汇编及嵌入式C语言-第三章.ppt
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1、汇编及嵌入式C语言,教 师:王茜Email:,第三章 ARM程序设计基础,3.1 ARM编程器所支持的伪操作 伪指令一些特殊的指令助记符,没有相对应的操作码。伪指令在源程序中的作用是为完成汇编程序作各种准备,这些伪指令仅在汇编过程中起作用,一旦汇编结束,伪指令的使命也就完成了。伪指令所完成的操作称为伪操作。,3.1.1 符号定义伪指令 符号定义伪指令用于定义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操作。常见的符号定义伪指令有如下几种:用于定义全局变量的GBLA、GBLL 和GBLS 用于定义局部变量的LCLA、LCLL 和LCLS 用于对变量赋值的SETA、SETL、SETS
2、 为通用寄存器列表定义名称的RLIST,3.1.1 符号定义伪指令GBLA、GBLL和GBLS-GBLA 伪指令用于定义一个全局的数字变量,并初始化为0;-GBLL 伪指令用于定义一个全局的逻辑变量,并初始化为F(假);-GBLS 伪指令用于定义一个全局的字符串变量,并初始化为空;由于以上三条伪指令用于定义全局变量,因此在整个程序范围内变量名必须唯一。,3.1.1 符号定义伪指令举例如下:GBLA Test1;定义一个全局的数字变量Test1 SETA 0 xaa;将该变量赋值为0 xaa GBLL Test2;定义一个全局的逻辑变量Test2 SETL TRUE;将该变量赋值为真 GBLS
3、Test3;定义一个全局的字符串变量Test3 SETS“Testing”;将该变量赋值为“Testing”,3.1.1 符号定义伪指令LCLA、LCLL和LCLS-LCLA 伪指令用于定义一个局部的数字变量,并初始化为0;-LCLL 伪指令用于定义一个局部的逻辑变量,并初始化为F(假);-LCLS 伪指令用于定义一个局部的字符串变量,并初始化为空;以上三条伪指令用于声明局部变量,在其作用范围内变量名必须唯一。,3.1.1 符号定义伪指令举例如下:LCLA Test4;声明一个局部的数字变量Test4 SETA 0 xaa;将该变量赋值为0 xaa LCLL Test5;声明一个局部的逻辑变量
4、Test5 SETL TRUE;将该变量赋值为真 LCLS Test6;定义一个局部的字符串变量Test6 SETS“Testing”;将该变量赋值为“Testing”,3.1.1 符号定义伪指令SETA、SETL和SETS-SETA 伪指令用于给数字变量赋值;-SETL 给一个逻辑变量赋值;-SETS 伪指令用于给一个字符串变量赋值;,3.1.1 符号定义伪指令RLIST RLIST伪指令可用于对一个通用寄存器列表定义名称,使用该伪指令定义的名称可在ARM 指令LDM/STM 中使用。在LDM/STM 指令中,列表中的寄存器访问次序为根据寄存器的编号由低高,而与列表中的寄存器排列次序无关。举
5、例如下:RegList RLIST R0-R5,R8,R10;将寄存器列表名称定义为RegList,可在ARM指令LDM/STM中通过该名称访问寄存器列表。,3.1.2 数据定义伪指令 数据定义伪指令一般用于为特定的数据分配存储单元,同时可完成已分配存储单元的初始化。常见的数字定义伪指令有如下几种:DCB用于分配一片连续的字节存储单元并用指定的数据初始化。DCW(DCWU)用于分配一片连续的半字存储单元并用指定的数据初始化。DCD(DCDU)用于分配一片连续的字存储单元并用指定的数据初始化。,3.1.2 数字定义伪指令DCB DCB 伪指令用于分配一片连续的字节存储单元并用伪指令中指定的表达式
6、初始化。其中,表达式可以为0255 的数字或字符串。DCB 也可用“=”代替。举例如下:Str DCB“This is a test!”;分配一片连续的字节存储单元并初始化。,3.1.2 数字定义伪指令DCW(或DCWU)DCW(或DCWU)伪指令用于分配一片连续的半字存储单元并用伪指令中指定的表达式初始化。其中,表达式可以为程序标号或数字表达式。用DCW 分配的字存储单元是半字对齐的,而用DCWU 分配的字存储单元并不严格半字对齐。举例如下:DataTest DCW 1,2,3;分配一片连续的半字存储单元并初始化。,3.1.2 数字定义伪指令DCD(或DCDU)DCD(或DCDU)伪指令用于
7、分配一片连续的字存储单元并用伪指令中指定的表达式初始化。其中,表达式可以为程序标号或数字表达式。DCD也可用“分配一片连续的字存储单元并初始化。,3.1.2 数据定义伪指令 LTORG用于指示汇编器立即汇编当前文字池 SPACE用于分配一片连续的存储单元 MAP用于定义一个结构化的内存表首地址 FIELD用于定义一个结构化的内存表的数据域,3.1.2 数字定义伪指令LTORG 使用 LTORG 可确保在指定范围内汇编文字池。,使用示例:AREA Example,CODE,READONLY start BL func1 func1;code LDR r1,=0 x55555555;code MO
8、V pc,lr LTORG data SPACE 4200;从当前位置开始分配连续4200字 节的存储单元并初始化为0END,3.1.2 数字定义伪指令SPACE SPACE 伪指令用于分配一片连续的存储区域并初始化为0。其中,表达式为要分配的字节数。SPACE 也可用“”代替。举例如下:DataSpace SPACE 100;分配连续100字节的存储单元并初始化为0。,3.1.2 数字定义伪指令MAP MAP 表达式,基址寄存器 MAP 伪指令用于定义一个结构化的内存表的首地址。MAP 也可用“”代替。表达式可以为程序中的标号或数学表达式,基址寄存器为可选项,当基址寄存器选项不存在时,表达式
9、的值即为内存表的首地址,当该选项存在时,内存表的首地址为表达式的值与基址寄存器的和。MAP 伪指令通常与FIELD 伪指令配合使用来定义结构化的内存表。,MAP 0 x100,R0;定义结构化内存表首地址的值为0 x100R0。,3.1.2 数字定义伪指令FIELD标号 FIELD 表达式 FIELD 伪指令用于定义一个结构化内存表中的数据域。FILED 也可用“#”代替。表达式的值为当前数据域在内存表中所占的字节数。FIELD 伪指令常与MAP 伪指令配合使用来定义结构化的内存表。MAP 伪指令定义内存表的首地址,FIELD 伪指令定义内存表中的各个数据域,并可以为每个数据域指定一个标号供其
10、他的指令引用。注意MAP 和FIELD 伪指令仅用于定义数据结构,并不实际分配存储单元。,举例如下:MAP 0 x100;定义结构化内存表首地址的值为0 x100。A FIELD 16;定义A的长度为16字节,位置为0 x100 B FIELD 32;定义B的长度为32字节,位置为0 x110 S FIELD 256;定义S的长度为256字节,位置为0 x130,3.1.3 汇编控制伪指令 汇编控制伪指令用于控制汇编程序的执行流程,常用的汇编控制伪指令包括以下几条:IF、ELSE、ENDIF WHILE、WEND MACRO、MEND MEXIT,3.1.3 汇编控制伪指令 IF、ELSE、E
11、NDIF IF、ELSE、ENDIF 伪指令能根据条件的成立与否决定是否执行某个指令序列。当IF 后面的逻辑表达式为真,则执行指令序列1,否则执行指令序列2。其中,ELSE 及指令序列2 可以没有,此时,当IF 后面的逻辑表达式为真,则执行指令序列1,否则继续执行后面的指令。IF、ELSE、ENDIF 伪指令可以嵌套使用。,举例如下:GBLL Test IF Test=TRUE 指令序列1 ELSE 指令序列2 ENDIF,GBLL THUMBCODE CONFIG=16THUMBCODE SETLTRUE|THUMBCODE SETLFALSE,3.1.3 汇编控制伪指令 WHILE、WEN
12、D WHILE、WEND 伪指令能根据条件的成立与否决定是否循环执行某个指令序列。当WHILE 后面的逻辑表达式为真,则执行指令序列,该指令序列执行完毕后,再判断逻辑表达式的值,若为真则继续执行,一直到逻辑表达式的值为假。WHILE、WEND 伪指令可以嵌套使用。,GBLA Counter Counter SETA 3 WHILE Counter 10 指令序列 WEND,3.1.3 汇编控制伪指令 MACRO、MEND MACRO、MEND伪指令可以将一段代码定义为一个整体,称为宏指令,然后就可以在程序中通过宏指令多次调用该段代码。宏指令可以使用一个或多个参数,当宏指令被展开时,这些参数被相
13、应的值替换。宏指令的使用方式和功能与子程序有些相似,子程序可以提供模块化的程序设计、节省存储空间并提高运行速度。但在使用子程序结构时需要保护现场,从而增加了系统的开销,因此,在代码较短且需要传递的参数较多时,可以使用宏指令代替子程序。MACRO、MEND 伪指令可以嵌套使用。,;macro definition MACRO;start macro definition$label xmac$p1,$p2;code$label.loop1;code;code BGE$label.loop1$label.loop2;code BL$p1 BGT$label.loop2;code ADR$p2;co
14、de MEND;end macro definition,;macro invocation abc xmac subr1,de;invoke macro;codeabcloop1;code;code BGE abcloop1 abcloop2;code BL subr1 BGT abcloop2;code ADR de;code,3.1.3 汇编控制伪指令 MEXIT MEXIT 用于从宏定义中跳转出去。,MACRO$abc example abc$param1,$param2;code WHILE condition1;code IF condition2;code MEXIT ELSE;
15、code ENDIF WEND;code MEND,3.1.4 其他常用的伪指令 AREA AREA 指令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,由链接器处理。AREA sectionname,attr,attr.sectionname 段指定的名称,以非字母字符开头的名称必须包含在竖杠内,否则会生成缺失段名的错误。,attr表示该段的相关属性,多个属性用逗号分隔,常用属性如下:,3.1.4 其他常用的伪指令 AREA,attr表示该段的相关属性,多个属性用逗号分隔,常用属性如下:CODE:用于定义代码段,READONLY是缺省值;DATA:用于定义数据段,不包含
16、指令,READWRITE是缺省值;READONLY:指示不应向此段写入,这是代码段的缺省值;READWRITE:指示可以读写此段,这是数据段的缺省值;ALIGN:使用方式为ALIGN表达式,表达式的取值范围为031,相应的对齐方式为2的次方。在默认时,可执行连接文件的代码段和数据段是按字对齐的;,AREA cacheable,CODE,ALIGN=3;表示按8byte对齐Note不要对 ARM 代码节使用 ALIGN=0 或 ALIGN=1。不要对 Thumb 代码节使用 ALIGN=0。,AREA Init,CODE,READONLY;定义Init代码段,属性为只读AREA RamData,
17、DATA,READWRITE;定义RamData数据段,属性为可读写,3.1.4 其他常用的伪指令 ENTRY ENTRY伪指令用于指定汇编程序的入口点。在一个完整的汇编程序中至少要有一个ENTRY(也可以有多个,当有多个ENTRY时,程序的真正入口点由链接器指定),但在一个源文件里最多只能有一个ENTRY(可以没有)。举例如下:AREA Init,CODE,READONLY ENTRY;指定应用程序的入口点,3.1.4 其他常用的伪指令 ALIGN ALIGN 指令通过用零或 NOP 指令进行填充将当前位置对齐到指定边界。若未指定对齐方式,则将当前位置对齐到下一个字的位置。偏移量为一个数字表
18、达式,若使用该字段表示,则当前位置的对齐方式为:2的表达式次幂+偏移量,MOV pc,lr ALIGN 8;当前位置以8字节对齐rout2;code AREA OffsetExample,CODE DCB 1 ALIGN 4,3 DCB 1;当前位置以4+3byte字节对齐,3.1.4 其他常用的伪指令 EQU EQU伪指令用于为程序中的常量、标号等定义一个 等效的字符名称,类似于C语言中的define。其中EQU可用“*”代替。举例如下:Test EQU 50;定义标号Test的值为50,3.1.4 其他常用的伪指令 引用指令 EXPORT 用于在程序中声明一个全局的标号,该标号可在其他的文
19、件中被引用。GLOBAL与EXPORT是同义词。IMPORT 用于通知编译器要使用的标号在其他的源文件中有定义,但在当前的源文件中使用,无论当前源文件是否引用该标号,该标号均会被加入到当前源文件的符号表中。EXTERN 与EMPORT相似,只是如果当前源文件没有引用该标号,该标号就不会被加入到当前源文件的符号表中。,AREA Example,CODE,READONLY EXTERN _CPP_INITIALIZE LDR r0,=_CPP_INITIALIZE CMP r0,#0 BEQ nocplusplus,3.1.4 其他常用的伪指令 包含指令 GET 用于将一个源文件包含到当前的源文件
20、中,并将被包含的源文件在当前位置进行汇编处理。INCLUDE与它用法相同。INCBIN 用于将一个目标文件或数据文件包含到当前的源文件中,被包含的文件不作任何变动的存放在当前的源文件中,编译器从其后开始继续处理。,AREA Example,CODE,READONLY GET file1.s GET c:projectfile2.s GET c:Program filesfile3.s,AREA Example,CODE,READONLY INCBIN file1.dat INCBIN c:projectfile2.txt,3.2 汇编语言程序设计 ARM汇编程序中每一行的通用格式为:标号 指令
21、|伪指令;注解在ARM汇编语言源程序中,除了标号和注释外,指令和伪指令都必须有前导空格,而不能顶格书写。如果每一行的代码太长,可以使用字符“”将其分行书写,并允许有空行。指令助记符和寄存器名既可以全用大写字母,也可以全用小写字母,但不能混用。注释从“;”开始,到该行结束为止。标号代表一个地址,段内标号的地址值在汇编时确定,段外标号的地址值在链接时确定。,3.2.1 汇编语言程序中常用的符号 在汇编语言程序设计中,经常使用各种符号代替地址、变量和常量等,以增加程序的可读性。尽管符号的命名由编程者决定,但并不是任意的,必须遵循以下的约定:符号区分大小写,同名的大、小写符号会被编译器认为是两个不同的
22、符号。符号在其作用范围内必须唯一。自定义的符号名不能与系统的保留字相同。符号名不应与指令或伪指令同名。,3.2.1 汇编语言程序中常用的符号1、程序中的变量 程序中的变量是指其值在程序的运行过程中可以改变的量。ARM(Thumb)汇编程序所支持的变量有数字变量、逻辑变量和字符串变量。在ARM(Thumb)汇编语言程序设计中,可使用GBLA、GBLL、GBLS伪指令声明全局变量,使用LCLA、LCLL、LCLS伪指令声明局部变量,并可使用SETA、SETL和SETS对其进行初始化。见,3.2.1 汇编语言程序中常用的符号2、程序中的常量 程序中的常量是指其值在程序的运行过程中不能被改变的量。AR
23、M(Thumb)汇编程序所支持的常量有数字常量、逻辑常量和字符串常量。数字常量一般为32位的整数,当作为无符号数时,其取值范围为0232-1,当作为有符号数时,其取值范围为-231231-1。逻辑常量只有两种取值情况:真或假。字符串常量为一个固定的字符串,一般用于程序运行时的信息提示。,3.2.1 汇编语言程序中常用的符号3、程序中的变量代换 程序中的变量可通过代换操作取得一个常量。代换操作符为“$”。如果在数字变量前面有一个代换操作符“$”,编译器会将该数字变量的值转换为十六进制的字符串,并将该十六进制的字符串代换“$”后的数字变量。如果在逻辑变量前面有一个代换操作符“$”,编译器会将该逻辑
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