博文连载ARM编译器ARM汇编与ARM GNU汇编

Posted 2021-04-26 电子技术应用ChinaAET

一、ARM汇编开发的两种的方式

ARM汇编开发指用ARM提供的汇编指令，进行ARM程序的开发。

ARM汇编开发，有两种开发方式，一种是使用ARM汇编，一种是使用ARM GNU汇编。两种汇编开发，使用的汇编指令是完全一样的，区别是宏指令，伪指令，伪操作不一样。其实两种开发方式的区别在于所使用的编译工具不一样。

对于ARM汇编，使用的是ARM公司开发的编译器，而ARM GNU汇编，是使用GNU为ARM指令集开发的编译器，也就是arm-gcc。

二、ARM的编译开发环境

两种常用的ARM的编译开发环境

• DS5：ARM提供的集成开发软件。使用的是ARM提供的工具链进行程序编译

• GNU开发环境： 由GNU的汇编器as，交叉编译器gcc，和链接器ld等组成

三、伪操作，宏指令，伪指令

伪操作：ARM汇编语言程序里的一些特殊指令助记符，其作用主要是完成汇编程序做各种准备工作，在源程序进行汇编时由汇编程序处理，而不是在计算机运行期间由机器执行。如程序段的定义，就属于伪操作。

宏指令：一段独立的程序代码，可插在源程序中，通过伪操作来定义。

伪指令：ARM汇编语言程序里的一些特殊指令助记符，不在处理器运行期间执行，在汇编时，被合适的ARM的机器指令代替，从而实现真正的指令操作。

四、ARM汇编伪操作

伪操作	语法格式	作用
GBLA	GBLA Varible	声明一个全局的算术变量，并将其初始化为0
GBLL	GBLL Varible	声明一个全局的逻辑变量，并将其初始化成{FALSE}
GBLS	GBLS Varible	声明一个全局的字符串变量，并将其初始化成空串
LCLA	LCLA Varible	声明一个局部的算术变量，并将其初始化为0
LCLL	LCLL Varible	声明一个局部的逻辑变量，并将其初始化成{FALSE}
LCLS	LCLS Varible	声明一个局部的字符串变量，并将其初始化成空串
SETA	SETA Varible expr	给一个全局或局部算术变量赋值
SETL	SETL Varible expr	给一个全局或局部逻辑变量赋值
SETS	SETS Varible expr	给一个全局或局部字符串变量赋值
RLIST	name LIST {list of registers}	为一个通用寄存器列表定义名称
CN	name CN expr	为一个协处理器的寄存器定义名称
CP	name CP expr	为一个协处理器定义名称
DN/SN	name DN/SN expr	DN/SN为一个双精度/单精度的VFP寄存器定义名称
FN	name FN expr	为一个FPA浮点寄存器定义名称
LTORG	LTONG	声明一个数据缓冲池（文字池）的开始
MAP	MAP expr {, base-register}
FIELD	{label} FIELF expr	定义一个结构化内存表中的数据域
SPACE	{label} SPACE expr	分配一块连续内存单元，并用0初始化
DCB	{label} DCB expr {,expr}..	分配一块字节内存单元，并用expr初始化
DCD/ DCDU	{label} DCD/DCDU expr {,expr}…	分配一块字内存单元， 并用expr初始化
DCDO	{label} DCDO expr {,expr}…	分配一块字对齐的字内存单元， 并用expr初始化
DCFD/DCFDU	{label} DCFD{U} fpliteral ,{,fpliteral}…	为双精度的浮点数分配字对齐的内存单元
DCFS/DCFSU	{label} DCFS{U} fpliteral ,{,fpliteral}…	为单精度的浮点数分配字对齐的内存单元
DCI	{label} DCI expr, {expr}…	ARM代码分配一段字对齐的内存单元，填充expr（二进制指令码），THUMB代码中，分配一段半字对齐的半字内存单元。
DCQ/ DCQU	{label} DCQ{U} {-} literal, {, {-} literal}…	分配一段以双字（8个字节）为单位的内存
DCW/DCWU	{label} DCW{U} {-} literal, {, {-} literal}…	DCW用于分配一段半字对齐的半字内存单元

1、AREA

创建一段新的程序代码或数据区。

格式 ： AREA name, {,attr,} …

其中，name是程序段名， atrr是段名属性

对于属性，有以下一些：

• CODE： 用于定义代码段，默认为是READONLY

• DATA： 用于定于数据段，默认为READWRITE

• READONLY: 指定本段的内容只读

• READWRITE： 指定本段的内容可读可写

• ALIGN: 指定对齐为2次幂

• COMMON: 定义通用的段。不包含任何用户的代码和数据。各源文件中同名的COMMON属性段共享同一段存储单元

2、ALIGN

指定对齐

 

    注意：在AREA中使用和单独使用ALIGN的区别，在于格式和对齐的计算不一样。

3、ENTRY

指定汇编程序的入口。

一个程序至少有一个入口点，也可以有多个入口点，但是在一个源文件中，最多只能有一个ENTRY。当多个源文件均有ENTRY时，由链接器指定程序真正的入口。

4、END

表示源程序的结束

所以汇编语言源文件必须以END结束，汇编器遇到END, 将结束编译。

5、EXPORT

格式：　EXPORT 标号 [,WEAK]

声明一个全局标号，其他源文件可以使用这个标号。WEAK表示碰上其他同名标号时，其他标号优先。

6、IMPORT

格式: IMPORT 标号，[,WEAK]

表示该引用的标号在其他源文件中，单要在当前文件中引用。WEAK表示找不到该标号时，也不报错，一般该标号置为0，如果是B 或BL指令用到该标号，该指令置为nop。

该标号会加入到当前源文件的符号表中。

7、EXTERN

和IMPORT一样，不同在于，如果当前文件没有引用该标号，该标号不会加入到当前源文件的符号表中。

8、GET(或INCLUDE)

将一个源文件包含到当前的源文件中

9、EQU

对一个常量标号赋值

格式： name EQU expression

其中： name符号名， expression寄存器相关或者程序相关的固定值

如：

        num EQU 2 ; 为符号赋予数字2

EQU，等同于C语言中用#define定义一个常量

10、SPCAE

用于分配一片连续内存单元，并用0初始化。SPACE可用%代替。

格式： {label} SPACE expr

label ： 是一个标号, 可选

expr： 分配的内存字节数

如

11、DCB

用于分配段字节内存单元，并用伪操作中的expr初始化。

格式： {label} DCB expr {,expr}

label： 是一个标号，可选

expr： 可以是-128~255的数值或者字符串

如：

12、DCD及DCDU

用于分配段字内存单元（分配的内存都是字对齐，DCDU并不严格字对齐），并用伪操作中的expr初始化。 DCD 可用 & 代替。

格式： {label} DCD expr, {,expr}

expr： 数字表达式或程序中的标号

如：

    data DCD 1,2,3,4 ;分配字对齐的字单元空间，初始化为1，2，3，4

五、ARM汇编伪指令

ARM伪指令包括： ADR, ADRL,LDR ,NOP

THUMB伪指令包括：ADR, LDR, NOP

伪指令	语法格式	作用
ADR	ADR{cond} register, expr
ADRL	ADRL{cond} register, expr
LDR	LDR {cond} register, =[expr|label]
NON	NOP	在汇编时，被替换成空操作

六、ARM GNU编译环境

伪操作	语法格式	作用
.byte	.byte expr {,expr}…	分配一段字节内存单元，并用expr初始化
.hword/.short	.hword expr {,expr}…	分配一段半字内存单元，并用expr初始化
.ascii	.ascii expr {,expr}…	定义字符串expr
.asciz/.string	.asciz expr {,expr}…	定义字符串expr（会增加/0为结束符）
.floar/.single	.float expr {,expr}…	定义32bit IEEE浮点数expr
.double	.doubel expr {,expr}…	定义64bit IEEE浮点数expr
.word/.long/.int	.word expr {,expr}…	分配一段字内存单元，并用expr初始化
.fill	.fill repeat {,size} {,value}	分配一段字节内存单元，用sieze长度value填充repeat次
.zero	.zero size	分配一段字节内存单元，并用0填充内存
.space/.skip	.space size, {,value}	分配一段内存单元，用value将内存初始化
.section	.section expr	定义一个段
.text	.text {subsection}	代码段，
.data	.data{subsection}	数据段
.bss	.bss{subsection}	bss段
.cond 16/.thumb	.code 16/.thumb	表示之后的汇编指令使用THUMB指令集
.code 32/.arm	.code 32/.arm	表示之后的汇编指令使用ARM指令集
.end	.end	标记汇编文件的结束
.include	.include "filename"	将一个源文件包含到当前源文件中
.align/.balign	.align {alignment} {,fill},{max}	通过填充字节使当前位置满足一定的对齐格式

七、两种开发环境的区别

两种开发环境下的汇编代码，有较多不同的点，主要是符号及伪操作的不同。

ARM汇编的伪操作符	GNU汇编的伪操作符
INLCUDE	.include
NUM EQU 25	.equ NUM, 25
EXPORT	.global
IMPORT	.extern
DCD	.long
IF: DEF:	.ifdef
ELSE	.else
ENDIF	.endif
OR	|
SHL	<<
RN	.req
GBLA	.global
NUM SETA 16	.equ NUM , 16
MACRO	.macro
MEND	.endm
END	.end
AREA WORD, CODE, READONLY	.text
AREA BLOCK, DATE, READWRITE	.data
CODE32	.arm
CODE16	.thumb
LTORG	.ltorg
%	.fill
ENTRY	ENTRY:
ldr x0,=0xff	ldr x0,=0xff

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