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请问一下Cortex-A7常用的汇编指令都有哪些呢

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2021-11-30 08:06:02　　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 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 h1654155957.9520 该类别下有 35 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。邀请回答凤毛麟角该类别下有 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 kpj3026 该类别下有 32 个回答。邀请回答江左盟该类别下有 32 个回答。邀请回答举报英雄孤寂相关推荐 • 常用的Cortex-A7汇编指令都有哪些呢 1438 • Cortex-A7常用的汇编指令有哪些呢 1200 • Cortex-A7 MPCore架构的基础知识点汇总，不看肯定后悔 1711 • 请问cortex-M4与cortex-A7内核启动流程是怎样的？ 1431 • Cortex-A7中断实验如何编写？ 898 • 求助，是否有实现从Cortex-A到Cortex-M传输的示例源代码？ 242 • Cortex-A7中断系统的知识点汇总，看完你就懂了 1636 • 请问一下如何使用arm汇编指令的条件执行功能实现if语句呢 2094 • 请问一下ARM汇编中的B跳转指令和LDR跳转的区别在哪 2592 • 请问一下stm32的ARM内核和cortex架构的区别在哪呢 2542 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 第七章 ARM汇编基础我们在学习STM32的时候几乎没有用到过汇编，可能在学习UCOS、FreeRTOS等RTOS类操作系统移植的时候可能会接触到一点汇编。但是我们在进行嵌入式Linux开发的时候是绝对要掌握基本的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指针等等，当汇编把C环境设置好了以后才可以运行C代码。所以Cortex-A一开始肯定是汇编代码，其实STM32也一样的，一开始也是汇编，以STM32F103为例，启动文件startup_stm32f10x_hd.s就是汇编文件，只是这个文件ST已经写好了，我们根本不用去修改，所以大部分学习者都没有深入的去研究。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。 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 Cortex-A(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 and ARMv7-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。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，是不是觉得好难啊？还要会汇编！前面都说了只是在芯片上电以后用汇编来初始化一些外设，不会涉及到复杂的代码，而且使用到的指令都是很简单的，用到的就那么十几个指令。所以，不要看到汇编就觉得复杂，打击学习信心。 7.1 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。 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。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。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：示例代码7.1.1.1 汇编函数定义 /* 未定义中断 / Undefined_Handler: ldr r0,=Undefined_Handler bx r0 / SVC中断 / SVC_Handler: ldr r0,=SVC_Handler bx r0 / 预取终止中断 / PrefAbort_Handler: ldr r0,=PrefAbort_Handler bx r0 上述代码中定义了三个汇编函数：Undefined_Handler、SVC_Handler和PrefAbort_Handler。以函数Undefined_Handler为例我们来看一下汇编函数组成， “Undefined_Handler”就是函数名，“ldr r0, =Undefined_Handler”是函数体，“bx r0”是函数返回语句，“bx”指令是返回指令，函数返回语句不是必须的。 7.2 Cortex-A7常用汇编指令本节我们将介绍一些常用的Cortex-A7汇编指令，如果想系统的了解Cortex-A7的所有汇编指令请参考《ARM ArchitectureReference Manual ARMv7-A and ARMv7-R edition.pdf》的A4章节。 7.2.1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7.2.1.1所示：表7.2.1.1常用数据传输指令分别来详细的介绍一下如何使用这三个指令： 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 7.2.2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7.2.1.2所示：表7.2.1.2存储器访问指令分别来详细的介绍一下如何使用这两个指令： 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：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0X2000002，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。 7.2.3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7.2.3.1所示：表7.2.3.1压栈和出栈指令假如我们现在要将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压栈压栈完成以后的堆栈如图7.2.3.1所示：图7.2.3.1压栈以后的堆栈图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进行压栈对LR进行压栈完成以后的堆栈模型如图7.2.3.2所示：图7.2.3.2 LR压栈以后的堆栈图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LR POP {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：示例代码7.2.3.1 STMFD和LDMFD指令 1 STMFD SP!,{R0~R3, R12} @R0~R3,R12入栈 2 STMFD SP!,{LR} @LR入栈 3 4 LDMFD SP!,{LR} @先恢复LR 5 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(不是STM32啊啊啊啊)，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就是多加载和多存储，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。 7.2.4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7.2.4.1：表7.2.4.1跳转指令我们重点来看一下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：示例代码7.2.4.1 B指令示例 1 _start: 2 3 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：示例代码7.2.4.2 BL指令示例 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。 7.2.5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7.2.5.1所示：表7.2.5.1常用运算指令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。 7.2.6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：表7.2.6.1逻辑运算指令逻辑运算指令都很好理解，后面时候汇编配置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 16:09:37 评论举报李琳