单片机核心/RTOS必备 （ARM汇编）

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单片机核心/RTOS必备 （ARM汇编）

ARM汇编概述

一开始，ARM公司发布两类指令集：

1. ARM指令集，这是32位的，每条指令占据32位，高效，但是太占空间。
2. Thumb指令集，这是16位的，每条指令占据16位，节省空间。

要节省空间时用Thumb指令，要效率时用ARM指令。

一个CPU既可以运行ARM指令，也可以运行Thumb指令。
怎么区分当前指令是Thumb还是ARM指令呢？
程序状态寄存器中有一位，名为“T”，它等于1时表示当前运行的是Thumb指令。

假设函数A是使用Thumb指令下的，函数B是使用ARM指令写的，怎么调用A/B？
我们可以往PC寄存器里写入函数A或B的地址，就可以调用A或B。
但是怎么让CPU在执行A函数时进入Thumb状态，在执行B函数时进入ARM状态？

做个手脚：
调用函数时A时，让PC寄存器的BIT0等于1，即PC=函数A地址+（1<<0）;
调用函数时B时，让PC寄存器的BIT0等于0，即PC=函数B地址;

引入Thumb2指令集，支持16位指令、32位指令混合编程。

ARM公司推出了：Unified Assembly Language UAL，统一汇编语言，不需要去区分这些指令集。

UAL汇编格式为：
Operation {cond} {S} Rd, Rn, Operand2

• Operation表示各类汇编指令，比如ADD、MOV。
• cond表示condition，即该指令执行的条件。
• S表示该指令执行后，会修改程序状态寄存器。
• Rd为目的寄存器，用来存储运算的结果。
• Rn、Operand2是两个源操作数。

立即数

MOV R0,#VAL

意思是把VAL这个值存入R0寄存器。
VAL可以是任意值吗？
不可以，必须是立即数。
假设VAL可以任意数，“MOV R0,#VAL”本身16位或32位，哪来的空间保存任意数值的VAL，所以VAL必须符合某些规定。

LDR伪指令

去判断一个VAL是否是立即数，麻烦，并且就是想把任意数值赋给R0，怎么办？
可以使用伪指令：LDR R0,=VAL
伪指令就是假的，不存在的指令。
LDR作为伪指令时，指令中有一个=，否则它就是真的LDR指令了。

编译器会把伪指令替换成真实的指令，比如：
LDR R0,=0x12
0x12是立即数，那么替换为 MOV R0,#0x12

LDR R0,=0x12345678
0x12345678不是立即数，替换为
Label DCD 0x12345678 //编译器在程序某个地方保存这个值
LDR R0,[PC,#offser] //使用Load Register读内存指令读出值，offset是链接程序时确定的。

ADR伪指令

用来读某个标号的地址

ADR R0,LoopLoopADD R0,R0,#1

它是伪指令，会被转换成某条真实的指令。

ARM编译器与GCC编译器语法差异

低位存放在低地址，小字节序（little endian）。
高位存在低地址，大字节序（big endian）。

程序处理的4个步骤

main.c经过预处理后生成main.i，经过编译后形成汇编文件.s
汇编文件经过汇编后得到目标文件，多个目标文件链接生成.elf可执行程序（含有机器码），可执行程序再经过反汇编后生成汇编代码.dis。

汇编：把汇编文件转换成目标文件（里面是机器码）
反汇编：把可执行文件（目标文件，里面是机器码），转换成汇编文件

KEIL下怎么反汇编？
在 KEIL的User选项中，添加这两项：

上电后：
设置栈：CPU会从0x08000000读取值，用来设置SP
跳转：CPU会从0x08000004得到地址值，根据它的BIT0切换到ARM状态或者Thumb状态，然后跳转。
对于Cortex M3/M4，仅支持Thumb状态，所以0x08000004上的值bit0必定是1。
0x08000004上的值 = Reset_Handler+1
从Reset_Handler上继续执行