GNU 汇编语法

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。
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


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。

汇编中注释可以有四种符号：

  1. ；
  2. /* */
  3. //
  4. @


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。

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。


.word expression就是在当前位置放一个word型的值，这个值就是expression 
举例来说， 
_rWTCON: 
.word 0x15300000 
就是在当前地址，即_rWTCON处放一个值0x15300000 


.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。

此外，还有伪操作

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

Cortex-A7 常用汇编指令

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 7.2.1.1 所
示：

arm汇编基本知识_桌面操作系统

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=R1
MOV 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

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（指的是外设）就是 RAM 类型，这是因为外设寄存器和内存统一编址，而内核寄存器R1~R12它们可能不是的，这也是为什么C语言操作不了内核寄存器的原因，因此操作系统上下文切换操作内核寄存器必须用汇编语言的原因了，因为C语言不能通过地址操作这些内核寄存器。
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。

arm汇编基本知识_桌面操作系统_02

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（指的是外设）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：
示例代码 7.2.2.1 LDR 指令使用
1 LDR R0, =0X0209C004 @将寄存器地址 0X0209C004 加载到 R0 中，即 R0=0X0209C004
2 LDR R1, [R0] @读取地址 0X0209C004 中的数据到 R1 寄存器中
上述代码就是读取寄存器 GPIO1_GDIR 中的值，读取到的寄存器值保存在 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 0X20000002，示例代码如下：
示例代码 7.2.2.2 STR 指令使用
1 LDR R0, =0X0209C004 @将寄存器地址 0X0209C004 加载到 R0 中，即 R0=0X0209C004
2 LDR R1, =0X20000002 @R1 保存要写入到寄存器的值，即 R1=0X20000002
3 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。

压栈和出栈指令

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
再跳回 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 7.2.3.1
所示：

arm汇编基本知识_桌面操作系统_03

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，因此是从右往左压

压栈完成以后的堆栈如图 7.2.3.1 所示：

arm汇编基本知识_桌面操作系统_04

PUSH 和 POP 的另外一种写法是“STMFD SP！”和“LDMFD SP!”

跳转指令

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。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。

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。因此BL跳过去执行完后会自动返回来接着执行。

1 push {r0, r1} @保存 r0,r1
2 cps #0x13 @进入 SVC 模式，允许其他中断再次进去
3
5 bl system_irqhandler @加载 C 语言中断处理函数到 r2 寄存器中
6
7 cps #0x12 @进入 IRQ 模式
8 pop {r0, r1} 
9 str r0, [r1, #0X10] @中断执行完成，写 EOIR

上述代码中第 5 行就是执行 C 语言版的中断处理函数，当处理完成以后是需要返回来继续
执行下面的程序，所以使用了 BL 指令。

3、BX 指令

BX 指令的格式为：

BX{条件} 目标地址

BX 指令跳转到指令中所指定的目标地址，目标地址处的指令既可以是ARM 指令，也可以是Thumb指令。其它的和B指令一样的。

算术运算指令

arm汇编基本知识_桌面操作系统_05

逻辑运算指令

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