Linux_kernel汇编04

一、温故知新

1、Uboot的操作

        1)Uboot的简介

                需要确定一点,系统上电后,Uboot是第一个执行的系统软件。

                类似PC机上的BIOS(Basic Input Output System)

                Uboot的核心功能:

                        【1】负责初始化硬件

                        【2】负责加载引导操作系统的启动

        2)Uboot的初始化

                Uboot的大部分代码都是C语言写的,但是开头的一部分代码是使用汇编写的,由于刚上电之后,内存还没有被初始化,所以C语言代码没有办法执行,(C语言的运行必须要有内存)所以,我们应该使用汇编语言对CPU、缓存、以及其他的硬件进行初始化。

2、ARM体系结构与编程

        1)ARM指令集

                大多数ARM核心都可以使用两种指令集:

                        【1】ARM指令集        32bit

                        【2】Thumb指令集     16bit

        2)ARM支持的数据类型

                arm支持的CPU字长

                Byte                8bit

                Halfword         16bit(2bytes)

                Word               32bit(4bytes)

                Doubleword     64bit(8bytes)

        3)ARM的流水线

                最经典的就是三级流水线

                ARM汇编是一条指令,CPU在处理这个指令的时候,需要有三个步骤

                【1】取指

                【2】解码

                【3】执行

                三级流水线更适用于ADD SUB指令

                五级流水线

                【1】取指

                【2】译码

                【3】执行

                【4】缓冲

                【5】回写

                五级流水线更适用于LDR指令

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CPU的整体性能会不会随着流水线级数的增加而增加?

答:不会,这需要考虑CPI(CPU的指令周期)是否会变小,CPI越小,CPU效率越高

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        4)通用寄存器和特殊功能寄存器

                通用寄存器:CPU内部的寄存器(用于管理CPU)32bit

                特殊功能寄存器:外设中的寄存器(用于管理外设)32bit

        5)ARM的工作模式

                ARM有7种工作模式:

                【1】SVC(管理模式)

                【2】FIQ(快速中断模式)

                【3】IRQ(中断模式)

                【4】UNDEF(未定义模式)

                【5】ABORT(中止模式)

                【6】SYSTEM(系统模式)

                【7】USER(用户模式)

        6)异常 / 非异常模式区分

                前五种属于异常模式

                后两种属于非异常模式

        7)特权 / 非特权模式区分

                前六种属于特权模式

                后一种属于非特权模式

        8)ARM的工作状态

                ARM有两种工作状态:

                【1】ARM工作状态(当执行ARM指令时)

                【2】Thumb工作状态(当执行Thumb指令时)

        9)ARM的通用寄存器的内部结构
                【1】组织结构

                        37个32bit的通用寄存器

                        [1]、31个通用寄存器

                        [2]、6个状态寄存器

                                [a]、1个CPSR(当前程序状态寄存器)

                                [b]、5个SPSR(程序状态存储寄存器)

                【2】CPSR / SPSR寄存器

                        CPSR和SPSR的内部组织结构是一样的

bit31N

判断结果是否为负

bit30Z判断结果是否为零
bit29C判断是否进位、借位、移位
bit28V判断是否符号位溢出
bit27Q是否支持DSP(数字信号处理)指令
bit26~25Reserved保留
bit24J有关Java编程模型
bit23~20Reserved保留
bit19~16是否支持一条指令处理多个寄存器
bit15~10Reserved保留
bit9E端序,标志大端小端
bit8A是否屏蔽ABORT
bit7I是否屏蔽IRQ
bit6F是否屏蔽FIQ
bit5T工作状态
bit4~0Mode工作模式
                【3】通用寄存器

                        不分组寄存器R0~R7

                        分组寄存器R8~R14

                        R13寄存器        SP(STACK POINTER)

                        R14寄存器        LR(LINK REGISTER)

                        R15寄存器        PC(PROGRAM COUNTER) 

        a)异常向量表
                【1】异常类型

                        复位、未定义指令、软件中断、指令预取终止、数据中止、IRQ、FIQ

                【2】当异常发生时

                        [1]、把CPSR寄存器中的内容复制到SPSR

                        [2]、把CPSR寄存器中的bit位设置合适的值

                                切换到ARM状态

                                切换到异常模式

                                屏蔽中断

                        [3]、把返回的地址存储到LR寄存器

                        [4]、设置PC为相应异常的入口地址

                【3】从异常返回

                        [1]、把SPSR寄存器中的内容复制到CPSR

                        [2]、把LR寄存器中存储的返回值地址复制到PC

        b)中断

                中断是CPU感知外部事件的方法

                中断一定是由硬件产生的

                中断分为三级:

                        【1】中断源级:可以产生中断信号并且连接到了中断控制器上

                        【2】中断控制器级:GIC,可以屏蔽中断源上的中断信号

                                [1]、分配中断号

                                [2]、处理优先级

                                [3]、选择哪个CPU核分发中断信号

                        【3】ARM核级

                                [1]、保护现场(SPSR = CPSR)

                                [2]、将CPSR的值设置为FIQ或IRQ模式下的值

                                [3]、将函数的返回值保存到LR

                                [4]、放心大胆的跳转到异常向量的入口点执行

二、ARM汇编指令

        ARM汇编指令又叫做助记符语言

        在ARM汇编中注释用@(编译器架构不一样,注释所用符号不一样,视情况而定)

        1、条件助记符

CPSR寄存器的高4位
bit31 N(负号标志位)

如果数据处理指令的结果为负,则N=1

如果数据处理指令的结果为非负,则N=0

bit30Z(0标志位)

如果数据处理指令的结果为0,则Z=1

如果数据处理指令的结果为非0,则Z=0

bit29C(进位 / 借位 / 移位)

对于加法指令,如果产生进位,则C=1,否则C=0

对于减法指令,如果产生借位,则C=0,否则C=1

对于有移位操作的非加减法指令,C为移位操作中最后移出的值

对于其他指令,C通常不变

bit28V(溢出标志位)

正数 + 正数 = 负数,溢出,V=1

负数 + 负数 = 正数,溢出,V=1

正数 + 负数 ,不会溢出,V=0

常见的条件码
GE(1010)有符号的大于或等于N == V
GT(1100)有符号的大于Z == 0 && N == V
LE(1101)有符号的小于或等于Z == 1 && N != V
LT(1011)有符号的小于N != V
EQ(0000)相等Z == 1
NE(0001)不想等Z == 0

        2、ARM的跳转指令

                ARM指令的跳转:

                【1】发生异常

                【2】使用跳转指令

                【3】直接向PC赋值

                1)跳转指令 B、BL(Branch(树枝))

编码格式:

语法格式:

B{L} {<cond>}    <target_address>

L:决定是否保存返回地址。

当有L时,当前PC寄存器的值将保存到LR寄存器中,然后执行跳转

当无L时,指令仅执行跳转,当前PC寄存器的值不会保存到LR寄存器中

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

指令执行前,先对条件码进行判断,如果满足条件则执行该条指令,否则不执行

对条件码的判断是根据该指令的上一条指令执行后的CPSR寄存器中的前4位状态进行判断的

<target_address>:指令跳转的目标地址。

目标地址的计算方法:将指令中的24位带符号的补码立即数扩展为32位(扩展其符号位);将此32位数左移两位;将得到的值加到PC寄存器中,即得到跳转的目标地址。

跳转的范围大致为:±32MB

注意:

b .        @相当于C语言的while(1); 

                2)带状态切换的跳转指令 BX 

编码格式:

语法格式:

BX{<cond>}    <Rm>

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

<Rm>:该寄存器中为跳转的目标地址。

当<Rm>寄存器的bit[0]为0时,目标地址处的指令为ARM指令;

当<Rm>寄存器的bit[0]为1时,目标地址处的指令为Thumb指令;

跳转地址限制:跳转的是绝对地址(我们刚才说的B / BL都是跳相对地址<相对于PC>)

                3)ADR指令 (伪指令)

语法格式:

ADR{<cond>}    register,expr

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

register:目标寄存器。

expr:基于PC或者寄存器的地址表达式。

①当地址值不是字对齐的,其取值范围为 -255 ~ 255

②当地址值是字对齐的,其取值范围为 -1020 ~ 1020

使用说明:

①在汇编程序处理源程序时,ADR伪指令被编译器替换成一条合适的指令。通常,编译器用一条ADD指令或者SUB指令来实现该伪指令的功能。

②如果不能用一条指令来实现ADR伪指令的功能,编译器将报错,因为ADR伪指令中的地址基于PC或者基于寄存器的,所以ADR读取到的地址为位置无关的地址。当ADR伪指令中的地址是基于PC时,该地址与ADR伪指令必须在同一代码段中

                4)LDR指令  (伪指令)

语法格式:

LDR{<cond>}  register,={expr | label -expr}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

register:目标寄存器。

expr:32位的常量。

编译器将根据expr的取值情况,决定如果处理LDR指令

①当expr表示的地址值没有超过MOV或MVN指令中的地址取值范围时,编译器用适当的MOV或MVN指令翻译LDR 指令

②当expr表示的地址值超过了MOV或者MVN指令中的地址取值范围时,编译器将该常数放在数据缓冲区中,同时用一条基于PC的LDR指令读取该常数

label -expr:基于PC的地址表达式或者是外部表达式。

①当label -expr为基于PC的地址表达式时,编译器将label -expr表示的数值放在数据缓冲区中,同时用一条基于PC的LDR指令读取该数值

②当label -expr为外部表达式,或者非当前段的表达式时,汇编编译器将在目标文件中插入连接重定位伪操作,这样链接器将在链接时生成该地址

使用说明:

①当需要读取到寄存器中的数据超过了MOV或MVN指令可以操作的范围时,可以使用LDR伪指令将数据读取到该寄存器中

②将一个基于PC的地址值或者外部的地址值读取到寄存器中。由于这种地址是在链接时确定的,所以这种代码不是位置无关的。

同时LDR伪指令处的PC值到缓冲区中的目标数据所在的地址的偏移量要小于4KB

        3、ARM的数据处理指令

                1)分类

                        【1】数据传送指令        MOV、MVN

                        【2】算数运算指令        ADD、ADC、SUB、SBC、RSB、RSC

                        【3】位运算指令            AND、ORR、EOR、BIC

                        【4】比较指令               CMP、TST、TEQ

                2)格式

        <opcode>{<cond>}{S}    <Rd>,<Rn>,{shifter_operand}

注释:

        <>是必须的,{}是可选的

        <opcode>:汇编指令

        <cond>:条件码

        <Rd>:左值寄存器

        <Rn>:右值寄存器

        shifter_operand:第二个参数

                3)shifter_operand的使用形式

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移位操作:

LSL逻辑左移空位补零
LSR逻辑右移空位补零
ASR算术右移最高位补符号位
ROR循环右移被移出的位重新插入到最高位
RRX带扩展位的循环右移新的最高位由CPSR寄存器中的C位补充

-------------------------------------------------------------------------------------------

                4)数据转送指令 MOV、MVN

指令介绍:

MOV指令将<shifter_operand>表示的数据传送到目标寄存器<Rd>中,并根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。

编码格式:

语法格式:

MOV{<cond>}{S}    <Rd>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

S:决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值。(可选)

当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值。

当有S时指令更新CPSR中条件标志位的值;

①目标寄存器<Rd>为R15,则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中,对于用户模式和系统模式,由于没有相应的SPSR,指令执行的结果将不可预料。

②目标寄存器<Rd>不是R15,指令根据传送的数值设置CPSR中的N位和Z位,并根据移位器的进位值carryout设置CPSR的C位,CPSR中的其他位不受影响。

<Rd>:目标寄存器

<shifter_operand>:向目标寄存器传送的数据。

适用范围有

[1]立即数、                mov r0, #0x10                r0 = 0x10

[2]寄存器、                mov r0, r1                      r0 = r1

[3]寄存器 + 移位        mov r0, r1, lsl #2            r0 = r1 << 2

指令介绍:

MVN指令将<shifter_operand>表示的数据的反码传送到目标寄存器<Rd>中,并根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。 

编码格式:

语法格式:

MVN{<cond>}{S}    <Rd>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

S:决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值。(可选)

当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值。

当有S时指令更新CPSR中条件标志位的值;

①目标寄存器<Rd>为R15,则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中,对于用户模式和系统模式,由于没有相应的SPSR,指令执行的结果将不可预料。

②目标寄存器<Rd>不是R15,指令根据传送的数值设置CPSR中的N位和Z位,并根据移位器的进位值carryout设置CPSR的C位,CPSR中的其他位不受影响。

<Rd>:目标寄存器

<shifter_operand>:向目标寄存器传送的数据。

适用范围有

[1]立即数、                mvn r0, #0xffffff00           r0 = 0x000000ff

[2]寄存器、                mvn r0, r0                       r0 = ~r0

[3]寄存器 + 移位        mvn r0, r1, lsl #2             r0 = ~r1 << 2

                5)算术运算指令 ADD、ADC、SUB、SBC、RSB

指令介绍:

ADD指令将<shifter_operand>表示的数据与寄存器<Rn>中的值相加,并把结果保存到目标寄存器<Rd>中,同时根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。 

编码格式:

语法格式:

ADD{<cond>}{S}    <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

S:决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值。(可选)

当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值。

当有S时指令更新CPSR中条件标志位的值;

①目标寄存器<Rd>为R15,则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中,对于用户模式和系统模式,由于没有相应的SPSR,指令执行的结果将不可预料。

②目标寄存器<Rd>不是R15,指令根据传送的数值设置CPSR中的N位和Z位,并根据移位器的进位值carryout设置CPSR的C位,CPSR中的其他位不受影响。

<Rd>:目标寄存器

<Rn>:寄存器,为第一个源操作数所在的寄存器

<shifter_operand>:为第二个操作数。

适用范围有

[1]立即数、                add r0, r1, #0x10                r0 = r1 + 0x10

[2]寄存器、                add r0, r1, r2                       r0 = r1 + r2

[3]寄存器 + 移位        add r0, r1, r2, lsl #2             r0 = r1 + r2 << 2

指令介绍:

ADC指令将<shifter_operand>表示的数据与寄存器<Rn>中的值相加,再加上CPSR中的C条件标志位的值,并把结果保存到目标寄存器<Rd>中,同时根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。 

编码格式:

语法格式:

ADC{<cond>}{S}    <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

S:决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值。(可选)

当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值。

当有S时指令更新CPSR中条件标志位的值;

①目标寄存器<Rd>为R15,则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中,对于用户模式和系统模式,由于没有相应的SPSR,指令执行的结果将不可预料。

②目标寄存器<Rd>不是R15,指令根据传送的数值设置CPSR中的N位和Z位,并根据移位器的进位值carryout设置CPSR的C位,CPSR中的其他位不受影响。

<Rd>:目标寄存器

<Rn>:寄存器,为第一个源操作数所在的寄存器

<shifter_operand>:为第二个操作数。

适用范围,当我们的寄存器都是32bit的,但想要做64bit的加法运算,怎么处理?

这时,我们就可以使用add与adc组合

高32bit低32bit
被加数r0r1
加数r2r3
r0 + r2r1 + r3

adds r1, r1, r3        r1 = r1 + r3

adc r0, r0, r2          r0 = r0 + r2

这样寄存器r0中存储的就是正确结果的高32bit的值

 指令介绍:

SUB指令从寄存器<Rn>中减去<shifter_operand>表示的数值,并把结果保存到目标寄存器<Rd>中,同时根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。 

编码格式:

语法格式:

SUB{<cond>}{S}    <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

S:决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值。(可选)

当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值。

当有S时指令更新CPSR中条件标志位的值;

①目标寄存器<Rd>为R15,则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中,对于用户模式和系统模式,由于没有相应的SPSR,指令执行的结果将不可预料。

②目标寄存器<Rd>不是R15,指令根据传送的数值设置CPSR中的N位和Z位,并根据移位器的进位值carryout设置CPSR的C位,CPSR中的其他位不受影响。

<Rd>:目标寄存器

<Rn>:寄存器,为第一个源操作数所在的寄存器

<shifter_operand>:为第二个操作数。

适用范围有

[1]立即数、                sub r0, r1, #0x10                r0 = r1 - 0x10

[2]寄存器、                sub r0, r1, r2                       r0 = r1 - r2

[3]寄存器 + 移位        sub r0, r1, r2, lsl #2             r0 = r1 - r2 << 2

注意:对于减法,如果产生借位,则C设置为0,否则设置为1

 指令介绍:

SBC指令从寄存器<Rn>中减去<shifter_operand>表示的数值,再减去寄存器CPSR中C条件标志位的反码,并把结果保存到目标寄存器<Rd>中,同时根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。

编码格式:

语法格式:

SBC{<cond>}{S}    <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

S:决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值。(可选)

当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值。

当有S时指令更新CPSR中条件标志位的值;

①目标寄存器<Rd>为R15,则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中,对于用户模式和系统模式,由于没有相应的SPSR,指令执行的结果将不可预料。

②目标寄存器<Rd>不是R15,指令根据传送的数值设置CPSR中的N位和Z位,并根据移位器的进位值carryout设置CPSR的C位,CPSR中的其他位不受影响。

<Rd>:目标寄存器

<Rn>:寄存器,为第一个源操作数所在的寄存器

<shifter_operand>:为第二个操作数。

适用范围,当我们的寄存器都是32bit的,但想要做64bit的减法运算,怎么处理?

这时,我们就可以使用add与adc组合

高32bit低32bit
被减数r0r1
减数r2r3
r4r5

subs r5, r1, r3        r5 = r1 - r3(如果r1>r3,C=1否则C=0)

sbc r4, r0, r2          r0 = r0 - r2 - NOT(C)

这样寄存器r4中存储的就是正确结果的高32bit的值

  指令介绍:

RSB指令从<shifter_operand>表示的数值中减去寄存器<Rn>值,并把结果保存到目标寄存器<Rd>中,同时根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。 

编码格式:

语法格式:

RSB{<cond>}{S}    <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

S:决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值。(可选)

当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值。

当有S时指令更新CPSR中条件标志位的值;

①目标寄存器<Rd>为R15,则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中,对于用户模式和系统模式,由于没有相应的SPSR,指令执行的结果将不可预料。

②目标寄存器<Rd>不是R15,指令根据传送的数值设置CPSR中的N位和Z位,并根据移位器的进位值carryout设置CPSR的C位,CPSR中的其他位不受影响。

<Rd>:目标寄存器

<Rn>:寄存器,为第二个操作数所在的寄存器

<shifter_operand>:为第一个操作数。

适用范围有

[1]立即数、                rsb r0, r1, #0x08                r0 = 0x08 -r1

[2]寄存器、                rsb r0, r1, r2                       r0 = r2 - r1

[3]寄存器 + 移位        rsb r0, r1, r2, lsl #2             r0 = r2 << 2 - r1

注意:

rsb r0, #0x08, r1        这是语法错误

和为零的两个数互为相反数

                6)qemu仿真调试软件

                        支持多种CPU架构(arm、mips、ppc、x86),可以模拟arm处理器执行指令的过程

qemu安装 

        sudo apt install qemu

        sudo apt install quem-user

        sudo apt install quem-user-static

        sudo apt install quem-system-arm

编译汇编代码

        arm-cortex_a9-linux-gnueabi-as xxx.s -o xxx.o -g

        arm-cortex_a9-linux-gnueabi-ld xxx.o -o xxx

注意:

为了方便使用qemu工具调试,我们添加了-g选项

xxx是文件名

程序真正的入口是__start函数

@计算两个数值的最小公约数
                        【1】启动qemu服务器

qemu-arm -g port xxx 

注意:

在port处指定你的端口号(在端口号范围内就行)

xxx为你要执行的文件名

例如:

qemu-arm -g 1234 sum

指定服务器的端口号为1234执行sum文件

                        【2】启动qemu的客户端

arm-cortex_a9-linux-gnueabi-gdb xxx 

(使用交叉编译工具链自带的gdb进行调试)

target remote localhost:port

注意:

xxx是文件名

port为你在服务端指定的端口号

                        【3】gdb的使用

l:显示文件内容,一次显示十行

b num:在第num行打断点

c:continue继续执行

info reg:打印ARM核的所有通用寄存器信息

info reg r0:打印r0寄存器的信息

n:继续执行下一行

until num:直接运行至第num行

clear num:删除num行设置的断点

q:退出调试

                7)位运算指令 AND、ORR、EOR、BIC

指令介绍:

AND指令将<shifter_operand>表示的数值与寄存器<Rn>的值按位作逻辑与操作,并把结果保存到目标寄存器<Rd>中,同时根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。 

编码格式:

语法格式:

AND{<cond>}{S}    <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

S:决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值。(可选)

当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值。

当有S时指令更新CPSR中条件标志位的值;

①目标寄存器<Rd>为R15,则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中,对于用户模式和系统模式,由于没有相应的SPSR,指令执行的结果将不可预料。

②目标寄存器<Rd>不是R15,指令根据传送的数值设置CPSR中的N位和Z位,并根据移位器的进位值carryout设置CPSR的C位,CPSR中的其他位不受影响。

<Rd>:目标寄存器

<Rn>:寄存器,为第一个操作数所在的寄存器

<shifter_operand>:为第二个操作数。

适用范围有

[1]立即数、                and r0, r1, #0x08                r0 = r1 & 0x08

[2]寄存器、                and r0, r1, r2                       r0 = r1 & r2

[3]寄存器 + 移位        and r0, r1, r2, lsl #2             r0 = r1 & r2 << 2

指令介绍:

ORR指令将<shifter_operand>表示的数值与寄存器<Rn>的值按位作逻辑或操作,并把结果保存到目标寄存器<Rd>中,同时根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。 

编码格式:

语法格式:

ORR{<cond>}{S}    <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

S:决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值。(可选)

当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值。

当有S时指令更新CPSR中条件标志位的值;

①目标寄存器<Rd>为R15,则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中,对于用户模式和系统模式,由于没有相应的SPSR,指令执行的结果将不可预料。

②目标寄存器<Rd>不是R15,指令根据传送的数值设置CPSR中的N位和Z位,并根据移位器的进位值carryout设置CPSR的C位,CPSR中的其他位不受影响。

<Rd>:目标寄存器

<Rn>:寄存器,为第一个操作数所在的寄存器

<shifter_operand>:为第二个操作数。

适用范围有

[1]立即数、                orr r0, r1, #0x08                r0 = r1 | 0x08

[2]寄存器、                orr r0, r1, r2                       r0 = r1 | r2

[3]寄存器 + 移位        orr r0, r1, r2, lsl #2             r0 = r1 | r2 << 2

指令介绍:

EOR指令将<shifter_operand>表示的数值与寄存器<Rn>的值按位作逻辑异或操作,并把结果保存到目标寄存器<Rd>中,同时根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。 

编码格式:

语法格式:

EOR{<cond>}{S}    <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

S:决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值。(可选)

当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值。

当有S时指令更新CPSR中条件标志位的值;

①目标寄存器<Rd>为R15,则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中,对于用户模式和系统模式,由于没有相应的SPSR,指令执行的结果将不可预料。

②目标寄存器<Rd>不是R15,指令根据传送的数值设置CPSR中的N位和Z位,并根据移位器的进位值carryout设置CPSR的C位,CPSR中的其他位不受影响。

<Rd>:目标寄存器

<Rn>:寄存器,为第一个操作数所在的寄存器

<shifter_operand>:为第二个操作数。

适用范围有

[1]立即数、                eor r0, r1, #0x08                r0 = r1 ^ 0x08

[2]寄存器、                eor r0, r1, r2                       r0 = r1 ^ r2

[3]寄存器 + 移位        eor r0, r1, r2, lsl #2             r0 = r1 ^ r2 << 2

指令介绍:

BIC指令将<shifter_operand>表示的数值与寄存器<Rn>的值的反码按位作逻辑与操作,并把结果保存到目标寄存器<Rd>中,同时根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。 

编码格式:

语法格式:

BIC{<cond>}{S}    <Rd>, <Rn>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

S:决定指令的操作是否影响CPSR中条件标志位的值。(可选)

当没有S时指令不更新CPSR中条件标志位的值。

当有S时指令更新CPSR中条件标志位的值;

①目标寄存器<Rd>为R15,则当前处理器模式对应的SPSR的值被复制到CPSR寄存器中,对于用户模式和系统模式,由于没有相应的SPSR,指令执行的结果将不可预料。

②目标寄存器<Rd>不是R15,指令根据传送的数值设置CPSR中的N位和Z位,并根据移位器的进位值carryout设置CPSR的C位,CPSR中的其他位不受影响。

<Rd>:目标寄存器

<Rn>:寄存器,为第一个操作数所在的寄存器

<shifter_operand>:为第二个操作数。

适用范围有

位清除指令

shifter_operand为1,则对应的位的值为0

shifter_operand为0,则对应的位的值保持不变

bic r0, r0, #0x08        @将r0中的bit3清零,其他位不变

                8)比较测试指令  CMP、TST、TEQ

指令介绍:

CMP指令从寄存器<Rn>中减去<shifter_operand>表示的数值,根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位,后面的指令就可以根据CPSR中相应的条件标志位来判断是否执行。

编码格式:

语法格式:

CMP{<cond>}    <Rn>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

<Rn>:寄存器,为第一个操作数所在的寄存器

<shifter_operand>:为第二个操作数。

注意:

CMP指令与SUBS指令的区别在于CMP指令不保存操作结果,操作的结果会存放在ALU内

ALU(算术逻辑单元)一个硬件,真实存在,专门用来做算术逻辑运算的器件

 指令介绍:

TST指令将<shifter_operand>表示的数值与寄存器<Rn>的值按位作逻辑与操作,根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。

编码格式:

语法格式:

TST{<cond>}    <Rn>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

<Rn>:寄存器,为第一个操作数所在的寄存器

<shifter_operand>:为第二个操作数。

注意:

TST指令通常用于测试寄存器中某个(些)位是1还是0

tst r0, #0x80        @测试r0的bit3是否等于0

 指令介绍:

TEQ指令将<shifter_operand>表示的数值与寄存器<Rn>的值按位作逻辑异或操作,根据操作的结果更新CPSR中相应的条件标志位。

编码格式:

语法格式:

TEQ{<cond>}    <Rn>, <shifter_operand>}

<cond>:指令执行的条件码。(可选)

当<cond>忽略时,指令为无条件执行

<Rn>:寄存器,为第一个操作数所在的寄存器

<shifter_operand>:为第二个操作数。

注意:

TEQ指令通常用于比较两个数是否相等,这种比较操作通常不影响CSPR寄存器中的V位和C位

TEQ指令也可以用于比较两个操作数符号是否相同,该指令执行后,CPSR寄存器中的N位为两个操作数符号位作异或操作的结果

teq r0, #0x08        @比较r0寄存器中的值是否等于0x08

         3、总结

                {cond}        条件码是先决条件,只要指令加入了条件码,则执行该指令时,先去判断CPSR寄存器的状态标志位,根据结果去执行或不执行汇编指令

                {S}             影响CPSR寄存器的NZCV位,只要指令加入了设置状态码,则执行完该指令后,根据指令的执行结果去设置CPSR寄存器NZCV位的值,属于后置条件,

                CMP、TST、TEQ这三条指令不加了设置状态码也会影响CPSR寄存器的NZCV位

                 <shifter_operand>有三种形式

        【1】立即数

        【2】寄存器

        【3】寄存器移位之后的值

LSL逻辑左移空位补0
LSR逻辑右移空位补0
ASR算数右移最高位补符号位
ROR循环右移被移出的位将重新插入到最高位
ROX带扩展位的循环右移新的最高位由CPSR的C位补充,拿最低位更新CPPSR的C位
               

跳转指令:B、BL、BX

算术指令:ADD、ADC、SUB、SBC

ADC比ADD多了一个加C位

SBC比SUB多了一个加NOT(C位)

数据传输指令:MOV、MVN

区别就是MVN是数据取反传输

位运算指令:AND、ORR、EOR、BIC

比较测试指令:CMP、TST、TEQ

三、任务

        1、求两个数据的最大公约数(汇编实现) 

                        

               

                             

             

        

                                

        

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