ARM中汇编语言的学习(加法、乘法、除法、左移、右移、按位与等多种命令操作实例以及ARM的 N、Z、C、V 标志位的解释)

汇编概述

  • 汇编需要学习的大致框架如下：
    @ 汇编中的符号
    @ 1.指令；能够北嘁肷梢惶?2bit机器码，并且能够被cpui识别和执行
    @ 2.伪指令：本身不是指令，编译器可以将其替换成若干条指令
    @ 3.伪操作：不会生成指令，只在编译阶段告诉编译器怎么编译
    @ ARM指令集
    @ 1.数据处理指令：进行数学运算、逻辑运算
    @ 2.跳转指令：实现程序的眺转，本质就是修改PC寄存器
    @ 3.Load/Score指令：访问（读写）内存
    @ 4.状态寄存器传送指令：用于访问（读写）CPSR寄存器
    @ 5.软中断指令：触发软中断
    @ 6.协处理器指令：协处理器可以处理的指令
    .text @表示当前为代码段
    .global _start @将_start定义成全局符号
    _start: @汇编入口
    MOV R1,#1 @汇编指令
    stop: @死循环，防止程序跑飞
    B stop
    .end @汇编的结束

汇编数据处理指令

  • MOV指令的实例操作
    @ 1.指令：能够编译生成一条32位的机器码，且能被cpu识别和执行
    @ 1.1 数据处理指令：数学运算、逻辑运算
    @ 数据搬移指令
    @ MOV R1,#1
    @ R1 = 1
    @ MOV R2,R1
    @ R2 = R1
    @MVN R0,#0xFF
    @ R0 = ~0xFF
    @MOV R0,#0
    @MOV R1,#0
    @MOV R1,#1
    @MVN R0,#0
    @ 立即数：编译通过的是立即数，否则不是
    @ 立即数的本质就是包含在指令当中的数，属于指令的一部分，变量则是单独占一个空间
    @ 立即数的优点
    @ 取值的时候就是可以将其读取到CPU，不用单独去内存读取，速度快
    @ 立即数的缺点
    @ 不能是任意的32的数字，有局限性
    @ MOV R0,#0x12345678
    @ 因为12345678太大了，所以编译报错，指令本身还有其他数而12345678本身就占了32位
    @MOV R0, #0x12
    @ MOV R0, #0xFFFFFFFF
    @ 上述相当于伪指令，执行时替换成等价的CPU能认识的指令
  • 数据运算指令格式操作实例(ADD、SUB等指令)
    @ 数据运算指令的格式
    @ 《操作吗》《目标寄存器》《第一操作寄存器》《第二操作数》
    @ 操作码：表示执行哪种操作
    @ 目标寄存器：用于存储运算的结果
    @ 第一操作寄存器：存储第一个参与运算的数据（只能写寄存器）
    @ 第二操作数：第二个参与运算的数据（可以是寄存器也可以是立即数）
    @ 加法指令
    @MOV R2,#5
    @MOV R3,#3
    @ADD R1,R2,R3
    @ R1 = R2 + R3
    @ADD R1,R2,#5
    @ ADD R1,#5 R1这个形式的不行
    @ ADD 不能计算两个值，例如：ADD R1,#2,#5，也不能是以下格式：ADD R1 #2,R2
    @ 减法指令
    @SUB R1,R2,R3
    @ R1 = R2 - R3
    @SUB R1,R2,#3
    @ R1 = R2 - 3
    @ 逆向减法指令，针对例如这种格式：R1 = #2 - R2
    @RSB R1,R2,#3
    @ R1 = 3 - R2
    @ 乘法指令
    @MUL R1,R2,R3
    @ R1 = R2 * R3
    @ 乘法必须是两个寄存器相乘
    @ 按位与指令
    @AND R1,R2,R3
    @ R1 = R2 & R3
    @ 按位与指令
    @ORR R1,R2,R3
    @ R1 = R2 | R3
    @ 按位异或指令，相同为0，相异则1
    @EOR R1,R2,R3
    @ R1 = R2 ^ R3
    @ 左移指令
    @LSL R1,R2,R3
    @ R1 = （R2 << R3）
    @ 右移指令
    @LSR R1,R2,R3
    @ R1 = （R2 >> R3）
    @ 位清零指令
    MOV R2,#0xFF
    BIC R1,R2,#0x0F
    @ 第二操作数中的哪一位为1，则将第一操作寄存器中的哪一位清0，然后将结果放入目标寄存器
    @ 数据运算指令的格式扩展
    @MOV R1,R2,LSL #1
    @ R1 = （R2 << 1）
    @ 数据运算指令对条件位（N、Z、C、V）的影响
    @ 默认情况下数据运算不会对条件位产生影响，当在指令后加后缀“s『罂梢杂跋毂
    @ MOV R1,#3
    @ SUBS R2,R1,#5
    @ 两个64位的数据做加法运算
    @ 第一个数的低32位放在R1
    @ 第一个数的高32位放在R2
    @ 第二个数的低32位放在R3
    @ 第二个数的高32位放在R4
    @ 第一个数
    @ 0x00000001 FFFFFFFF
    @ 第二个数
    @ 0x00000002 00000005
    @ MOV R1,#0xFFFFFFFF
    @ MOV R2,#0x00000001
    @ MOV R3,#0x00000005
    @ MOV R4,#0x00000002
    @ ADC带进位的加法，如果有进位的话C置为1，且ADC实际上为R2 + R4 + C（1）
    @ ADDS R5,R1,R3
    @ ADC R6,R2,R4
    @ 第一个数
    @ 0x00000002 00000001
    @ 第二个数
    @ 0x00000001 00000005
    MOV R1,#0x00000001
    MOV R2,#0x00000002
    MOV R3,#0x00000005
    MOV R4,#0x00000001
    @ SBC本质上是：R2 - R4 -‘!C’，为什么减去取反的C，由于CPSR寄存器减法时，28位上置1
    SUBS R5,R1,R3
    SBC R6,R2,R4
  • 跳转指令
    @ 1.2 跳转指令：实现程序的眺转，本质就是修改了PC寄存器
    @ 方式一：直接去修改PC寄存器的值（不建议使用，需要我们自己去计算绝对地址）
    @ MAIN:
    @ MOV R1,#1
    @ MOV R2,#2
    @ MOV R3,#3
    @ MOV PC,#0x18
    @ MOV R4,#4
    @ MOV R5,#5
    @ FUNC:
    @ MOV R6,#6
    @ MOV R7,#7
    @ MOV R8,#8
    @ 方式二：不带返回的跳转指令，本质就是将PC寄存器的值修改成跳转标号下第一条指令的地址，同时将跳转指令下一 条指令的地址存储到LR
    MAIN:
    MOV R1,#1
    MOV R2,#2
    MOV R3,#3
    BL FUNC
    MOV R4,#4
    MOV R5,#5
    FUNC:
    @ 必须将LR地址给PC，然后程序就能返回了
    MOV R6,#6
    MOV R7,#7
    MOV R8,#8
    MOV PC,LR
  • ARM指令的条件码
    @ 比较指令
    @ CMP的本质是一条减法指令（SUBS）,只是没有将运算的结果存入寄存器
    MAIN:
    MOV R1,#1
    MOV R2,#2
    CMP R1,R2
    @ BEQ本质就是判断R1和R2是否相等，相等的话就跳转，否则就不跳转
    @ BEQ FUNC
    BNE FUNC @ if（NQ）（B FUNC）本质：if（z==0）（B FUNC）
    MOV R3,#3
    MOV R4,#4
    MOV R5,#5
    FUNC:
    MOV R6,#6
    MOV R7,#7
    @ ARM指令集大多数都可以带条件码后缀如下：
    @MOV R1,#1
    @MOV R2,#2
    @CMP R1,R2
    @MOVGT R3,#3
    条件码如下：
    在这里插入图片描述
  • 条件码的案例代码
    @ 练习
    @ int R1 = 9;
    @ int R2 = 15;
    @START:
    @ if(R1 == R2)
    @ STOP();
    @ else(R1>R2)
    @ {
    @ R1 = R1-R2;
    @ goto START;
    @ }
    @ else
    @ {
    @ R2 = R2 - R1;
    @ goto START;
    @ }
    @ 汇编编写
    MOV R1,#9
    MOV R2,#15
    START:
    CMP R1,R2
    BEQ STOP
    SUBGT R1,R1,R2
    SUBGT R2,R2,R1
    B START
    STOP:
    B STOP
  • 内存读写案例代码：
    @Load/Srore指令：访问（读写）内存
    @ 写内存
    @ MOV R1,#0xFF000000
    @ MOV R2,#0x40000000
    @ STR R1,[R2]
    @将R1寄存器中的数据存储到R2指向的内存空间
    @ 读内存
    @ LDR R3,[R2]
    @ 将内存中R2指向的内存空间的数据读取到R3寄存器
    @ MOV R1,#0xFFFFFFFF
    @ MOV R2,#0x40000000
    @ STRB R1,[R2] @ B代表一个字节，往内存存取低一个字节的数据
    @ STRH R1,[R2] @ H代表两个字节
    @ STR R1,[R2] @ 默认为四个字节
    @ LDR指令同样支持以上后缀
  • ARM指令的寻址方式
    @ 寻址方式就是CPU去寻找一个操作数的方式
    @ 立即寻址
    @ MOV R1,#1
    @ ADD R1,R2,#1
    @ 寄存器寻址
    @ ADD R1,R2,R3
    @ 寄存器移位寻址，寄存器先做移位然后再用寄存器
    @ MOV R1,R2,LSL #1
    @ 寄存器间接寻址，R2作为一个地址间接的去访问内存里面的内容
    @ STR R1,[R2]
    @。。。。
    @ 基址加变址寻址
    @MOV R1,#0xFFFFFFFF
    @MOV R2,#0x40000000
    @MOV R3,#4
    @ STR R1,[R2,R3]
    @ 将R1寄存器中的数据写入到R2+R3指向的内存空间
    @ 将R1寄存器中的数据写入到R2+(R1<<1)指向的内存空间
    @ STR R1,[R2,R3,LSL #1]
    @ 基址加变址寻址的索引方式
    @ 前索引
    @ MOV R1,#0xFFFFFFFF
    @ MOV R2,#0x40000000
    @ STR R1,[R2,#8]
    @ 将R1寄存器中的数据写入到R2+8指向的内存空间
    @ 后索引
    @ MOV R1,#0xFFFFFFFF
    @ MOV R2,#0x40000000
    @ STR R1,[R2],#8
    @ 将R1寄存器中的数据写入到R2指向的内存空间，然后R2自增8
    @ 自动索引
    MOV R1,#0xFFFFFFFF
    MOV R2,#0x40000000
    STR R1,[R2,#8]!
    @ 将R1寄存器中的数据写入到R2+8指向的内存空间，然后R2自增8

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