ARM原生汇编与ARM GNU汇编的区分

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原生汇编伪操作

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} 定义一个结构化的内存表(storage map)的首地址
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 :

1
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

ALIGN 4 表示4字节地址对齐

ALIGN 8 表示8字节地址对齐

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)

将一个源文件含到当前的源文件中

9、EQU

对一个常量标号赋值

格式:

1
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:

1
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:

1
{label} SPACE expr

label : 是一个标号, 可选

expr: 分配的内存字节数

1
stack SPACE 100 ; 分配100个字节内存单元,并用0初始化。标号stack是这片空间的起始地址

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:

1
{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:

1
string  DCB  "HELLO"  ;为HELLO字符串分配空间, string是这块空间的起始地址

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:

1
{label} DCD expr, {,expr}

label: 是一个标号,可选,表示这块内存单元的首地址

expr: 数字表达式或程序中的标号

如:

1
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原生汇编伪指令

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 将基于PC或基于寄存器的地址值读取到寄存器中。小范围的地址读取
ADRL ADRL{cond} register, expr 将给予PC或基于寄存器的地址值读取到寄存器中。中等范围的地址读取
LDR LDR {cond} register, =[expr|label] 将一个32位的立即数或者一个地址值读取到寄存器中。大范围的地址读取
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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