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arm汇编的重要性是什么？

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2021-11-30 08:03:25　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 32 个回答。邀请回答风来吴山该类别下有 32 个回答。邀请回答举报李骏鹏相关推荐 • ATPG是什么？ATPG有何重要性 2883 • BGA焊接温度控制重要性 2686 • POE浪涌保护的重要性是什么？ 2078 • 时钟服务器的重要性是什么？ 1731 • MATLAB的重要性是什么？MATLAB R2020a怎么样？ 1691 • Syncer模块的重要性是什么？ 1800 • 欠压保护的重要性 3955 • 晶振对扩音器的重要性看了就知道 2287 • 机器人控制威廉希尔官方网站有哪些重要性？ 18100 • 频率测试的重要性体现在哪？ 3875 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 汇编的重要性我们在进行嵌入式 Linux 开发的时候是需要掌握基本的 ARM 汇编，因为 Cortex-A 芯片一上电 SP 指针还没初始化，C 环境还没准备好，所以肯定不能运行 C 代码，必须先用汇编语言设置好 C 环境，比如初始化 DDR、设置 SP指针、初始化一些外设等等，当汇编把 C 环境设置好了以后才可以运行 C 代码。汇编的知识很庞大，本章我们只讲解最常用的一些指令，满足我们后续学习即可。对于 Cortex-A 芯片来讲，大部分芯片在上电以后 C 语言环境还没准备好，所以第一行程序肯定是汇编的，至于要写多少汇编程序，那就看你能在哪一步把 C 语言环境准备好。所谓的 C语言环境就是保证 C 语言能够正常运行。C 语言中的函数调用涉及到出栈入栈，出栈入栈就要对堆栈进行操作，所谓的堆栈其实就是一段内存，这段内存比较特殊，由 SP 指针访问，SP 指针指向栈顶。芯片一上电 SP 指针还没有初始化，所以 C 语言没法运行，对于有些芯片还需要初始化 DDR，因为芯片本身没有 RAM，或者内部 RAM 不开放给用户使用，用户代码需要在DDR 中运行，因此一开始要用汇编来初始化 DDR 控制器。后面学习 Uboot 和 Linux 内核的时候汇编是必须要会的。参考手册： cortex-a7是核心芯片，它是基于ARMv7的（指令集）。 I.MX6U-ALPHA 使用的是 NXP 的 I.MX6UL 芯片，这是一款 Cortex-A7 内核的芯片，所以我们主要讲的是 Cortex-A 的汇编指令。为此我们需要参考两份跟 Cortex-A 内核有关的文档：《ARM ArchitectureReference Manual ARMv7-A and ARMv7-R edition.pdf》和《ARM CortexA(armV7)编程手册 V4.0.pdf》，第一份文档主要讲解 ARMv7-A 和 ARMv7-R 指令集的开发，Cortex-A7 使用的是 ARMv7-A 指令集，第二份文档主要讲解 Cortex-A(armV7)编程的，这两份文档是学习 Cortex-A 不可或缺的文档。在《ARM ArchitectureReference Manual ARMv7-A andARMv7-R edition.pdf》的 A4 章详细的讲解了 Cortex-A 的汇编指令，要想系统的学习 Cortex-A的指令就要认真的阅读 A4 章节。 GNU 汇编语法如果大家使用过 STM32 的话就会知道 MDK 和 IAR 下的启动文件 startup_stm32f10x_hd.s其中的汇编语法是有所不同的，将 MDK 下的汇编文件直接复制到 IAR 下去编译就会出错，因为 MDK 和 IAR 的编译器不同，因此对于汇编的语法就有一些小区别。我们要编写的是 ARM汇编，编译使用的 GCC 交叉编译器，所以我们的汇编代码要符合 GNU 语法。 1、汇编语句的基本格式 GNU 汇编语法适用于所有的架构，并不是 ARM 独享的，GNU 汇编由一系列的语句组成，每行一条语句，每条语句有三个可选部分，如下： label：instruction @ comment//标号 //指令 //注释 label 即标号，表示地址位置，有些指令前面可能会有标号，这样就可以通过这个标号得到指令的地址，标号也可以用来表示数据地址。注意 label 后面的“：”，任何以“：”结尾的标识符都会被识别为一个标号。 instruction 即指令，也就是汇编指令或伪指令。 @符号，表示后面的是注释，就跟 C 语言里面的“/”和“/”一样，其实在 GNU 汇编文件中我们也可以使用“/”和“/”来注释。comment 就是注释内容。比如如下代码： add:MOVS R0, #0X12 @设置 R0=0X12 上面代码中“add:”就是标号，“MOVS R0,#0X12”就是指令，最后的“@设置 R0=0X12”就是注释。注意！ARM 中的指令、伪指令、伪操作、寄存器名等可以全部使用大写，也可以全部使用小写，但是不能大小写混用。 2、段用户可以使用.section 伪操作来定义一个段，汇编系统预定义了一些段名： .text 表示代码段。 .data 初始化的数据段。 .bss 未初始化的数据段。 .rodata 只读数据段。我们当然可以自己使用.section 来定义一个段，每个段以段名开始，以下一段名或者文件结尾结束，比如： .section .testsection @定义一个 testsetcion 段 3、伪操作及汇编入口汇编程序的默认入口标号是_start，不过我们也可以在链接脚本中使用 ENTRY 来指明其它的入口点，下面的代码就是使用_start 作为入口标号： .global _start_start:ldr r0, =0x12 @r0=0x12 上面代码中.global 是伪操作，表示_start 是一个全局标号，类似 C 语言里面的全局变量一样，常见的伪操作有： .byte 定义单字节数据，比如.byte 0x12。 .short 定义双字节数据，比如.short 0x1234。 .long 定义一个 4 字节数据，比如.long 0x12345678。 .equ 赋值语句，格式为：.equ 变量名，表达式，比如.equ num, 0x12，表示 num=0x12。 .align 数据字节对齐，比如：.align 4 表示 4 字节对齐。 .end 表示源文件结束。 .global 定义一个全局符号，格式为：.global symbol，比如：.global _start。 GNU 汇编还有其它的伪操作，但是最常见的就是上面这些，如果想详细的了解全部的伪操作，可以参考《ARM Cortex-A(armV7)编程手册 V4.0.pdf》的 57 页。 GNU 汇编同样也支持函数，函数格式如下：函数名: 函数体返回语句 GNU 汇编函数返回语句不是必须的，如下代码就是用汇编写的 Cortex-A7 中断服务函数： /* 未定义中断 /Undefined_Handler: //函数名 ldr r0, =Undefined_Handler //函数体 bx r0 //放回语句/ SVC 中断 /SVC_Handler: ldr r0, =SVC_Handler bx r0/ 预取终止中断 /PrefAbort_Handler: ldr r0, =PrefAbort_Handlerbx r0 Cortex-A7 常用汇编指令 1、处理器内部数据传输指令使用处理器做的最多事情就是在处理器内部来回的传递数据，常见的操作有： ①、将数据从一个寄存器传递到另外一个寄存器。 ②、将数据从一个寄存器传递到特殊寄存器，如 CPSR 和 SPSR 寄存器。 ③、将立即数传递到寄存器。数据传输常用的指令有三个：MOV、MRS 和 MSR* ，这三个指令的用法如表： 1、MOV指令* MOV 指令用于将数据从一个寄存器拷贝到另外一个寄存器，或者将一个立即数传递到寄存器里面，使用示例如下： MOV R0，R1 @将寄存器 R1 中的数据传递给 R0，即 R0=R1MOV R0, #0X12 @将立即数 0X12 传递给 R0 寄存器，即 R0=0X12 2、MRS 指令 MRS 指令用于将特殊寄存器(如 CPSR 和 SPSR)中的数据传递给通用寄存器，要读取特殊寄存器的数据只能使用 MRS 指令！使用示例如下： MRS R0, CPSR @将特殊寄存器 CPSR 里面的数据传递给 R0，即 R0=CPSR 3、MSR 指令 MSR 指令和 MRS 刚好相反，MSR 指令用来将普通寄存器的数据传递给特殊寄存器，也就是写特殊寄存器，写特殊寄存器只能使用 MSR，使用示例如下： MSR CPSR, R0 @将 R0 中的数据复制到 CPSR 中，即 CPSR=R0 2、存储器访问指令 ARM 不能直接访问存储器，比如 RAM 中的数据，I.MX6UL 中的寄存器就是 RAM 类型的，我们用汇编来配置 I.MX6UL 寄存器的时候需要借助存储器访问指令，一般先将要配置的值写入到 Rx(x=0~12)寄存器中，然后借助存储器访问指令将 Rx 中的数据写入到 I.MX6UL 寄存器中。读取 I.MX6UL 寄存器也是一样的，只是过程相反。常用的存储器访问指令有两种：LDR 和STR，用法如表： 1、LDR 指令 LDR 主要用于从存储加载数据到寄存器 Rx 中，LDR 也可以将一个立即数加载到寄存器 Rx中，LDR 加载立即数的时候要使用“=”，而不是“#” 。在嵌入式开发中，LDR 最常用的就是读取 CPU 的寄存器值，比如 I.MX6UL 有个寄存器 GPIO1_GDIR，其地址为 0X0209C004，我们现在要读取这个寄存器中的数据，示例代码如下： 1 LDR R0, =0X0209C004 @将寄存器地址 0X0209C004 加载到 R0 中，即 R0=0X0209C0042 LDR R1, [R0] @读取地址 0X0209C004 中的数据到 R1 寄存器中上面代码中 offset 是 0，也就是没有用到 offset。 2、STR 指令 LDR 是从存储器读取数据，STR 就是将数据写入到存储器中，同样以 I.MX6UL 寄存器GPIO1_GDIR 为例，现在我们要配置寄存器 GPIO1_GDIR 的值为 0X2000002，示例代码如下： 1 LDR R0, =0X0209C004 @将寄存器地址 0X0209C004 加载到 R0 中，即 R0=0X0209C0042 LDR R1, =0X20000002 @R1 保存要写入到寄存器的值，即 R1=0X200000023 STR R1, [R0] @将 R1 中的值写入到 R0 中所保存的地址中 LDR 和 STR 都是按照字进行读取和写入的，也就是操作的 32 位数据，如果要按照字节、半字进行操作的话可以在指令“LDR”后面加上 B 或 H，比如按字节操作的指令就是 LDRB 和STRB，按半字操作的指令就是 LDRH 和 STRH。 3、压栈和出栈指令现场保护，恢复现场我们通常会在 A 函数中调用 B 函数，当 B 函数执行完以后再回到 A 函数继续执行。要想在跳回 A 函数以后代码能够接着正常运行，那就必须在跳到 B 函数之前将当前处理器状态保存起来(就是保存 R0-R15 这些寄存器值)，当 B 函数执行完成以后再用前面保存的寄存器值恢复R0~R15 即可。保存 R0-R15 寄存器的操作就叫做现场保护，恢复 R0~R15 寄存器的操作就叫做恢复现场。在进行现场保护的时候需要进行压栈(入栈)操作，恢复现场就要进行出栈操作。压栈的指令为 PUSH，出栈的指令为 POP，PUSH 和 POP 是一种多存储和多加载指令，即可以一次操作多个寄存器数据，他们利用当前的栈指针 SP 来生成地址，PUSH 和 POP 的用法如表：假如我们现在要将 R0~R3 和 R12 这 5 个寄存器压栈，当前的 SP 指针指向 0X80000000，处理器的堆栈是向下增长的，使用的汇编代码如下： PUSH {R0~R3, R12} @将 R0~R3 和 R12 压栈图7.2.3.1就是对R0~R3,R12进行压栈以后的堆栈示意图，此时的SP指向了0X7FFFFFEC，假如我们现在要再将 LR 进行压栈，汇编代码如下： PUSH {LR} @将 LR 进行压栈图 7.2.3.2 就是分两步对 R0~R3,R2 和 LR 进行压栈以后的堆栈模型，如果我们要出栈的话就是使用如下代码： POP {LR} @先恢复 LRPOP {R0~R3,R12} @在恢复 R0~R3,R12 出栈的就是从栈顶，也就是 SP 当前执行的位置开始，地址依次减小来提取堆栈中的数据到要恢复的寄存器列表中。 PUSH 和 POP 的另外一种写法是“STMFD SP！”和“LDMFD SP!”，因此上面的汇编代码可以改为： 1 STMFD SP!,{R0~R3, R12} @R0~R3,R12 入栈2 STMFD SP!,{LR} @LR 入栈34 LDMFD SP!, {LR} @先恢复 LR5 LDMFD SP!, {R0~R3, R12} @再恢复 R0~R3, R12 STMFD 可以分为两部分：STM 和 FD，同理，LDMFD 也可以分为 LDM 和 FD。看到 STM和 LDM 有没有觉得似曾相识，前面我们讲了 LDR 和 STR，这两个是数据加载和存储指令，但是每次只能读写存储器中的一个数据。STM 和 LDM 就是多存储和多加载，可以连续的读写存储器中的多个连续数据。 FD 是 Full Descending 的缩写，即满递减的意思。根据 ATPCS 规则,ARM 使用的 FD 类型的堆栈，SP 指向最后一个入栈的数值，堆栈是由高地址向下增长的，也就是前面说的向下增长的堆栈，因此最常用的指令就是 STMFD 和 LDMFD。 STM 和 LDM 的指令寄存器列表中编号小的对应低地址，编号高的对应高地址。 4、跳转指令有多种跳转操作，比如： ①、直接使用跳转指令 B、BL、BX 等。 ②、直接向 PC 寄存器里面写入数据。上述两种方法都可以完成跳转操作，但是一般常用的还是 B、BL 或 BX，用法如表：我们重点来看一下 B 和 BL 指令，因为这两个是我们用的最多的，如果要在汇编中进行函数调用使用的就是 B 和 BL 指令： 1、B 指令这是最简单的跳转指令，B 指令会将 PC 寄存器的值设置为跳转目标地址，一旦执行 B 指令，ARM 处理器就会立即跳转到指定的目标地址。如果要调用的函数不会再返回到原来的执行处，那就可以用 B 指令，如下示例： 1 _start:23 ldr sp,=0X80200000 @设置栈指针4 b main @跳转到 main 函数上述代码就是典型的在汇编中初始化 C 运行环境，然后跳转到 C 文件的 main 函数中运行，上述代码只是初始化了 SP 指针，有些处理器还需要做其他的初始化，比如初始化 DDR 等等。因为跳转到 C 文件以后再也不会回到汇编了，所以在第 4 行使用了 B 指令来完成跳转。 2、BL 指令 BL 指令相比 B 指令，在跳转之前会在寄存器 LR(R14)中保存当前 PC 寄存器值，所以可以通过将 LR 寄存器中的值重新加载到 PC 中来继续从跳转之前的代码处运行，这是子程序调用一个基本但常用的手段。比如 Cortex-A 处理器的 irq 中断服务函数都是汇编写的，主要用汇编来实现现场的保护和恢复、获取中断号等。但是具体的中断处理过程都是 C 函数，所以就会存在汇编中调用 C 函数的问题。而且当 C 语言版本的中断处理函数执行完成以后是需要返回到irq 汇编中断服务函数，因为还要处理其他的工作，一般是恢复现场。。这个时候就不能直接使用B 指令了，因为 B 指令一旦跳转就再也不会回来了，这个时候要使用 BL 指令，示例代码如下： 1 push {r0, r1} @保存 r0,r12 cps #0x13 @进入 SVC 模式，允许其他中断再次进去35 bl system_irqhandler @加载 C 语言中断处理函数到 r2 寄存器中67 cps #0x12 @进入 IRQ 模式8 pop {r0, r1}9 str r0, [r1, #0X10] @中断执行完成，写 EOIR 5、算术运算指令汇编中也可以进行算术运算，比如加减乘除，常用的运算指令用法如表：在嵌入式开发中最常会用的就是加减指令，乘除基本用不到。 5、逻辑运算指令我们用 C 语言进行 CPU 寄存器配置的时候常常需要用到逻辑运算符号，比如“&”、“\|”等逻辑运算符。使用汇编语言的时候也可以使用逻辑运算指令，常用的运算指令用法如表 7.2.6.1所示：后面使用汇编配置 I.MX6UL 的外设寄存器的时候可能会用到，ARM 汇编就讲解到这里，本节主要讲解了一些最常用的指令，还有很多不常用的指令没有讲解，但是够我们后续学习用了。要想详细的学习 ARM 的所有指令请参考《 ARM ArchitectureReference Manual ARMv7-A and ARMv7-R edition.pdf》和《ARM Cortex-A(armV7)编程手册 V4.0.pdf》这两份文档。

2021-11-30 11:22:37 评论举报张晓宁