第6章 ARM汇编伪指令与伪操作.ppt

1、第6章 ARM汇编伪指令与伪操作,内容提要,6.1 汇编语言伪指令 6.2 ARM汇编语言伪操作 6.3 ARM汇编伪操作,6.1 汇编语言伪指令,伪指令是ARM处理器支持的汇编语言程序里的特殊助记符，它们没有相对应的操作码，也不在处理器运行期间由机器执行,只是在汇编时将被合适的机器指令代替成ARM或Thumb指令,从而实现真正的指令操作。 伪指令在源程序中的作用是为完成汇编程序做各种准备工作的，由汇编程序在源程序的汇编期间进行处理，仅在汇编过程中起作用。,ARM汇编语言伪指令,1大范围地址读取伪指令LDR LDR伪指令将一个32位的常数或者一个地址值读取到寄存器中，可以看作是加载寄存器的内容

2、。 LDRcond register , = expression,如果加载的常数符合MOV或MVN指令立即数的要求，则用MOV或MVN指令替代LDR伪指令。 如果加载的常数不符合MOV或MVN指令立即数的要求，汇编器将常量放入内存文字池，并使用一条程序相对偏移的LDR指令从内存文字池读出常量。 LDR用于加载芯片外围功能部件的寄存器地址（32位立即数），实现各种控制操作。从PC到数据缓冲区的偏移量必须小于4K，与ARM指令的LDR相比，伪指令的LDR的参数有“=”符号。,伪指令语句： LDRR0,=0 x0AA00；R00 x0AA00 汇编后： MOV R0,#43520,例如： LDR

3、R0，=0 x12345678;加载32位立即数 LDR R0，=DATA_BUF+60 ; 加载DATA_BUF+60 LTORG ;声明文字池,2中等范围地址读取伪指令ADRL 它将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中。 字节对齐-64K64K,字对齐取值范围-256K256K ADRLcond register , = expression,汇编器在处理源程序时，ADRL伪指令被两条具有ADRL等同功能的ARM指令(通常用ADD或SUB指令)替代。 如果不能用两条指令实现ADRL伪指令的功能，则编译器报告错误，编译失败。,以下指令存放在0 x8000起始的地

4、址单元，分析汇编后的结果。 .global _start .text _start: MOVR0,#0 x0F ADRL R0,_start .end 解：汇编后的结果为： 0 x00008000MOV R0, #0 x0F 0 x00008004SUB R0, PC, #12 0 x00008008NOP (MOV R0,R0),例如： ADRL R0，DATA_BUF ADRL R1，DATA_BUF+80 DATA_BUF SPACE 100 ;定义100字节缓冲区,3小范围地址读取伪指令ADR 它将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中。当地址是非字对齐时，

5、取值范围为-255+255，字对齐时取值范围-10201020 ADRcond register , = expression 在汇编表示ADR这条伪指令会被编译器替换成一条合适的指令如ADD,SUB,如果不能被替换则产生错误，编译失败。,下列指令存放在0 x8000起始的地址单元，分析汇编后的结果。 .global _start .text _start: MOVR0,#0 x0F ADRR0,_start .end 解：汇编后的结果为： 0 x00008000MOV R0, #0 x0F 0 x00008004SUB R0, PC, #12,例如： LOOP MOV R1，#0 xF0 A

6、DR R2，LOOP ;将LOOP的地址放入R2 ADR R3，LOOP+4,4空操作伪指令NOP NOP是空操作伪指令，在汇编时将会被替代成ARM中的空操作 ,只占用一个机器时间，可以翻译为MOV R0,R0,6.2ARM汇编语言伪操作,伪操作(Directive)是ARM汇编语言程序里的一些特殊的指令助记符,其作用主要是为完成汇编程序做各种准备工作,对源程序运行汇编程序处理,而不是在计算机运行期间由处理器执行。 伪操作只是汇编过程中起作用,一旦汇编结束,伪操作也就随之消失。,目前常用的编译环境有2种： 1. ADS/SDT、RealView MDK等ARM公司推出的开发工具 2. GNU

7、ARM开发工具,1. ADS/SDT、RealView MDK等ARM公司推出的开发工具 ADS由ARM公司推出,使用了CodeWarrior公司的编译器。针对ARM资源配置为用户提供了在 CodeWarrior IDE 集成环境下配置各种ARM 开发工具的能力。 以ARM为目标平台的工程创建向导，可以使用户以此为基础，快速创建ARM和Thumb工程。,ARM 将Keil 公司收购之后,正式推出了针对ARM 微控制器的开发工具RealView Microcontroller Development Kit ( 简称Real View MDK 或者MDK) ，它将ARM 开发工具RealView

8、 Development Suite (简称RVDS) 的编译器RVCT 与Keil的工程管理、调试仿真工具集成在一起，是一款非常强大的ARM 微控制器开发工具。,2. GNU ARM开发工具 GNU是“GNUs Not Unix”的递归缩写。在1983年9月27日由Richard Stallman公开发起GNU计划，它的目标是创建一套完全自由的操作系统。 GNU格式ARM汇编语言程序主要是面对在ARM平台上移植嵌入式Linux操作系统，GNU组织开发的基于ARM平台的编译工具有主要由GNU的汇编器as,交叉汇编器gcc和连接器ld组成。,6.3 ARM汇编伪操作,ARM公司推出的开发工具所支

9、持的汇编伪操作包括符号定义伪操作、数据定义伪操作、汇编信息报告控制伪操作、汇编代码控制伪操作、文件包含伪操作、指令集类型标识伪操作以及其他功能伪操作。,6.3.1 符号定义伪操作,作用：用于定义ARM汇编程序中的变量，对变量赋值以及定义寄存器的别名等。 局部变量定义LCLA、LCLL及LCLS 全局变量定义GBLA、GBLL及GBLS 变量赋值的SETA 、 SETL 和SETS 为通用寄存器列表定义名称的RLIST。 为什么要定义使用变量？ 1.增强可读性便于交流和记忆 2.充分利用编译器的资源 ，提高工作效率 3.方便修改 4.不必关心存储空间,局部变量定义：LCLA、 LCLL和LCLS

10、 语法格式 LCLA variable ；定义一个局部的数字变量，初始化为0 LCLL variable ；定义一个局部的逻辑变量，初始化为F LCLS variable ；定义一个局部的字符串变量，初始化为空 其中：variable所说明的局部变量名称。在其局部作用范围内，变量名必须唯一，例如在宏内。,全局变量定义GBLA、GBLL及GBLS；伪操作定义一个汇编程序的全局变量并初始化。 语法格式 GBLA variable ；定义一个全局的数字变量，初始化为0 GBLL variable ；定义一个全局逻辑变量，初始化为F GBLS variable ；定义一个全局字符串变量，初始化为空 其

11、中： variable所说明的全局变量名称。在整个程序中变量名必须唯一。,变量赋值伪操作SETA、SETL及SETS 语法格式 variable_aSETAexpr_a variable_lSETL expr_l variable_sSETS expr_s 格式中的变量名必须为已经定义过的全局或者局部变量，EXPR_*为将要赋值给变量的值。,变量定义赋值举例,举例： GBLA TEMPER ；先声明一个算术全局变量 TEMPER SETA 0 x0F2003B*2 ；对这个全局变另赋值 LCLL STATUS ；声明一个局部逻辑变量 STATUS SETL TRUE ;为该逻辑变量赋值 GBL

12、S STRING ;声明一个全局字符串变量 STRING SETS “CONNECTION IS RIGHT” ；为该字符串变量赋值,给通用寄存器列表定义名称RLIST,语法格式 nameRLISTregisters_list 其中： name寄存器列表的名称； registers_list通用寄存器列表。 说明：RLIST可用于对一个通用寄存器列表定义名称，该名称可在ARM指令LDM/STM中使用。 在LDM/STM指令中，列表中的寄存器为根据寄存器的编号由低到高访问次序，与列表中的寄存器排列次序无关。,举例： PBLOCK RLIST R0-R3，R7，R5，R9 LDM R4!,PBLO

13、CK ;将寄存器列表名称定义为PBLOCK，可在ARM指令LDM/STM中通过该名称访问寄存器列表。,VFP寄存器名称定义DN、SN nameDN expr nameSN expr 其中： nameVFP寄存器的名称； expr要定义的VFP寄存器编号：双精度寄存器编号范围为015，单精度寄存器编号范围为031。,FPA浮点寄存器定义名称FN 语法格式 nameFN expr 其中： nameFPA浮点寄存器的名称； expr要定义的FPA浮点寄存器编号：编号范围为07。,协处理器名称定义CP 语法格式 nameCP expr 其中： name定义的协处理器的名称； expr要定义名称的协处理

14、器编号：编号范围为015。,协处理器寄存器名称定义CN 语法格式 nameCN expr 其中： name定义的协处理器的寄存器名称； expr要定义名称的协处理器的寄存器编号：编号范围为015。,6.3.2 数据定义伪操作,数据定义伪操作一般用于为特定的数据分配存储单元，也可以完成已分配存储单元的初始化 。 有如下几种： DCB 字节分配 DCW/DCWU 半子（2字节）分配 DCD/DCDU 字（4字节）分配 DCQ/DCQU 8个字节分配 DCFS/DCFSU 单精度浮点数分配 DCFD/DCFDU 双精度浮点数分配 SPACE 分配一块连续的存储单元 FIELD 定义一个结构化的内存表

15、的数据域 MAP 定义一个结构化的地址表首地址 LTORG 声明一个数据缓冲区,1.分配字节存储单元DCB,语法格式 labelDCBexpr, expr DCB可用“=”代替 其中： label可选的程序标号; expr是-128255之间的数字或字符串。 例如： Array1 DCB 1,2,3,4,5 ;数组 str1 DCB “you are welcome！” ；构造字符串并分配空间,2.分配半字存储单元DCW及DCWU,语法格式 labelDCWexpr, expr labelDCWUexpr, expr 其中： label可选的程序标号; Expr 是-3276865535之间的

16、数字表达式（半字）。 DCW要求存储空间是半字对齐，DCWU不要求 Arrayw1 DCW 0 xa，-0 xb ；构造固定数组并分配半字存储单元,3.分配字存储单元DCD及DCDU,语法格式 labelDCDexpr, expr labelDCDUexpr, expr DCD可用“ expr表达式。 DCD要求存储空间是字对齐，DCDU不要求 Arrayd1 DCW 1334，234 构造固定数组并分配字为单元的存储单元 Lable DCD str1 ；该字单元存放str1的地址,4.分配单精度浮点数存储单元DCFS及DCFSU,语法格式 labelDCFSfpliteral, fplite

17、ral labelDCFSUfpliteral, fpliteral 其中： label可选的程序标号; fpliteral单精度浮点表达式，取值范围：1.17549435e-383.4028234e+38。 单精度浮点数使用一个字的单元,5.分配双精度浮点数存储单元DCFD及DCFDU,labelDCFDfpliteral, fpliteral labelDCFDUfpliteral, fpliteral 其中： label可选的程序标号; fpliteral双精度浮点表达式，取值范围：2.22507385850720138e-3081.7976931348623157e+308。 每个双精

18、度的浮点数占两个字单元。,6.分配双字存储单元DCQ及DCQU（8字节）,语法格式 labelDCQ-expr, -expr labelDCQU-expr, -expr 其中： label可选的程序标号; expr用于初始化内存的数字或表达式，其数值必须是整数。 Arrayd1 DCQ 234234，98765543 ；构造固定数组并分配字为单元的存储单元 ；注意DCQ不能给字符串分配空间,7.声明数据缓冲池LTORG,在使用LDR伪指令时，要在适当的位置加入LTROG声明数据缓冲池，这样就会把要加载的数据保存到缓存池中，再使用ARM加载指令读出，如果没有使用LTROG声明数据缓冲池，则汇编器

19、会在程序末尾自动声明。 语法格式 LTROG 说明： 数据缓冲区必须完全和程序代码区分开，可以放在跳转指令之后或者子程序返回指令之后，编译程序会自动决定数据缓冲区的长度。,举例： LDR R0，=0XAABBCCDD EOR R1，R1，R0 B sub LTROG ;该处的数据缓冲池用来存储0XAABBCCDD,8.分配存储空间SPACE,语法格式 labelSPACEexpr 其中： label可选的程序标号; expr分配的字节数。 说明：SPACE用于分配一片连续的存储区域并初始化为0，SPACE可用“%”代替。 例如： freespace SPACE 1000 ;分配1000字节的存

20、储空间,9.定义结构化内存表首地址MAP,语法格式 MAPexpr,base_register 其中： “”可用来替换MAP。Expr可以为程序中的标号或数学表达式， base_register基址寄存器为可选项，当基址寄存器不存在时，表达式的值即为内存表的首地址，当基址寄存器存在时，内存表的首地址为表达式的值域机制寄存器的和 MAP可以和FIELD为操作配合使用来定义结构化的内存表。 MAP 0 x130，R2； 内存表首地址为0 x130+R2,10.定义结构化内存表数据域FIELD,语法格式 labelFIELDexpr 其中： label可选的程序标号，当指定这一选项时，label的值

21、为当前内存表的位置计数器的值； exprFIELD指定的域所占内存单元字节数。 ”#”可用来替代FIELD FIELD常与MAP配合使用来定义结构化的内存表：FIELD伪指令定义内存表种的各个数据域，MAP则定义内存表的首地址，并为每个数据域制定一个标号以供其他的指令索引。 需要注意的时MAP和FIELD伪指令仅用于定义数据结构，并不分配存储单元,举例： MAP 0 xF10000 ；定义结构化内存表首地址为0 xF10000 Count FIELD 4 ；定义Count的长度为4字节，位置为0 xF10000+0 X FIELD 4 ;定义X的长度为4字节，位置为0 xF10000+4 Y

22、FIELD 4 ;定义X的长度为4字节，位置为0 xF10000+8 注意，此处之定义了一个数据结构并未分配存储单元，想要分配需要配合SPACE等指令,11.取相对地址初始化内存单元DCDO,语法格式： lable DCDO expr,expr. 作用：分配一段字内存单元（字对齐），并将子单元的内容初始化为expr给予静态基址寄存器R9内容的偏移量。 lable可选取的标号； expr数字表达式或为程序标号，内存分配的字数是由expr的个数决定的。,12.分配代码存储单元DCI,语法格式： lable DCIexpr 作用：用于分配一段内存单元，并用伪操作中的表达式expr所指定的值进行初始化

23、。 lable可选取的标号，是内存块起始地址的标号； expr数字表达式（整数）或为程序标号。,6.3.3 汇编代码控制伪操作,汇编器在对程序代码进行编译时，会根据汇编控制伪操作的定义情况对程序进行编译，常用的有条件编译、重复汇编和宏定义,IF条件编译伪操作 语法格式： IFlogical_expression 程序代码段A ELSE 程序代码段B ENDIF,举例 IF UART0=ON BL UART0_init ELSE BL UART1_init ENDIF,WHILE条件编译伪操作 语法格式： WHILElogical_expression 程序代码段 WEND,举例： counte

24、r SETA 100 WHILE counter0 counter SETA counter-1 WEND,MACRO宏定义伪操作 语法格式： MACRO $labelmacroname$parameter,$ parameter 程序代码段 MEND,举例:测试跳转指令 MACRO $label TestAndBranch $dest,$reg,$cc $label CMP $reg,#0 B $CC $dest MEND,6.3.4 汇编信息报告控制伪操作,信息报告伪操作用于程序汇编指示，主要是在程序调试阶段使用。这类伪操作分为错误信息报告伪操作、诊断信息报告伪操作、列表选项设置伪操作、插

25、入文件标题伪操作,错误信息报告ASSERT 语法格式: ASSERT logical_expression 其中： logical_expression用于表示编译条件的逻辑表达式。 ASSERT用来表示程序的编译必须满足一定条件，如果逻辑表达式不满足，编译器会报错。 例如： ASSERT ver7 ；保证内核版本ver7,诊断信息报告INFO INFO numeric_expression, string_expression 其中： numeric_expression数字表达式。如果numeric_expression为0，则在第二遍扫描时，伪操作打印string_expression的

26、内容；如果numeric_expression的值不为0，则在汇编处理中，第一遍扫描时，伪操作打印string-expression的内容，并终止汇编。,列表选项设置OPT OPT为编译列表选项设置伪操作，用于在源程序中设置汇编列表选项。 语法格式: OPT n 其中： n 是OPT 指令设置选项编号。教材中表6-5列出了有效的选项编号及其含义。,插入文件标题伪操作TTL与SUBT 语法格式: TTL title SUBT subtitle 其中： title 为所插入的列表文件的标题； subtitle为所插入的列表文件的子标题。,6.3.5 指令集类型标识伪操作,指令集类型标识伪操作用来告

27、诉编译器所处理的是32位的ARM指令还是16的Thumb指令，实现这一操作的操作符有ARM、CODE32、THUMB、CODE16,指令集类型标识伪操作,例如： CODE32 ；32位ARM指令 AREA |.text|,CODE,READONLY LDR R0，=0 x8500 +1 BX R0 ；程序跳转，并将处理器切换到Thumb状态 CODE16 ；16位Thumb状态 ADD R3，R3,1 END ；源文件结束,段属性定义伪操作AREA 段属性定义伪操作AREA用于定义一个代码段或数据段，AREA 伪操作指示汇编器汇编新的代码段或数据段。段是不可分的已命名独立代码或数据块，它们由链

28、接器处理。 语法格式: AREA sectionname,attr,attr.,说明：AREA用于定义一个代码段、数据段或者特定属性段。如果段名以数字开头，那么该段名需要用“|”字符括起来如|7ss|，用C编译器产生的代码一般也用“|”括起来 属性部分表示该段代码段/数据段的相关属性，多个属性可以用“，”分隔。 常见属性如下： DATA：定义数据段 CODE：定义代码段 READONLY：本段为只读 READWRITE：本段为可读写 ALIGN=表达式，默认对齐方式为2，如表达式=3，则对齐方式为8字节对齐，表达式的取值范围为0-31 COMMON属性：定义一个通用段，这个段不包含用户代码和数

29、据。,对齐方式设置ALIGN 对齐方式设置ALIGN 伪操作通过用零或 NOP 指令进行填充来使当前位置与指定的边界对齐。 语法格式: ALIGN expr,offset,pad , padsize ,举例： CODE32 AREA |.data|，DATA，READWRITE,ALIGN=2 该段代码为32位ARM指令 引用了一个C的数据段,声明程序的入口点ENTRY ENTRY 伪操作声明程序的入口点。 语法格式: ENTRY 说明：在一个完整的汇编程序中至少要有一个ENTRY，程序中也可以有多个，此时，程序的真正入口点可在链接时指定。,举例： AREA armex，CODE,READON

30、LY ENTRY ;程序入口地址 ；指令代码,源程序结尾标识END END 伪操作通知汇编程序它已到达源文件的末尾。 语法格式: END,6.3.6 文件包含伪操作,文件包含伪操作包括两类： 一类是将一个源文件包含到当前源文件中，并将被包含的文件在其当前位置进行汇编处理； 另一类是也将一个源文件包含到当前源文件中，但被包含文件不进行汇编处理。,文件包含GET 或 INCLUDE 语法格式: GET filename INCLUDE filename 其中： filename 是要在汇编中包含的文件名称。汇编程序接受 UNIX 或 MS-DOS格式的路径名。类似于C语言中的#include GET C:TESTINCLUDE_INIT.S,文件原样包含INCBIN 语法格式: INCBIN filename 其中： filename 是要在汇编中包含的文件名称。 汇编程序接受 UNIX 或 MS-DOS格式的路径名。 INCBIN C:TESTINCLUDE_INIT.S 注意，与INCLUDE不同点在于不进行汇编，可以用来包含可执行文件、文字或者其他数据，文件的内容将按字节逐一添加到当前ELF节中。,6.3.7其他类型伪操作,对齐方式设置ALIGN 段属性定义伪操作AREA 源程序结尾标识E