3、深入探究ARM汇编语言与RP2040开发

深入探究ARM汇编语言与RP2040开发

1. 寄存器与指令基础

在ARM汇编中，每个寄存器由3位指定，这使得我们可以使用R0 - R7寄存器。若要操作其他寄存器（如SP），会有特定的操作码，且无需指定寄存器。

在A系列汇编语言中，某些指令（如ADD）执行时会“设置”CPSR，实际为ADDS；而在M系列汇编语言中，无法控制是否设置CPSR，通常省略S，但汇编器两种形式都接受。另外，A系列中有ADD.N（16位编码）和ADD.W（32位编码），M系列仅支持.N，无需特别指定。

指令执行时间方面，正常运行时，每条指令一个时钟周期；单独执行一条指令需三个时钟周期，分别用于从内存加载指令、解码指令和执行指令。ARM CPU采用指令流水线技术，可同时处理三条处于不同阶段的指令，线性指令块平均每条指令一个时钟周期。

2. RP2040内存

RP2040拥有264KB内存，程序从Pico的闪存存储加载到内存中执行。内存用于存放程序及其相关数据和变量。

CPU寄存器为32位，用于内存寻址和整数运算，因此内存地址也是32位，这就是称RP2040为32位处理器的原因。而指令大多为16位，这是为了减少内存使用并简化CPU处理。

若要从已知的32位内存地址加载寄存器，由于指令只有16位且大部分位已用于指定操作码和寄存器，会面临挑战。可以使用寄存器间接访问内存，但又会面临如何将值放入该寄存器的问题。快速加载离程序计数器（PC）寄存器不远的内存的方法是通过PC进行加载，它允许8位偏移，可有效访问PC附近256字范围内的内存，而GNU汇编器可帮助我们处理符号地址并计算偏移。

3. GCC汇编器