 定义 8 字节，

9、如 :.quad 0 x1234567890abcd（5） .float：定义浮点数，如 :.float 0f-31415926535897932384626433832795028841971.693993751E-40 - pi（6） .string/.asciz/.ascii：定义多个字符串，如 :.string abcd, efgh, hello!.asciz qwer, sun, world!.ascii welcome0需要注意的是： .ascii 伪操作定义的字符串需要自行添加结尾字符 0 。（7） .rept:重复定义伪操作 , 格式如下 :.rept 重复次数数据定义.end

10、r 结束重复定义例如 :.rept 3.byte 0 x23.endr（8） .equ/.set:赋值语句 , 格式如下 :.equ（.set） 变量名 , 表达式例如 :.equ abc 3 让 abc=32. 函数的定义伪操作（1）函数的定义 , 格式如下 :函数名 :函数体返回语句一般的 , 函数如果需要在其他文件中调用 , 需要用到 .global 伪操作将函数声明为全局函数。为了不至于在其他程序在调用某个C 函数时发生混乱，对寄存器的使用我们需要遵循APCS 准则。函数编译器将处理为函数代码为一段.global 的汇编码。（2 ）函数的编写应当遵循如下规则：a1-a4 寄存器（参数、

11、结果或暂存寄存器，r0 到 r3 的同义字）以及浮点寄存器 f0-f3（如 果存在浮点协处理器）在函数中是不必保存的；如果函数返回一个不大于一个字大小的值，则在函数结束时应该把这个值送到r0 中；如果函数返回一个浮点数，则在函数结束时把它放入浮点寄存器f0 中；卅址*兹鬥辽柑彥胡sp （堆栈指针,r13 ）、fp （框架指针,r11 ）、si （堆栈限制,r10）、lr （连接寄存器，r14 ）、v1-v8 （变量寄存器，r4 到 r11 ）和 f4-f7,那么函数结束 时这些寄存器应当被恢复为包含在进入函数时它所持有的值。3. .alig n .end .in elude .incbin伪操

12、作（1） .align:用来指定数据的对齐方式，格式如下：.alig n absexprl, absexpr2以某种对齐方式，在未使用的存储区域填充值.第一个值表示对齐方式,4, 8,16 或 32. 第二个表达式值表示填充的值。（2）.end:表明源文件的结束。（3） .include:可以将指定的文件在使用.inelude 的地方展开，一般是头文件，例如：.in elude“ myarmasm.h”（4） .inebin 伪操作可以将原封不动的一个二进制文件编译到当前文件中，使用方法如下.in ebin file,skip,cou ntskip 表明是从文件开始跳过skip 个字节开始读取

13、文件,eount 是读取的字数.4. .if 伪操作根据一个表达式的值来决定是否要编译下面的代码，用.endif 伪操作来表示条件判断的结束，中间可以使用.else 来决定.if 的条件不满足的情况下应该编译哪一部分代码。 .if 有多个变种：.ifdef symbol 判断 symbol 是否定义字符串 string1 和 string2是否相等，字符串可以用单引号括起判断 expression_r的值是否为 0判断 string1 和 string2 是否相等，字符 串必须用双引号括起来.ifge expression_r 判断 expression_r的值是否大于等于0.ifgt abs

14、olute expression_r 判断 expression_r的值是否大于 0.ifle expression_r 判断 expression_r的值是否小于等于0.iflt absolute expression_r 判断 expression_r的值是否小于 0.ife stri ng1,stri ng2 来.ifeq expressi on_r .ifeqs string1,string2.ifne string1,string2 判断 string1 和 string2 是否不相等，其用法跟.ife 恰好相反。判断是否没有定义symbol,跟.ifdef恰好相反.ifne exp

15、ression_r 如果 expression_r 的值不是 0, 那么编译器将编译下面的代码.ifnes string1,string2 如果字符串 string1 和 string2 不相 等 , 那么编译器将编译下 面的代码 .5. .global .type .title .list（1） .global/ .globl：用来定义一个全局的符号，格式如下 :.global symbol 或者 .globl symbol（2）.type ：用来指定一个符号的类型是函数类型或者是对象类型, 对象类型一般是数据格式如下 :.type 符号 , 类型描述【例 6】.globl a.data.a

16、lign 4.type a, object.size a, 4a:.long 10【例 7】.section .text.type asmfunc, function.globl asmfunc asmfunc:mov pc, lr（3）列表控制语句 :.title ：用来指定汇编列表的标题 , 例如 :.title“ my program ”.list ：用来输出列表文件 .6. ARM 特有的伪操作（1） .reg: 用来给寄存器赋予别名 , 格式如下 :别名 .req 寄存器名（ 2） .unreq: 用来取消一个寄存器的别名 , 格式如下 :.ifndef symbol, .ifnot

17、def symbol .unreq 寄存器别名注意被取消的别名必须事先定义过 ,否则编译器就会报错 , 这个伪操作也可以用来取消 系统预制的别名 , 例如 r0, 但如果没有必要的话不推荐那样做。(3) .code 伪操作用来选择 ARM 或者 Thumb 指令集,格式如下：.code 表达式如果表达式的值为 16 则表明下面的指令为 Thumb 指令,如果表达式的值为 32 则表明下 面的指令为 ARM 指令.(4).thumb 伪操作等同于.code 16, 表明使用 Thumb 指令，类似的.arm 等同于.code 32(5).force_thumb 伪操作用来强制目标处理器选择 th

18、umb 的指令集而不管处理器是否支 持(6).thumb_func 伪操作用来指明一个函数是 thumb 指令集的函数(7).thumb_set 伪操作的作用类似于.set, 可以用来给一个标志起一个别名，比.set 功 能增加的一点是可以把一个标志标记为 thumb 函数的入口 , 这点功能等同于 .thumb_func(8).ltorg 用于声明一个数据缓冲池 (literal pool) 的开始,它可以分配很大的空间。(9).pool 的作用等同 .ltorg( 9) .space ,分配 number_of_bytes 字节的数据空间，并填充其值为 fill_byte ，若未指定该值，

19、缺省填 充 0。(与armasm 中的 SPACE 功能相同)(10) .word ,插入一个 32-bit 的数据队列。(与 armasm 中的 DCD 功能相同) 可以使用 .word 把标识符作为常量使用例如：Start：valueOfStart：.word Start这样程序的开头 Start 便被存入了内存变量 valueOfStart 中。(11 ).hword ,插入一个 16-bit 的数据队列。(与 armasm 中的 DCW 相同)八. GNU ARM 汇编特殊字符和语法 代码行中的注释符号： 整行注释符号： # 语句分离符号： ; 直接操作数前缀：# 或 $第二部分 GN

20、U 的编译器和调试工具一. 编译工具1 编辑工具介绍GNU 提供的编译工具包括汇编器as、C 编译器 gcc、C+编译器 g+、连接器 Id 和二进制转换工具 objcopy。基于 ARM 平台的工具分另 U 为 arm- linux-as 、arm-linux-gcc 、arm-linux-g+、arm-linux-ld和 arm-linux- objcopy。GNU 的编译器功能非常强大，共有上百个操作选项，这也是这类工具让初学者头痛的原因。不过，实际开发中只需要用到有限的几个， 大部分可以采用缺省选项。GNU 工具的开发流程如下：编写C、C+语言或汇编源程序，用gcc 或 g+生成目标文

21、件，编写连接脚本文件，用连接器生成最终目标文件（elf 格式），用二进制转换工具生成可下载的二进制代码。（1）编写 C C+语言或汇编源程序通常汇编源程序用于系统最基本的初始化，如初始化堆栈指针、设置页表、操作 ARM 的协处理器等。初始化完成后就可以跳转到C 代码执行。需要注意的是，GNU 勺汇编器遵循 AT&T的汇编语法，读者可以从GNU 的站点（ ）上下载有关规范。汇编程序的缺省入口是 start 标号，用户也可以在连接脚本文件中用ENTR 柝志指明其它入口点（见下文关于连接脚本的说明）。（2 ）用 gcc 或 g+生成目标文件如果应用程序包括多个文件， 就

22、需要进行分另编译， 最后用连接器连接起来。 如笔者的引导 程序包括 3 个文件： init.s（汇编代码、初始化硬件） xmrecever.c（通信模块，采用 Xmod e 协议）和 flash.c（ Flash 擦写模块）。分另用如下命令生成目标文件： arm-linux-gcc-c-O2-oinit.oinit.s arm-linux-gcc-c-O2-oxmrecever.oxmrecever.c arm-linux-gcc-c-O2-oflash.oflash.c其中 -c 命令表示只生成目标代码，不进行连接；-o 命令指明目标文件的名称；-02 表示采用二级优化，采用优化后可使生成的

23、代码更短，运行速度更快。如果项目包含很多文件，则需要编写makefile文件。关于 makefile 的内容，请感兴趣的读者参考相关资料。（ 3）编写连接脚本文件gcc 等编译器内置有缺省的连接脚本。 如果采用缺省脚本， 则生成的目标代码需要操作系统 才能加载运行。 为了能在嵌入式系统上直接运行， 需要编写自己的连接脚本文件。 编写连接 脚本，首先要对目标文件的格式有一定了解。GNU 编译器生成的目标文件缺省为elf 格式。elf 文件由若干段（section ）组成，如不特殊指明，由C 源程序生成的目标代码中包含如下段：.text（正文段）包含程序的指令代码；.data（ 数据段 ）包含固定

24、的数据，如常量、字 符串；.bss（未初始化数据段）包含未初始化的变量、数组等。C+源程序生成的目标代码中还包括 .fini （析构函数代码）和 . init （构造函数代码）等。连接器的任务就是将多个 目标文件的.text、.data 和.bss 等段连接在一起，而连接脚本文件是告诉连接器从什么地 址开始放置这些段。例如连接文件 link.lds 为：ENTRY（begin）SECTI0N.=0 x30000000;.text:*(.text).data:*(.data).bss:*(.bss)其中，ENTRY(begin)指明程序的入口点为begin 标号；.=0 x00300000 指明

25、目标代码的起始地址为 0 x30000000,这一段地址为 MX1 的片内 RAM .text:*(.text) 表示从 0 x30000000 开始放置所有目标文件的代码段，随后的 .data:* (.data) 表示数据段从代码段的末尾开 始，再后是 .bss 段。(4)用连接器生成最终目标文件 有了连接脚本文件，如下命令可生成最终的目标文件：arm-li nu x-ld no stadlib o bootstrap.elf -Tli nk.lds in it.o xmrecever.o flash.o其中，ostadlib 表示不连接系统的运行库，而是直接从begin 入口； -o 指明

26、目标文件的名称； -T 指明采用的连接脚本文件 (也可以使用 -Ttext address ， address 表示执行区地址) ； 最后是需要连接的目标文件列表。(5)生成二进制代码连接生成的 elf 文件还不能直接下载执行，通过 objcopy 工具可生成最终的二进制文件：arm-linux-objcopy- O binary bootstrap.elf bootstrap.bin其中-O bin ary 指定生成为二进制格式文件。Objcopy 还可以生成 S 格式的文件，只需将参数换成 -O srec 。还可以使用 -S 选项，移除所有的符号信息及重定位信息。如果想将生成的 目标代码反汇编，还可以用 objdump 工具：arm-linux-objdump -D bootstrap.elf至此，所生成的目标文件就可以直接写入