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ARM 汇编的必知必会
 
文章编号:
081229113304
文章分类: 单片机 ARM
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关 键 词: 汇编
文章来源:
网络
摘 要:
无论是体系结构还是指令集,大家或多或少都应该对X86汇编有些了解,而对于嵌入式领域已被广泛采用的ARM 处理器,了解的可能并不多。如果你有兴趣从事嵌入式方面的开发,那么了解一些RISC 体系结构和ARM汇编的知识还

单寄存器传输
先看第一个,很简单:把单一的数据传入(LDR) 或传出(STR)寄存器,对内存的访问可以是DWORD(32-bit), WORD(16-bit)和BYTE(8-bit)。指令的格式如下:
DWORD:
<LDR | STR> Rd, addressing1
WORD:
<LDR | STR> H Rd, addressing2 无符号版
<LDR> SH Rd, addressing2 有符号版
BYTE:
<LDR | STR> B Rd, addressing1 无符号版
<LDR> SB Rd, addressing2 有符号版
addressing1 和addressing2 的分类下面再说,现在理解成某种寻址方式就可以了。
在单寄存器传输方面,还有以下三种变址模式,他们是:
◆ preindex
这种变址方式和x86的寻址机制是很类似的,先对寄存器进行运算,然后寻址,但是在寻之后,基址寄存器的内容并不发生改变,例如:
ldr r0, [r1, #4]
的含义就是把r1+4 这个地址处的DOWRD 加载到r0,而寻址后,r1 的内容并不改变。
◆ preindex with writeback
这种变址方式有点类似于++i的含义,寻址前先对基地址寄存器进行运算,然后寻址. 其基本的语法是在寻址符[]后面加上一个"!" 来表示.例如:
ldr r0, [r1, #4]!
就可以分解成:
add r1, r1, #4
ldr r0, [r1, #0]
◆ postindex
自然这种变址方式和i++的方式就很类似了,先利用基址寄存器进行寻址,然后对基址寄存器进行运算,其基本语法是把offset 部分放到[]外面,例如:
ldr r0, [r1], #4
就可以分解成:
ldr r0, [r1, #0]
add r1, r1, #4
如果你还记得x86 的SIB 操作的话,那么你一定想ARM是否也有,答案是有也没有。在ss上面提到的addressing1 和addressing2的区别就是比例寄存器的使用,addressing1可以使用[base, scale, 桶形移位器]来实现SB 的效果,或者通过[base,offset](这里的offset 可以是立即数或者寄存器)来实现SI 的效果,而addressing2则只能用后者了。于是每一种变址方式最多可以有3 种寻址方式,这样一来,最多可以有9种用来寻址的指令形式。例如:
ldr r0, [r1, r2, LSR #0x04]!
ldr r0, [r1, -#0x04]
ldr r0, [r1], LSR #0x04
每样找了一种,大概就是这个意思。到此,单寄存器传输就结束了,掌握这些足够应付差事了。下面来看看多寄存器传输吧。

多寄存器传输
       说得很明白,意思就是通过一条指令同时把多个寄存器的内容写到内存或者从内存把数据写到寄存器中,效率高的代价是会增加系统的延迟,所以armcc 提供了一个编译器选项来控制寄存器的个数。指令的格式有些复杂:
<LDM | STM> <寻址模式> Rn{!}, <Registers>{r^}
我们先来搞明白寻址模式,多寄存器传输模式有4 种:
也就是说以A开头的都是在Rn的原地开始操作,而B开头的都是以Rn的下一个位置开始操作。如果你仍然感到困惑,我们不妨看个例子。
所有的示例指令执行前:
mem32[0x1000C] = 0x04
mem32[0x10008] = 0x03
mem32[0x10004] = 0x02
mem32[0x10000] = 0x01
r0 = 0x00010010
r1 = 0x00000000
r3 = 0x00000000
r4 = 0x00000000
1) ldmia r0!, {r1-r3} 2) ldmib r0!, {r1-r3}
执行后:                      执行后:
r0 = 0x0010001C    r0 = 0x0010001C
r1 = 0x01                   r1 = 0x02
r2 = 0x02                   r2 = 0x03
r3 = 0x03                   r3 = 0x04
至于DA 和DB 的模式,和IA / IB 是类似的,不多说了。
最后要说的是,使用ldm 和stm指令对进行寄存器组的保护是很常见和有效的功能。配对方案:
stmia / ldmdb
stmib / ldmda
stmda / ldmib
stmdb / ldmia
继续来看两个例子:
执行前:
r0 = 0x00001000
r1 = 0x00000003
r2 = 0x00000002
r3 = 0x00000001
执行的指令:
stmib r0!, {r1-r3}
mov r1, #1 ; These regs have been modified
mov r2, #2
mov r3, #3
当前寄存器状态:
r0 = 0x0000100C
r1 = 0x00000001
r2 = 0x00000002
r3 = 0x00000003
ldmia r0!, {r1-r3}
最后的结果:
r0 = 0x00001000
r1 = 0x00000003
r2 = 0x00000002
r3 = 0x00000001
另外,我们还可以利用这个指令对完成内存块的高效copy:
loop
ldmia r9!, {r0-r7}
stmia r10!, {r0-r7}
cmp r9, r11
bne loop
说到这里,读者应该对RISC的Load-Store体系结构有一个大概的了解了,能够正确配对使用指令,是很重要的。
 

 
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