STM32 汇编 常用ARM汇编指令

作者:fly 发布于:2014-3-28 17:25 分类:嵌入式

在嵌入式开发中,汇编程序常常用于非常关键的地方,比如系统启动时初始化,进出中断时的环境保护,恢复等对性能有要求的地方。
 

ARM指令集可以分为六大类,分别为数据处理指令、Load/Store指令、跳转指令、程序状态寄存器处理指令、协处理器指令和异常产生指令。
ARM指令使用的基本格式如下:
〈opcode〉{〈cond〉}{S}     〈Rd〉,〈Rn〉{,〈operand2〉}
opcode 操作码;指令助记符,如LDR、STR等。
cond 可选的条件码;执行条件,如EQ、NE等。
S 可选后缀;若指定“S”,则根据指令执行结果更新CPSR中的条件码。
Rd 目标寄存器。
Rn 存放第1操作数的寄存器。
operand2 第2个操作数
 
arm的寻址方式如下:
立即寻址
寄存器寻址
寄存器间接寻址
基址加偏址寻址
堆栈寻址
块拷贝寻址
相对寻址
这里不作详细描述,可以查阅相关文档。

数据处理指令
Load/Store指令
程序状态寄存器与通用寄存器之间的传送指令
转移指令
异常中断指令
协处理器指令
 
 
在S3C2410、S3C2440的数据手册中对各种汇编指令有详细的描述;这里只对较常见的作写介绍。
1、相对跳转指令:b、bl
这两条指令的不同之处在于bl指令除了跳转之外,还将返回地址(bl的下一条指令的地址)保存在lr寄存器中。
这两条指令的可跳转范围是当前指令前后32M。
 
b funa
....
funa:
    b funb
....
funb:
....

2、数据传送指令mov,地址读取伪指令ldr
mov指令可以把一个寄存器的值赋给另外一个寄存器,或者把一个常数赋给寄存器。
mov r1, r2

mov r1,#1024

mov传送的常数必须能用立即数来表示。当不能用立即数表示时,可以用ldr命令来赋值。
ldr是伪命令,不是真实存在的指令,编译器会把它扩展成真正的指令;如果该常数能用“立即数”来表示,则使用mov指令,否则编译时将该常数保存在某个位置,使用内存读取指令把它读出来。
ldr r1, = 1024


3、内存访问指令 ldr、str、ldm、stm
ldr既可以指低至读取伪指令,也可以是内存访问指令。当他的第二个参数前面有'='时标伪指令,否则表内存访问指令。
ldr指令从内存中读取数据到寄存器,str指令把寄存器的指存储到内存中,他们的操作数都是32位的。
 
  ldr r1, [r2, #4]
ldr r1,[r2]
ldr r1,[r2], #4
str r1 ,[r2, #4]
str r1, [r2]
str r1, [r2],#4
寄存器传送指令可以用一条指令将16个可见寄存器(R0~R15)的任意子集合(或全部)存储到存储器或从存储器中读取数据到该寄存器集合中。与单寄存器存取指令相比,多寄存器数据存取可用的寻址模式更加有限。多寄存器存取指令的汇编格式如下:

LDM/STM{<cond>}<add mode>  Rn{!},  <registers>


4、加减指令 add、sub

add r1, r2, #1
sub r1, r2, #1
 

5、程序状态寄存器的访问指令msr,mrs

ARM指令中有两条指令,用于在状态寄存器和通用寄存器之间传送数据。修改状态寄存器一般是通过“读取-修改-写回”三个步骤的操作来实现的。这两条指令分别是:
状态寄存器到通用寄存器的传送指令(MRS)
通用寄存器到状态寄存器的传送指令(MSR)

其汇编格式如下:
MRS{<cond>} Rd,CPSR|SPSR
其汇编格式如下:
MSR{<cond>} CPSR_f | SPSR_f,#<32-bit immediate>
MSR{<cond>} CPSR_<field> | SPSR_<field>,Rm

msr cpsr, r0
mrs r0, cpsr
 

6、异常中断指令
异常中断指令可以分为一下两种:
软件中断指令(SWI)
断点指令(BKPT—仅用于v5T体系)
软件中断指令SWI用于产生SWI异常中断,用来实现在用户模式下对操作系统中特权模式的程序的调用;断点中断指令BKPT主要用于产生软件断点,供调试程序用。

7、其他伪指令

.extern main
.text
.global _start
_start:
 

'.extern' 定义一个外部符号(可以是变量也可以是函数),上面的代码表示表文本文件中引用的main是一个外部函数。

'.text'表示下面的语句都属于代码段

'.global'将本文件中的某个程序标号定义为全局的,如‘_start’就是个全局函数

 

MRS (读状态寄存器)  MRS r1, CPSR     ;   CPSR--->r1

MSR (写状态寄存器) MSR cpsr_c, #0xD3 ;  CPSR[7...0] = 0xD3

STMFD SP! {R8-R9}

含义:(1)SP=SP-4字节 (2) R9--->SP  (3)SP=SP-4  (4) R8-->SP

LDMFD SP! {R8-R9,PC}

含义:(1)SP-->R8   (2)SP=SP+4  (3)SP-->R9  (4)SP=SP+4  (5)SP-->PC  (6) SP=SP+4

ldmia sp!  { r0-r7 pc }^     ^ 表示将spsr的值赋给cpsr

B lable   跳转指令  PC<---lable 

BL lable 带链接跳转指令   LR<----PC-4,  PC<---lable

BX Rm 带状态切换跳转指令 PC<----Rm ,切换状态(Rm[0]=1,thumb,Rm[0]=0,ARM)

%F2 表示跳转到当前指令后面的标号2处

%B0 表示跳转到当前指令前面的标号0处

[ ----- IF             | ----- ELSE           ] ----- ENDIF

IF  logical expression                [logical expression

Instructions                                   Instructions                          

{ELSE                                         |

Instructions                                   Instructions

                                               ]

ENDIF

 

(1)GBLL 伪指令用于定义一个全局的逻辑变量,并初始化为{False}。
GBLL    BOOTLOADER
BOOTLOADER   SETL    {TRUE}

(2)GET(或 INCLUDE)
GET 伪指令用于将一个源文件包含到当前的源文件中,并将被包含的源文件在当前位置进行汇编处理。可以使用 INCLUDE 代替 GET。
INCLUDE ..\..\kernel\oal\startup.s

(3)IMPORT 伪指令用于通知编译器要使用的标号在其他的源文件中定义,但要在当前源文件中引用,而且无论当前源文件是否引用该标号,该标号均会被加入到当前源文件的符号表中。
    IMPORT      BootloaderMain
IMPORT      MMUSetup
(4)BL  带返回的跳转指令
(5)BEQ表示“相等则跳转”,即当CPSR中的Z标志置位时发生跳转
  Label    ;程序无条件跳转到标号Label处执行
CMP R1,#0   ;当CPSR寄存器中的Z条件码置位时,程序跳转到标号Label处执行
BEQ Label   

(6)LDR 指令的格式为:
LDR{条件} 目的寄存器,<存储器地址>
LDR 指令用于从存储器中将一个 32 位的字数据传送到目的寄存器中。该指令通常用于从存储器中读取 32 位的字数据到通用寄存器,然后对数据进行处理。当程序计数器 PC 作为目的寄存器时,指令从存储器中读取的字数据被当作目的地址,从而可以实现程序流程的跳转。
指令示例:
LDR  R0,[R1]           ;将存储器地址为R1的字数据读入寄存器R0。
LDR  R0,[R1,R2]       ;将存储器地址为R1+R2的字数据读入寄存器R0。
LDR  R0,[R1,#8]      ;将存储器地址为R1+8的字数据读入寄存器R0。
LDR  R0,[R1,R2] ! ;将存储器地址为R1+R2的字数据读入寄存器R0,并将新地址R1+R2写入R1
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。
LDR  R0,[R1],R2   ;将存储器地址为R1的字数据读入寄存器R0,并将新地址R1+R2写入R1。
LDR  R0,[R1,R2,LSL#2]!  ;将存储器地址为R1+R2×4的字数据读入寄存器R0,并将新地址R1+R2×4写入R1。
LDR   R0,[R1],R2,LSL#2   ;将存储器地址为R1的字数据读入寄存器R0,并将新地址R1+R2×4写入R1。

(7)STR 指令的格式为:
STR{条件} 源寄存器,<存储器地址>
STR 指令用于从源寄存器中将一个 32 位的字数据传送到存储器中。与LDR对应

(8)采用多寄存器寻址方式,一条指令可以完成多个寄存器值的传送。这种寻址方式可以用一条指令完成传送最多 16 个通用寄存器的值。以下指令:
LDMIA   R0,{R1,R2,R3,R4}   ;R1←[R0]
                                   ;R2←[R0+4]
                                  ;R3←[R0+8]
                                  ;R4←[R0+12]
该指令的后缀 IA表示在每次执行完加载/存储操作后,R0 按字长度增加,因此,指令可将连续存储单元的值传送到 R1~R4。

(9)SBC 指令的格式为:
SBC{条件}{S} 目的寄存器,操作数 1,操作数 2
SBC指令用于把操作数1减去操作数2,再减去 CPSR 中的C 条件标志位的反码,并将结果存放到目的寄存器中。操作数1应是一个寄存器,操作数2可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或一个立即数。该指令使用进位标志来表示借位,这样就可以做大于 32 位的减法。注意不要忘记设置 S后缀来更改进位标志。该指令可用于有符号数或无符号数的减法运算。
指令示例:
SUBS  R0,R1,R2     ; R0 = R1 - R2 - !C,并根据结果设置CPSR的进位标志位

(10)BX  带状态切换的跳转指令

(11)MCR 指令的格式为:
MCR{条件} 协处理器编码,协处理器操作码 1,源寄存器,目的寄存器 1,目的寄存器 2,协处理器操作码 2
MCR 指令用于将 ARM 处理器寄存器中的数据传送到协处理器寄存器中,若协处理器不能成功完成操作,则产生未定义指令异常。其中协处理器操作码1和协处理器操作码2为协处理器将要执行的操作,源寄存器为 ARM 处理器的寄存器,目的寄存器1和目的寄存器2均为协处理器的寄存器。
指令示例:
MCR   P3,3,R0,C4,C5,6    ;该指令将ARM处理器寄存器R0中的数据传送到协处理器P3的寄存器C4和C5中。 

(12)CMP 指令的格式为:
CMP{条件} 操作数 1,操作数 2
CMP 指令用于把一个寄存器的内容和另一个寄存器的内容或立即数进行比较,同时更新 CPSR 中条件标志位的值。该指令进行一次减法运算,但不存储结果,只更改条件标志位。标志位表示的是操作数 1 与操作数 2 的关系(大、小、相等),例如,当操作数 1 大于操作操作数 2,则此后的有 GT 后缀的指令将可以执行。
指令示例:
CMP R1,R0  ;将寄存器R1的值与寄存器R0的值相减,并根据结果设置CPSR的标志位
CMP R1,#100 ;将寄存器R1的值与立即数100相减,并根据结果设置CPSR的标志位

(13)批量数据加载/存储指令LDM(或 STM)指令的格式为:
LDM(或 STM){条件}{类型} 基址寄存器{!},寄存器列表{∧}
LDM(或 STM)指令用于从由基址寄存器所指示的一片连续存储器到寄存器列表所指示的多个寄存器之间传送数据,该指令的常见用途是将多个寄存器的内容入栈(SDM)或出栈(LDM)。其中,{类型}为以下几种情况:
IA  每次传送后地址加 1;
IB  每次传送前地址加 1;
DA  每次传送后地址减 1;
DB  每次传送前地址减 1;
FD  满递减堆栈;
ED  空递减堆栈;
FA  满递增堆栈;
EA  空递增堆栈;
{!}为可选后缀,若选用该后缀,则当数据传送完毕之后,将最后的地址写入基址寄存器,否则基址寄存器的内容不改变。

STMFD  R13!,{R0,R4-R12,LR}  ;将寄存器列表中的寄存器(R0,R4 到R12,LR)存入堆栈
LDMFD  R13!,{R0,R4-R12,PC} ;将堆栈内容恢复到寄存器(R0,R4到R12,LR)

(14)ORR 指令的格式为:
ORR{条件}{S} 目的寄存器,操作数 1,操作数 2
ORR 指令用于在两个操作数上进行逻辑或运算,并把结果放置到目的寄存器中。操作数 1
应是一个寄存器,操作数 2 可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或一个立即数。该指令常用于设置操作数 1 的某些位。
指令示例:
ORR   R0,R0,#3             ; 该指令设置R0的0、1位,其余位保持不变。

(15)BIC 指令的格式为:
BIC{条件}{S} 目的寄存器,操作数 1,操作数 2
BIC指令用于清除操作数1 的某些位,并把结果放置到目的寄存器中。操作数 1 应是一个寄存器,操作数 2 可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或一个立即数。操作数 2 为 32 位的掩码,如果在掩码中设置了某一位,则清除这一位。未设置的掩码位保持不变。
指令示例:
BIC   R0,R0,#%1011     ; 该指令清除 R0 中的位 0、1、和 3,其余的位保持不变。

(16)
ADR(小范围的地址读取伪指令)
ADRL(中等范围的地址读取伪指令)
LDR(大范围的地址读取伪指令)
ldr     r0, =0xFFFFC000
用于将基于PC的地址或基于寄存器的地址读取到寄存器中。
///伪指令通过汇编编译器替换成对应的ARM/Thumb 指令

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