汇编指令和伪汇编指令

汇编指令：CPU指令的助记符 
伪汇编指令：本质上不是指令，是编译器环境提供的，目的是用来指导编译过程，经过编译后伪指令最终不会生成机器码

ARM汇编的特点

ARM汇编的特点1：LDR/STR架构

ARM采用RISC架构，CPU本身不能直接读取内存（CISC结构的可以直接读取内存），而需要先将内存中内容载入CPU中通用寄存器才能被CPU执行。 
ldr (load register) 将内存内容加载进入通用寄存器 
str (store register) 将寄存器内容存入内存空间

ARM汇编的特点2：8种寻址方式

ARM汇编的特点3：指令后缀

同一指令经常附带不同后缀，变成不同的指令。经常使用的后缀有：

ARM汇编的特点3：条件执行后缀

如果后缀条件满足才执行。

例如： 
mov r0, r1 @r0 = r1 
moveq r0,r1 @ if(eq) r0 =r1

条件后缀执行注意：条件后缀是否成立，不是取决于本句代码，而是取决于这句代码之前的代码运行后的结果。

ARM汇编的特点4：多级指令流水线

S5PV210使用13级流水线。PC指向正被取值的指令，而非正在执行的指令。

数据处理指令

数据传输指令

mov （move）

mov r1, r0    @两个寄存器之间数据传递  r1 = r0
mov r1, #0xFF @将立即数赋值给寄存器 r1 = 0xFF

mvn 用法和mov一样，区别是mvn是按位取反后传递

r1 = 0xFF,执行mov r0, r1 后 r0 = 0xFF
          执行mvn r0, r1 后 r0 = 0xffffff00

算术指令

add 加法指令add r2, r0, r1 @(r2 = r0+r1) 
sub 减法指令sub r2, r0, r1 @(r2 = r0 - r1) 
rsb 逆向减法指令 
adc 带进位加法指令 
sbc 带借位减法指令 
rsc 带借位的逆向减法指令

逻辑指令

and 逻辑与 
orr 逻辑或 
eor 逻辑异或 
bic 位清除指令 (bic r0, r1, #0x1F @将r1中的数的bit0到bit4清零后赋值给r0 0x1F = 0001 1111)

比较指令

cmp cmp r0, r1 @(r0 - r1 = 0？） 
cmn cmn r0, r1 @(r0 + r1 = 0？) 
tst tst r0, 0xf @测试r0的bit0-bit3是否全为0 
teq teq r0,r1, @P = r0 EOR r1 
比较指令不用后加S 就能影响CPSR中的标志位。

乘法指令

mvl mla umull umlal smull smlal 都不常用，这里只作为知识点罗列。

前导零计数

clz 返回操作数二进制编码中第一个1前0的个数

CPSR访问指令

mrs & msr

mrs 用来读psr (cpsr&spsr) 
msr 用来写psr

mrs r0, cpsr 将cpsr的值读入到r0中 
……………… 处理r0的值 
msr cpsr, r0 将r0的值写入到cpsr中

cpsr : 程序状态寄存器，CPU中只有一个，记录程序运行状态 
spsr：CPU中有五个，分别在五种异常模式下，作用是从普通模式进入异常模式时，用来保存之前普通模式下的cpsr的，在返回普通模式时恢复原来的cpsr。

跳转指令

b & bl &bx

b 直接跳转 
bl (branch and link) 跳转前把返回地址存在lr寄存器中，以便返回。 
bx 跳转同时切换到ARM模式，一般用于异常处理的跳转。

访存指令

ldr/srt & ldm/stm & swp

单个字/半字/字节访问 ldr/str 
多字批量访问 ldm/stm 
swp r1, r2, [r0] 内存和寄存器交换指令，将r0所指向内存中的数据写入r1，并将r2中的数据写入到r0所指向的内存。 
swp r1, r1, [r0] 互换

软中断指令

swi (software interrupt) 用来实现操作系统中的系统调用。

汇编中的立即数

ARM指令都是32位，除了指令标记和操作标记外，本身只能附带很少位数的立即数，因此立即数有合法和非法之分。

合法立即数：经过任意位数的移位后非零部分可以用8位标识的即为合法立即数（非零部分少于等于8位，0x000000ff 是合法立即数，0x00ff0000是合法立即数，0xf000000f循环移位之后仍然是合法立即数，0x000001ff是非法立即数）

协处理器以及协处理器指令

什么是协处理器

Soc内部另一处理核心，协助CPU实现某些功能，被主CPU调用执行一定的任务。CP15 (cooperation processor) 
协处理器和MMU、cache、TLB等处理有关，功能上和操作系统的虚拟地址映射、cache等的管理有关。

协处理器访问指令

mcr & mrc

mrc 用于读取CP15中的寄存器 
mcr 用于写CP15中的寄存器

Rd:ARM的普通寄存器，不能是r15/pc 
Crn:cp15的寄存器，合法值为c0 - c15 
Crm:cp15的寄存器，一般均为c0 
mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 
mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0

ldm/stm与栈的处理

ldr/str每周期只能访问4个字节内存，如果需要批量读取，写入内存时太慢，这个时候就要用ldm/stm （load register mutiplt / store register mutiplt）

多寄存器访问举例 
stmia sp, {r0-r12}

将r0存入sp指向的内存处，然后地址+4，将r1存入内存，然后地址再+4……直到将r12内容存入内存。

栈类型

空栈：栈指针指向空位，每次存入数据后，sp+4 
满栈：栈指针指向满位，每次存入数据时，先sp+4然后再存入数据 
增栈：栈指针移动时向地址增加的方向移动 
减栈：栈指针移动时向地址减小的方向移动 
因此有四种栈类型:空增栈，空减栈，满增栈，满减栈。

八种后缀

操作栈的时候使用相同的后缀，就会避免出错。

！的作用

ldmia r0, {r2-r3} @把r0指向的内存中的数据读入到r2中，然后内存地址+4再将+4后地址中的数据读入到r3中。指令执行完毕后r0中的值不变。 
ldmia r0!, {r2-r3} @把r0指向的内存中的数据读入到r2中，然后内存地址+4再将+4后地址中的数据读入到r3中。指令执行完毕后r0中的值变化。

感叹号的作用就是r0的值在ldm过程中发生的增加或者减小最后写会到r0中。

^的作用

ldmfd sp!, {r0-r6, pc} 
ldmfd sp!, {r0-r6, pc}^ 
^：在目标寄存器中有pc时，会同时将spsr写入到cpsr，一般用在异常返回的时候。

GNU汇编伪指令

伪指令和具体的编译器相关，我们使用GNU工具链，因此学习GNU环境下达汇编伪指令。

GNU汇编中的一些符号

@ 行注释，可以在指令后边也可以在行首 
： 以冒号结束的是标号 
. 点号表示当前指令的地址 
立即数前面加＃或者$，表示这是个立即数

常见的gnu汇编伪指令

• AAAA:.word 0xAABBFF 类似于C语言的 int AAAA = 0xAABBFF;

• .balignl 16, 0xABCDEF 对齐+填充，b表示位填充，最后的l表示long，16表示16字节对齐，0xABCDEF表示填充的原料。 
  

• 0x00000008 : .balignl 16, 0xABCDEF，

• 0x0000000C: 0xABCDEF

• 0x00000010: 下一条指令

• ARM中有一个ldr指令，还有一个ldr伪指令。两者的区别： 
  ldr r0, #0xFF @ldr指令 
  ldr r0, =0xFF @ldr伪指令 涉及到合法/非法立即数，还涉及到ARM文字池

adr 和 ldr的差别： 
- adr编译时会被1条sub或add指令替代，而ldr编译时会被一条mov指令替代或者文字池方式处理； 
- adr总是以PC为基准来表示地址，因此指令本身和运行地址有关，可以用来检测程序当前的运行地址在哪里 
-ldr加载的地址和链接时给定的地址有关，由链接脚本决定。