嵌入式硬件学习（二）——汇编指令

一、汇编作用

为了编写ARM的启动代码，启动代码启动以后，引导程序到C语言环境下运行。启动代码的主要任务有：
（1）初始化异常向量表
（2）初始化各工作模型的栈指针寄存器
（3）将工作模式设置为USR模型
（4）开启ARM内核中端允许
（5）完成上述后，引导程序进行c语言主函数执行。

二、汇编指令

1、mov

作用：加载立即数到寄存器或者将一个寄存器中的值放入另一个寄存器
	mov r0, #2 ;加载立即数2到寄存器r0，	MOV{S}<c> <Rd>, #<const>
	mov r1, r0 ;将r0寄存器的值加载到r1，	MOV{S}<c> <Rd>, <Rm>
	其中，{S}如果加上，表示执行后会影响cpsr寄存器的N、Z、C、V位，<c>表示条件

2、add、sub

作用：加法、减法
	ADD{S}<c> <Rd>, <Rn>, #<const>
	ADD{S}<c> <Rd>, <Rn>, <Rm>{, <shift>}
	SUB{S}<c> <Rd>, <Rn>, #<const>
	SUB{S}<c> <Rd>, <Rn>, <Rm>{, <shift>}

3、ldr

作用：多用于讲一个32位数据加载到目的寄存器
	LDR{<c>}{<q>} <Rt>, <label> ;如ldr r0, =0x2FAB4
	LDR<c> <Rt>, [<Rn>{, #+/-<imm12>}] 如：LDR   R0，[R1，＃8]；将内存地址为R1+8的字数据读入寄存器R0
	LDR<c> <Rt>, [<Rn>], #+/-<imm12> 如：LDR r0, [r1], #8 ;将内存地址R1的字数据读入r0,之后r1+8
	LDR<c> <Rt>, [<Rn>, #+/-<imm12>]! 如：LDR R0，[R1，＃8] ！；将存储器地址为R1+8的字数据读入寄存器R0，并将新地址R1＋8写入R1。

4、bic、orr

作用：bic——指定为清0，orr——指定位置1
	BIC{S}<c> <Rd>, <Rn>, #<const>；将rn中的字节数据const为1的比特清0，把结果放入rd
	ORR{S}<c> <Rd>, <Rn>, #<const>；将rn中的字节数据const为1的比特置1，把结果放入rd

5、cmp

作用：用于比较两个寄存器的值，比较后的结果会存入CPSR中的NVCZ中。
		mov r0, #100
		cmp r0, #100	;会导致Z置位，从条件码表可知，只要Z置位就是两数相等。

执行条件表：

6、b

作用：跳转指令,跳转时需要一个lable，表示要跳转到什么地方去
	b func 		;跳转到func中
	bl func 	;会在lr寄存器中保存回来的地址
	bx lr 	<==>	mov pc, lr

7、stmfd、ldmfd

作用：入栈保护和出栈恢复
	STMFD<c> <Rn>{!}, <registers>	;入栈之后sp自动自减,如：stmfd sp!, {r0, r1, r2, r3-r12, lr}
	LDMFD<c> <Rn>{!}, <registers>	;如：ldmfd sp!, {r0, r1, r2, r3-r12, lr}

8、msr、mrs

作用：加载立即数到寄存器或者将一个寄存器中的值放入另一个寄存器
		mrs r0, cpsr	;读取cpsr中的值给r0
		msr cpsr_c, r0	;将r0写入cpsr

三、栈

数组栈，即用一段连续的内存空间为栈提供空间。从数组栈的具体实现来看，入栈的方式有四种做法：
（1）空增：增完之后是空的，即先写入数据，再让栈指针自增。
（2）空减：减完之后是空的，即先写入数据，再让栈指针自减。
（3）满增：增完之后是满的，即先让栈指针自增，再写入数据。
（4）满减：减完之后是空的，即先让栈指针自减，再写入数据。
ARM体系采用的是满减栈，从地址0x40000000开始的0x1000这段内存空间对应的是2440内部的一段ram，总共4k。实际能够使用的内存空间为[0x40000000~0x40000FFF]，设置栈底指针寄存器: ldr sp =0x40001000。

作用：入栈保护和出栈恢复
	STMFD<c> <Rn>{!}, <registers>	;入栈之后sp自动自减,如：stmfd sp!, {r0, r1, r2, r3-r12, lr}
	LDMFD<c> <Rn>{!}, <registers>	;如：ldmfd sp!, {r0, r1, r2, r3-r12, lr}

四、CPSR寄存器及切换工作模式

1、CPSR寄存器

N：在结果是有符号的二进制补码情况下，如果结果为负数，则N=1；如果结果为非负数，则N=0
Z：如果结果为0，则Z=1;如果结果为非零，否则Z=0
C：是针对无符号数最高有效位向更高位进位时C=1；减法中运算结果的最高有效位从更高位借位时C=0
V：针对有符号数的操作，会在下面两种情形变为1，两个最高有效位均为0的数相加，得到的结果最高有效位为1；
	两个最高有效位均为1的数相加，得到的结果最高有效位为0；除了这两种情况以外V位为0。

2、切换工作模式

使用CPSR中的低5位 M[4:0] 来设置：
（1）先把 cpsr 读出来，更改低5位之后再设置进去，这里读取cpsr使用mrs指令，
（2）写cpsr寄存器用msr指令，需要注意的是在keil环境下写cpsr需要写成：msr cpsr_c r0；将r0的值写入到cpsr寄存器。

ldr sp, =0x40001000
mrs r0, cpsr			;从cpsr中读取r0
bic r0, r0, #0x1f		;低5位清零
orr r0, r0, #0x12		;置为IRQ模式
bic r0, r0, #(0x01 << 7);允许IRQ中断
msr cpsr_c, r0			;送入CPSR

ldr sp, =0x40001000
sub sp, sp, #1024		;从下一个1kRAM中开始存储下一个模式
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1F
orr r0, r0, #0x10
msr cpsr_c, r0

五、C语言和汇编之间的相互调用

1、在汇编中调用C语言

（1）设有c语言定义的函数void func_c(void);在汇编代码中调用该函数，只需用import声明函数名即可，之后就可以使用bl指令调用该函数，注意，既然是调函数，就一定要保护现场。

（2）向c函数传参：如果参数个数小于等于4个，就直接用r0~r3传参，c函数返回值通过r0寄存器返回。如果参数个数大于4个，从第五个参数开始就需要通过栈来传参。

2、在C中调用汇编

在汇编中用export声明函数，同时需要在c语言中用extern声明函数。

六、添加异常向量表

如果发生异常，程序将跳转到指定地址执行相应中断，例如：

	swi #{const}	;软中断，将跳转到0x08去执行

七、启动代码

	preserve8
	area reset, code, readonly
	code32
	entry

	;添加异常向量表
	ldr pc, =start	  		;resnet
	nop						;Undef
	ldr pc, =swi_handler   	;SVC
	nop					   	;prefetch Abort
	nop						;data Abort
	nop						;Not Used
	nop					  	;IRQ
	nop						;FIQ

swi_handler
	import swi_function
	stmfd sp!, {r0-r12, lr}
	bl swi_function
	ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^

start
	ldr sp, =0x40001000
	
	mrs r0, cpsr			;从cpsr中读取r0
	bic r0, r0, #0x1f		;低5位清零
	orr r0, r0, #0x12		;置为IRQ模式
	bic r0, r0, #(0x01 << 7);允许IRQ中断
	msr cpsr_c, r0			;送入CPSR

	ldr r0, =0x40001000
	sub r0, r0, #1024
	mov sp, r0 		  ;	IRQ模式下的sp寄存器赋值

	mrs r0, cpsr	   ;	切换为USR模式
	bic r0, r0, #0x1f
	orr r0, r0, #0x10
	msr cpsr_c, r0

	ldr r0, =0x40001000
	sub r0, r0, #2048
	mov sp, r0
	
	swi #7
	mov r5, #4 

	end

结束咯，点赞支持一波！！~