ARM汇编语言程序指示符与语句格式.ppt
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1、2023/11/7,1,第5章 ARM指令集和汇编语言程序,本章主要介绍以下内容:ARM指令集的基本特点与Thumb指令集的区别与x86处理器的区别ARM指令格式ARM寻址方式ARM指令集分类详解ARM汇编语言的指示符ARM汇编语言语句格式ARM汇编语言程序格式ARM汇编语句格式和程序格式进阶ARM汇编语言程序举例,2023/11/7,2,本讲主要参考文献,ARM公司英文资料:ADS_AssemblerGuide_B.pdfDDI0100E_ARM_ARM.pdf中文图书ARM体系结构与编程,清华大学出版社嵌入式系统基础教程,机械工业出版社,2023/11/7,3,5.4 ARM汇编语言程序的
2、指示符,ARM汇编语言源程序中语句由指令、指示符和宏指令组成。在ARM中将directive称做指示符ARM的指示符指令相当于x86的伪指令在ARM中pseudo-instruction被称为伪指令ARM指令集中只有4条伪指令而宏指令则是通过指示符定义的。使用MACRO和 MEND指示符,2023/11/7,4,5.4.1 符号定义指示符,符号定义(Symbol definition)指示符用于定义ARM汇编程序中的变量,对变量进行赋值以及定义寄存器名称。包括以下指示符:GBLA,GBLL及GBLS 声明全局变量;LCLA,LCLL及LCLS 声明局部变量;SETA,SETL及SETS 给变量
3、赋值;RLIST 为通用寄存器列表定义名称;CN 为协处理器的寄存器定义名称;CP 为协处理器定义名称;DN及SN 为VFP的寄存器定义名称;FN 为FPA的浮点寄存器定义名称。,2023/11/7,5,5.4.2 数据定义指示符,数据定义(Data definition)指示符包括以下的指示符:LTORG 声明一个数据缓冲池(literal pool)的开始;MAP 定义一个结构化的内存表(storage map)的首地址;FIELD 定义结构化的内存表中的一个数据域(field);SPACE 分配一块内存单元,并用0初始化;DCB 分配一段字节的内存单元,并用指定的数据初始化;DCD及DC
4、DU 分配一段字的内存单元,并用指定的数据初始化;DCDO 分配一段字的内存单元,并将单元的内容初始化成该单元相对于静态基值寄存器的偏移量。,2023/11/7,6,数据定义指示符(续),DCFD及DCFDU 分配一段双字的内存单元,并用双精度的浮点数据初始化。DCFS及DCFSU 分配一段字的内存单元,并用单精度的浮点数据初始化。DCI 分配一段字节的内存单元,用指定的数据初始化,指定内存单元中存放的是代码,而不是数据。DCQ及DCQU 分配一段双字的内存单元,并用64位的整数数据初始化。DCW及DCWU 分配一段半字的内存单元,并用指定的数据初始化。DATA 在代码段中使用数据。现已不再使
5、用,仅用于保持向前兼容。,2023/11/7,7,5.4.3 汇编控制指示符,汇编控制(Assembly control)指示符包括下面的指示符:IF,ELSE及ENDIF汇编或者不汇编一段源代码WHILE及WEND条件重复汇编相同的一段源代码MACRO及MEND标识宏定义开始与结束MEXIT用于从宏跳转出去,2023/11/7,8,5.4.4 信息报告指示符,信息报告(Reporting)指示符包括下列指示符:ASSERT在汇编编译器对汇编程序的第二趟扫描中,如果其中的ASSERTION中条件不成立,ASSERT伪操作将报告该错误信息。INFO支持第一二趟汇编扫描时报告诊断信息。OPTTTL
6、及SUBT,2023/11/7,9,5.4.5 其他指示符,这些杂类的指示符包括:ALIGNAREACODE16及CODE32ENDENTRYEQUEXPORT或GLOBAL,2023/11/7,10,其他的指示符(续),EXTERNGET或INCLUDEIMPORTINCBINKEEPNOFPREQUIREREQUIRE8及PRESERVE8RNROUT,2023/11/7,11,5.4.5.1 AREA,AREA指示符用于定义一个代码段或者数据段。语法格式AREA sectionname,attr,attr.其中:sectionname为所定义的代码段或者数据段的名称。如果该名称是以数字开
7、头的,则该名称必须用“”括起来,如1_datasec。还有一些代码段具有约定的名称,如.text表示C语言编译器产生的代码段或者是与C语言库相关的代码段。Attr是该代码段(或者程序段)的属性。在AREA指示符中,各属性间用逗号隔开。,2023/11/7,12,AREA的属性,下面列举主要的属性:ALIGN=expression。默认的情况下,ELF的代码段和数据段是4字节对齐的。Expression可以取031的数值,相应的对齐方式为(2expression)字节对齐。如expression=3时为8字节对齐。ASSOC=section。指定与本段相关的ELF段。任何时候连接section段
8、也必须包括sectionname段。CODE 定义代码段。默认属性为READONLY。COMDEF 定义一个通用的段。该段可以包含代码或者数据。在个源文件中,同名的COMDEF段必须相同。,2023/11/7,13,AREA的属性(续),COMMON 定义一个通用的段。该段不包含任何用户代码和数据,连接器将其初始化为0。各源文件中同名的COMMON 段公用同样的内存单元,连接器为起分配合适的尺寸。DATA 定义数据段。默认属性为READWRITE。NOINIT 指定本数据段仅仅保留了内存单元,而没有将各初始值写入内存单元,或者将个内存单元值初始化为0。READONLY 指定本段为只读,代码段的
9、默认属性为READONLY。READWRITE 指定本段为可读可写,数据段的默认属性为READWRITE。,2023/11/7,14,AREA指示符举例,举例下面的指示符定义了一个代码段,代码段的名称为Mainpro,属性为READONLY。AREA Mainpro,CODE,READONLY;code segment,2023/11/7,15,5.4.5.2 EQU,EQU指示符为数字常量、基于寄存器的值和程序中的标号(基于PC的值)定义一个字符名称。*是EQU的同义词。语法格式name EQU expr,type其中:expr为基于寄存器的地址值、程序中的标号、32位的地址常量或者32位的
10、常量。name为EQU指示符为expr定义的字符名称。type 当expr为32位常量时,可以使用type指示expr表示的数据的类型。,2023/11/7,16,EQU(续),type有下面3种取值:CODE16CODE32DATA使用说明EQU指示符的作用类似于C语言中的#define,用于为一个常量定义字符名称。示例abcd EQU 2;定义abcd符号的值为2abcd EQU label+16;定义abcd符号的值(label+16)addr1 EQU 0 xlC,CODE32;定义addr1符号值为;绝对地址值0 xlC,而且该处为ARM指令。,2023/11/7,17,5.4.5.
11、3 ENTRY,ENTRY指示符指定程序的入口点语法格式ENTRY使用说明一个程序(可以包含多个源文件)中至少要有一个ENTRY(可以有多个ENTRY),但一个源文件中最多只能有一个ENTRY(可以没有ENTRY)。示例AREA example,CODE,READONLYENTRY;应用程序的入口点,2023/11/7,18,5.4.5.4 CODE16和CODE32,CODE16指示符告诉汇编编译器后面的指令序列为16位的Thumb指令。CODE32指示符告诉汇编编译器后面的指令序列为32位的ARM指令。语法格式CODE16CODE32使用说明当汇编源程序中同时包含ARM指令和Thumb指令
12、时,使用CODE16指示符告诉汇编编译器后面的指令序列为16位的Thumb指令;使用CODE32指示符告诉汇编编译器后面的指令序列为32位的ARM指令。但是,CODE16指示符和CODE32指示符只是告诉编译器后面指令的类型,该指示符本身并不进行程序状态的切换。,2023/11/7,19,CODE16/CODE32举例,在下面的例子中,程序先在ARM状态下执行,然后通过BX指令切换到Thumb状态,并跳转到相应的Thumb指令处执行。在Thumb程序入口处用CODE16指示符标识下面的指令为Thumb指令。参看下面的指令段:.AREA ChangeState,CODE,READONLYCODE
13、32;指示下面的指令为ARM指令LDR r0,=start+1BX r0;切换到Thumb,并跳转到start处执行CODE16;指示下面的指令为Thumb指令startMOV r1,#10,2023/11/7,20,5.4.5.5 END,END指示符告诉编译器已经到了源程序结尾。语法格式:END使用说明:每一个汇编源程序都包含END指示符,以告诉本源程序的结束。示例:AREA example CODE,READONLYEND,2023/11/7,21,5.4.5.6 ALIGN,ALIGN指示符通过添加补丁字节使当前位置满足一定的对齐方式。语法格式ALIGN expr,offset其中,e
14、xpr为数字表达式,用于指定对齐方式。可能的取值为2的次幂,如1、2、4、8等。如果指示符中没有指定expr,则当前位置对齐到下一个字边界处。offset为数字表达式。当前位置对齐到下面形式的地址处:offset+n*expr。,2023/11/7,22,ALIGN(续1),使用说明下面的情况中,需要特定的地址对齐方式:Thumb的宏指令ADR要求地址是字对齐的,而Thumb代码中地址标号可能不是字对齐的。这时就要使用指示符ALIGN 4使Thumb代码中的地址标号字对齐。由于有些ARM处理器的CACHE采用了其他对齐方式,如16字节的对齐方式,这时使用ALIGN指示符指定合适的对齐方式可以充
15、分发挥该CACHE的性能优势。LDRD及STRD指令要求内存单元是8字节对齐的。这样在为这两个指令分配的内存单元前要使用ALIGN 8实现8字节对齐方式。地址标号通常自身没有对齐要求。而在ARM代码中要求地址标号是字对齐的,在Thumb代码中要求字节对齐。这样需要使用合适的ALIGN指示符来调整对齐方式。,2023/11/7,23,5.4.5.7 EXPORT及GLOBAL,EXPRORT声明一个符号可以被其他文件引用。相当于声明了一个全局变量。GLOBAL是EXPORT的同义词。语法格式EXPORT symbol WEAK其中,symbol为声明的符号名称,大小写敏感。WEAK选项声明其他的
16、同名符号优先于本符号被引用。使用说明使用EXPORT指示符声明一个源文件中的符号,使得该符号可以被其他源文件引用。示例AREA Example,CODE,READONLYEXPORT Do_Add;函数名称DoAdd可以被引用,2023/11/7,24,5.4.5.8 IMPORT,IMPORT指示符告诉编译器当前的符号不是在本源文件中定义的,而是在其他源文件中定义的,在本源文件中可能引用该符号,而且不论本源文件是否实际引用该符号,该符号都将被加入到本源文件的符号表中。语法格式IMPORT symbol WEAK其中:symbol为声明的符号的名称。它是区分大小写的。WEAK 指定这个选项后,
17、如果symbol在所有的源文件中都没有被定义,编译器也不会产生任何错误信息,同时编译器也不会到当前没有被INCLUDE进来的库中去查找该符号。,2023/11/7,25,IMPORT(续),使用说明使用IMPORT指示符声明一个符号是在其他源文件中定义的。如果连接器在连接处理时不能解析该符号,而IMPORT指示符中没有指定WEAK选项,则连接器将会报告错误。如果连接器在连接处理时不能解析该符号,而IMPORT指示符中指定了WEAK选项,则连接器将不会报告错误,而是进行下面的操作:如果该符号被B或者BL指令引用,则该符号被设置成下一条指令的地址,该B或者BL指令相当于一条NOP指令。其他情况下该
18、符号被设置为0。,2023/11/7,26,5.4.5.9 EXTERN,EXTERN指示符告诉编译器当前的符号不是在本源文件中定义的,而是在其他源文件中定义的,在本源文件中可能引用该符号。如果本源文件没有实际引用该符号,该符号都将不会被加入到本源文件的符号表中。语法格式EXTERN symbol WEAK其中,symbol为声明的符号的名称。它是区分大小写的。WEAK 指定该选项后,如果symbol在所有的源文件中都没有被定义,编译器也不会产生任何错误信息,同时编译器也不会到当前没有被INCLUDE进来的库中去查找该符号。,2023/11/7,27,EXTERN(续1),使用说明使用EXTE
19、RN指示符声明一个符号是在其他源文件中定义的。如果连接器在连接处理时不能解析该符号,而EXTERN指示符中没有指定WEAK选项,则连接器将会报告错误。如果连接器在连接处理时不能解析该符号,而EXTERN指示符中指定了WEAK选项,则连接器将不会报告错误,而是进行下面的操作:如果该符号被B或者BL指令引用,则该符号被设置成下一条指令的地址,该B或者BL指令相当于一条NOP指令。其他情况下该符号被设置为0。,2023/11/7,28,EXTERN(续2),示例下面的代码测试是否连接了C+库,并根据结果执行不同的代码AREA Example,CODE,READONLYEXTERN _CPP_INIT
20、IALIZEWEAK;如果连接了c+库则读取;函数_CPP_INITIALIZE地址LDR r0,_CPP_INITIALIZECMP r0,#0;Test if zero.BEQ nocplusplus;如果没有连接C+库,则跳转到nocplusplus,2023/11/7,29,5.4.5.10 GET及INCLUDE,GET指示符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。INCLUDE是GET的同义词。语法格式GET filename其中,filename为被包含的源文件的名称。这里可以使用路径信息。使用说明(1)通常可以在一个源文件中定义宏,用EQU定义
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