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ARM嵌入式系统结构与编程 • 大连理工大学软件学院邱铁办公楼409 Tel：87571521 E_mail: qiutie@dlut.edu.cn 参考教材：《ARM嵌入式系统结构与编程》清华大学出版社2009年3月出版

本章主要介绍ARM汇编语言程序设计规范，以及在汇编语言程序设计中所要注意的问题，最后以大量的实例说明汇编语言程序设计方法。本章主要介绍ARM汇编语言程序设计规范，以及在汇编语言程序设计中所要注意的问题，最后以大量的实例说明汇编语言程序设计方法。第7章汇编语言程序设计

内容提要 • 7．1 ARM编译环境下汇编语句 • 7．2 GNU环境下汇编语句与编译说明 • 7．3 ARM汇编语言程序设计规范 • 7．4 ARM汇编语言程序设计实例解析

7．1 ARM编译环境下汇编语句 • ARM编译环境下进行汇编语言程序设计的格式 • 汇编语句中的符号规则

ARM编译环境下汇编语句格式 • ADS环境下ARM汇编语句格式如下： • {symbol} {instruction} {;comment} • {symbol} {directive} {;comment} • {symbol}{ pseudo-instruction} {;comment}

ARM编译环境下汇编语句中符号规则 • 1.符号命名规则 • （1）符号由大小写字母、数字、下划线组成，且符号是区分大小写的。 • （2）局部标号可以用数字开头，其他的标号不能。 • （3）符号在其作用范围内必须是唯一的。 • （4）程序中的符号不要与指令助记符或者伪操作同名。

2.常量 • （1）十进制数，如535、246。 • （2）十六进制数，如0x645、0xff00。 • （3）n_XXX, n表示n进制数，从2~9，XXX是具体的数字。例如：8_3777 • （4）字符常量用一对单引号括起来，包括一个单字符或者标准C中的转义字符。例如‘A’、‘\n’。 • （5）字符串常量由一对双引号以及由它括住的一组字符串组成，包括标准C中的转义字符。 • 如果需要使用双引号”或字符$，则必须用””和$$代替。

3.变量 • （1）数字变量 • （2）字符串变量 • （3）逻辑变量 • 具体说明参考教材《ARM嵌入式系统结构与编程》第153页的说明

4.字符串表达式操作 • （1）取符串的长度LEN • 语法格式： • :LEN: A • 功能说明：返回字符串A的长度。

（2）CHR • 语法格式： • :CHR: A • 功能说明：将A（A为某一字符的ASCII值）转换为单个字符。

（3）STR • 语法格式： • :STR: A • 功能说明：将A（A为数字量或逻辑表达式）转换成字符串。

（4）LEFT • 语法格式： • A :LEFT: B • 功能说明：返回字符串A最左端B（B为返回长度）长度的字符串。

（5）RIGHT • 返回一个字符串最右端一定长度的字符串： • A :RIGHT: B • 功能说明：返回字符串A最右端B（B为返回长度）长度的字符串。

（6）CC • 用于连接两个字符串，B串接到A串后面： • A :CC: B

5.地址标号 • 1）PC相关标号 • 2）寄存器相关标号 • 3）绝对地址

6.局部标号 • 局部标号的语法格式如下： • n {routname}

被引用的局部标号语法规则是： • % {F∣B} {A∣T} n {routname} • 其中： • n是局部标号的数字号。 • routname是当前局部范围的名称。 • %表示引用操作。 • F指示汇编器只向前搜索。 • B指示汇编器只向后搜索。 • A指示汇编器搜索宏的所有嵌套层次。 • T指示汇编器搜索宏的当前层次。

7．2 GNU环境下汇编语句与编译说明 • GNU环境下ARM汇编语言程序设计主要是面对在ARM平台上进行嵌入式LINUX的开发。 • GNU标准中提供了支持ARM汇编语言的汇编器as(arm-elf-as)、交叉编译器gcc ld(arm-elf-gcc)和链接器ld(arm-elf-ld)。

7．2．1 GNU环境下ARM汇编语句格式 • GNU环境下ARM汇编语言语句格式如下： • {label :} {instruction} {@comment} • {label :} {directive} {@comment} • {label :} { pseudo-instruction} {@comment}

7．2．2 GNU环境下ARM汇编程序编译 • (1) 预处理 • GNU汇编器as的内部预处理包括：移除多余的间隔符代码中的所有注释，并将字符常量转换为数字值。它不作宏处理和文件包含处理，但这些事情可以交由gcc编译器去做，文件包含可以用.include伪指令来实现。

(2) 注释 • GNU ARM Assembly可识别的注释方式有：C风格多行注释符/* ... */或GNU单行注释符“@”或“#”。 • (3) 符号 • 与C语言基本一致，符号名由字母、数字以及'_'、和'.'组成，大小写敏感。

2．段与重定位 • 链接器ld用于把多个目标文件合并为一个可执行文件。汇编器as生成的目标文件都假定从地址0开始，ld为其指定最终的地址。链接器ld把目标文件中的每个section都作为一个整体，为其分配运行的地址

3．符号说明 • （1）label • lable后面要带冒号‘：’，例如：_start: b reset_handler。

（2）给符号赋值 • （3）符号名 • 具体说明请参阅教材《ARM嵌入式系统结构与编程》第158页

7．3 ARM汇编语言程序设计规范 • 汇编器预定义的寄存器名称 • ARM汇编语言程序设计规范

汇编器预定义的寄存器名称

ARM汇编语言程序设计规范 • 要提高软件质量必须降低编码阶段的错误率，这需要制定详细的软件编程规范，并培训每一位程序员，最终的结果可以把编码阶段的错误降至10%左右，同时会大大的缩短测试时间。

1.符号命名规则 • 2．注释 • 3．程序设计的其它要求 • 这三方面的规范要求请参阅教材《ARM嵌入式系统结构与编程》159页

7．4 ARM汇编语言程序设计实例解 • 在嵌入式系统编程中，与硬件直接相关的最底层代码要用汇编语言来编写; • 本节中所设计的实例，意在帮助读者对嵌入式汇编语言程序设计打下坚实的基础，同时也为嵌入式硬件底层编程做准备。

求一个数的阶乘（64位结果） • MOV R8 , #20 @低32位初始化为20 • MOV R9 , #0 @高位初始化为0 • SUB R0,R8,#1 @初始化计数器 • Loop: • MOV R1 , R9 @暂存高位值 • UMULL R8 , R9 , R0 , R8 @[R9:R8]=R0*R8 • MLA R9 , R1 , R0 , R9 @R9=R1*R0+R9 • SUBS R0 , R0 , #1 @计数器递减 • BNE Loop @计数器不为0继续循环

先对内存地址0x3000开始的100个字内存单元填入0x10000001~0x10000064字数据，然后将每个字单元进行64位累加结果保存于[R9:R8]。（R9中存放高32位）先对内存地址0x3000开始的100个字内存单元填入0x10000001~0x10000064字数据，然后将每个字单元进行64位累加结果保存于[R9:R8]。（R9中存放高32位）

_start: • MOV R0 , #0X3000 @初始化寄存器 • MOV R1 , #0X10000001 • MOV R2 , #100 • loop_1: @第一次循环赋值 • STR R1 , [R0],#4 • ADD R1 , R1,#1 • SUBS R2 , R2,#1 • BNE loop_1

MOV R0 , #0X3000 • MOV R2 , #100 • MOV R9 , #0 • MOV R8 , #0 • loop_2: @第二次循环累加 • LDR R1 , [R0],#4 • ADDS R8 , R1,R8@R8=R8+R1,进位影响标志位 • ADC R9 , R9 , #0@R9=R9+C,C为进位 • SUBS R2 , R2 , #1 • BNE loop_2

在ARM集成开发环境下编程： • AREA Fctrl, CODE, READONLY ; 声明代码Fctrl • ENTRY ; 标识程序入口 • CODE32 ; 声明32 位ARM 指令 • …… • Stop • B Stop • END ;文件结束

其余实例分请参阅教材《ARM嵌入式系统结构与编程》7.4节其余实例分请参阅教材《ARM嵌入式系统结构与编程》7.4节

第7章汇编语言程序设计 The End

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