###Date: 2018-7-15
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指令和伪指令：前者编译后会生成一串1和0组成的机器码，后者帮助前者进行编译过程，不会生成机器码。
ARM汇编特点1：LDR/STR架构
ARM采用RISC架构，CPU本身不能直接读取内存，而需要先将内存中内容加载入CPU中通用寄存器中才能被CPU处理。
ldr（load register）指令将内存内容加载入通用寄存器。
str（store register）指令将寄存器内容存入内存空间中。
ldr/str组合用来实现 ARM CPU和内存数据交换
(这两个指令只能在寄存器和内存之间进行)
ARM汇编特点2：8种寻址方式
寄存器寻址 mov r1, r2
立即寻址 mov r0, #0xFF00
寄存器移位寻址 mov r0, r1, lsl #3（r1先左移3位再赋给r0）
寄存器间接寻址 ldr r1, [r2] （r2加一个[]后表示一个内存地址）
基址变址寻址 ldr r1, [r2, #4]（r2加4的内存地址）
多寄存器寻址 ldmia r1!, {r2-r7, r12}（r1有初始值,将r2到r7,r12的值传入相应的地址,每次传输之后递增r1指向的存储地址,因为是32位,每次递增的地址应该是4bytes）
堆栈寻址 stmfd sp!, {r2-r7, lr}
相对寻址 beq flag
flag: （这是个标号）
ARM汇编特点3：指令后缀
同一指令经常附带不同后缀，变成不同的指令。经常使用的后缀有：
B（byte）功能不变，操作长度变为8位
H（half word）功能不变，长度变为16位
S（signed）功能不变，操作数变为有符号
如 ldr ldrb ldrh ldrsb ldrsh
S（S标志）功能不变，影响CPSR标志位
如 mov和movs movs r0, #0 （mov不会改变cpsr中的标志位，要让标志位变化需使用movs)
ARM汇编特点4：条件执行后缀
如果后缀条件满足才执行。
例如：
mov r0, r1 //r0 = r1
moveq r0,r1 // if(eq) r0 =r1（上一条指令如果使cpsr中的标志位置或则进行这条语句）
条件后缀执行注意：条件后缀是否成立，不是取决于本句代码，而是取决于这句代码之前的代码运行后的结果。
ARM汇编特点5：多级指令流水线
n级就会有PC-2^n
数据处理指令
数据传输指令
mov （move）
mov r1, r0 @两个寄存器之间数据传递 r1 = r0
mov r1, #0xFF @将立即数赋值给寄存器 r1 = 0xFF
mvn 用法和mov一样，区别是mvn是按位取反后传递
例如：r1 = 0xF0,执行mov r0, r1 后 r0 = 0xF0
执行mvn r0, r1 后 r0 = 0x0F
算术指令
add 加法指令add r2, r0, r1 @(r2 = r0+r1)
sub 减法指令sub r2, r0, r1 @(r2 = r0 - r1)
rsb 逆向减法指令 rsb r2,r0,r1 @(r1 = r1 - r0)
adc 带进位加法指令
sbc 带借位减法指令
rsc 带借位的逆向减法指令
逻辑指令
and 逻辑与
orr 逻辑或 ORR R0，R0，＃3 @r0先与3相或，在把值赋给r0
eor 逻辑异或
bic 位清除指令 (bic r0, r1, #0x1F @将r1中的数的bit0到bit4清零后赋值给r0 )
比较指令
cmp cmp r0, r1 @(r0 - r1 = 0？）
cmn cmn r0, r1 @(r0 + r1 = 0？)
tst tst r0, 0x0f @测试r0的bit0-bit3是否全为0
teq teq r0,r1 @P = r0 EOR r1
比较指令不用后加S 就能影响CPSR中的标志位。
乘法指令
mvl mla umull umlal smull smlal 都不常用，这里只作为知识点罗列。
前导零计数
clz 计算返回操作数二进制编码中第一个1前0的个数
CPSR访问指令(不可用mov访问)
mrs & msr
mrs 用来读psr (cpsr&spsr)
msr 用来写psr
mrs r0, cpsr 将cpsr的值读入到r0中
……………… 处理r0的值
msr cpsr, r0 将r0的值写入到cpsr中
cpsr : 程序状态寄存器，CPU中只有一个，记录程序运行状态
spsr：CPU中有五个，分别在五种异常模式下，作用是从普通模式进入异常模式时，用来保存之前普通模式下的cpsr的，在返回普通模式时恢复原来的cpsr。
跳转指令
b & bl &bx
b 直接跳转
bl (branch and link) 跳转前把返回地址存在lr寄存器中，以便返回。
bx 跳转同时切换到ARM模式，一般用于异常处理的跳转。
访存指令
ldr/srt & ldm/stm & swp
单个字/半字/字节访问 ldr/str
多字批量访问 ldm/stm
swp r1, r2, [r0] 内存和寄存器交换指令，将r0所指向内存中的数据写入r1，并将r2中的数据写入到r0所指向的内存。
swp r1, r1, [r0] 互换（将r0所指向内存中的数据写入第一个r1，将第二个r1中的数据写入到r0所指向的内存。）
软中断指令
swi (software interrupt) 用来实现操作系统中的系统调用。
汇编中的立即数
ARM指令都是32位，除了指令标记和操作标记外，本身只能附带很少位数的立即数，因此立即数有合法和非法之分。
合法立即数：经过任意位数的移位后非零部分可以用8位标识的即为合法立即数（非零部分少于等于8位，0x000000ff 是合法立即数，0x00ff0000是合法立即数，0xf000000f循环移位之后仍然是合法立即数，0x000001ff是非法立即数）
协处理器以及协处理器指令
什么是协处理器
Soc内部另一处理核心，协助CPU实现某些功能，被主CPU调用执行一定的任务。CP15 (cooperation processor)
协处理器和MMU、cache、TLB等处理有关，功能上和操作系统的虚拟地址映射、cache等的管理有关。
协处理器访问指令
mcr & mrc
mrc 用于读取CP15中的寄存器
mcr 用于写CP15中的寄存器
Rd:ARM的普通寄存器，不能是r15/pc
Crn:cp15的寄存器，合法值为c0 - c15
Crm:cp15的寄存器，一般均为c0
举例：
mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 （查阅cp15协处理器的作用位，存入PC中的都是指令，不可以是内容）
例2：
此例子用于打开mmu（on，所有地址为虚拟地址；off，所有地址为实地址）
mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
orr r0, r0, #1
mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0
ldm/stm与栈的处理
ldr/str每周期只能访问4个字节内存，如果需要批量读取，写入内存时太慢，这个时候就要用ldm/stm （load register mutiplt / store register mutiplt）
多寄存器访问举例
stmia sp, {r0-r12}
将r0存入sp指向的内存处，然后地址+4，将r1存入内存，然后地址再+4……直到将r12内容存入内存。
栈类型
空栈：栈指针指向空位，每次存入时可以直接存入然后栈指针移动一格；而取出时需要先移动一格才能取出（用完之后都得移动）
满栈：栈指针指向栈中最后一格数据，每次存入时需要先移动栈指针一格再存入；取出时可以直接取出，然后再移动栈指针（用完之后都得移动）
增栈：栈指针移动时向地址增加的方向移动的栈
减栈：栈指针移动时向地址减小的方向移动的栈
因此有四种栈类型:空增栈，空减栈，满增栈，满减栈。
八种后缀
后缀 意义
ia (increase after) 先传输，再地址+4
ib (increase before) 先地址+4，再传输
da (decrease after) 先传输，再地址-4
db (decreade before) 先地址-4，再传输
fd (full decrease) 满减栈
ed (empty decrease) 空减栈
fa 满增栈
ea 空增栈
操作栈的时候使用相同的后缀，就会避免出错。
！的作用
ldmia r0, {r2-r3} @把r0指向的内存中的数据读入到r2中，然后内存地址+4再将+4后地址中的数据读入到r3中。指令执行完毕后r0中的值不变。
ldmia r0!, {r2-r3} @把r0指向的内存中的数据读入到r2中，然后内存地址+4再将+4后地址中的数据读入到r3中。指令执行完毕后r0中的值变化(为r3内容的地址)。
感叹号的作用就是r0的值在ldm过程中发生的增加或者减小最后写会到r0中。
^的作用
ldmfd sp!, {r0-r6, pc} (操作了八个寄存器)
ldmfd sp!, {r0-r6, pc}^ （此项操作实际操作了9个寄存器，spsr->cpsr）
^：在目标寄存器中有pc时，会同时将spsr写入到cpsr，一般用在异常返回的时候。
GNU汇编伪指令
伪指令不是指令，伪指令和指令的根本区别是经过编译后会不会生成机器码。
伪指令的意义在于指导编译过程。
伪指令是和具体的编译器相关的，我们使用gnu工具链，因此学习gnu环境下的汇编伪指令。
GNU汇编中的一些符号
@ 行注释，可以在指令后边也可以在行首
： 以冒号结束的是标号
. 点号表示当前指令的地址
立即数前面加＃或者$，表示这是个立即数
常见的gnu汇编伪指令
伪指令 意义
.globl _start 给_start外部链接属性
.section .text 指定当前为代码段
.ascii .byte .short .long .word .quad .float .string 定义数据
.align 4 以16（2^4）字节内存地址对齐
.balignl 16,0xABCDEF 16字节对齐填充
.equ 类似于C中的宏定义
.end 汇编文件的结束，不加无所谓
.include 头文件包含
.arm或者.code32 声明以下的代码为arm指令不是thumb指令
.thumb或者.code16 声明以下的代码为thumb指令
eg.
.word 0xAABBFF 类似于C语言的 int AAAA = 0xAABBFF;
.align 4 @ 16字节对齐
.align 2 @ 4字节对齐
.balignl 16, 0xABCDEF 对齐+填充，b表示位填充，最后的l表示long，16表示16字节对齐，0xABCDEF表示填充的原料。
0x00000008 : .balignl 16, 0xABCDEF，
0x0000000C: 0xABCDEF
0x00000010: 下一条指令
ldr 大范围的地址加载指令
adr 小范围的地址加载指令
adrl 中等范围的地址加载指令
nop 空操作
ARM中有一个ldr指令，还有一个ldr伪指令。两者的区别：
ldr r0, #0xFF @ldr指令
ldr r0, =0xFF @ldr伪指令 涉及到合法/非法立即数，还涉及到ARM文字池
adr 和 ldr的差别：
- adr编译时会被1条sub或add指令替代，而ldr编译时会被一条mov指令替代或者文字池方式处理；
- adr总是以PC为基准来表示地址，因此指令本身和运行地址有关，可以用来检测程序当前的运行地址在哪里
-ldr加载的地址和链接时给定的地址有关，由链接脚本决定。