Linux中汇编语言的学习(加法、乘法、除法、左移、右移、按位与等多种命令操作实例以及ARM的 N、Z、C、V 标志位的解释)

汇编概述

• 汇编需要学习的大致框架如下：
  @ 汇编中的符号
  @ 1.指令；能够北嘁肷梢惶?2bit机器码，并且能够被cpui识别和执行
  @ 2.伪指令：本身不是指令，编译器可以将其替换成若干条指令
  @ 3.伪操作：不会生成指令，只在编译阶段告诉编译器怎么编译
  @ ARM指令集
  @ 1.数据处理指令：进行数学运算、逻辑运算
  @ 2.跳转指令：实现程序的眺转，本质就是修改PC寄存器
  @ 3.Load/Score指令：访问（读写）内存
  @ 4.状态寄存器传送指令：用于访问（读写）CPSR寄存器
  @ 5.软中断指令：触发软中断
  @ 6.协处理器指令：协处理器可以处理的指令
  .text @表示当前为代码段
  .global _start @将_start定义成全局符号
  _start: @汇编入口
  MOV R1,#1 @汇编指令
  stop: @死循环，防止程序跑飞
  B stop
  .end @汇编的结束

汇编数据处理指令

• MOV指令的实例操作
  @ 1.指令：能够编译生成一条32位的机器码，且能被cpu识别和执行
  @ 1.1 数据处理指令：数学运算、逻辑运算
  @ 数据搬移指令
  @ MOV R1,#1
  @ R1 = 1
  @ MOV R2,R1
  @ R2 = R1
  @MVN R0,#0xFF
  @ R0 = ~0xFF
  @MOV R0,#0
  @MOV R1,#0
  @MOV R1,#1
  @MVN R0,#0
  @ 立即数：编译通过的是立即数，否则不是
  @ 立即数的本质就是包含在指令当中的数，属于指令的一部分，变量则是单独占一个空间
  @ 立即数的优点
  @ 取值的时候就是可以将其读取到CPU，不用单独去内存读取，速度快
  @ 立即数的缺点
  @ 不能是任意的32的数字，有局限性
  @ MOV R0,#0x12345678
  @ 因为12345678太大了，所以编译报错，指令本身还有其他数而12345678本身就占了32位
  @MOV R0, #0x12
  @ MOV R0, #0xFFFFFFFF
  @ 上述相当于伪指令，执行时替换成等价的CPU能认识的指令
• 数据运算指令格式操作实例(ADD、SUB等指令)
  @ 数据运算指令的格式
  @ 《操作吗》《目标寄存器》《第一操作寄存器》《第二操作数》
  @ 操作码：表示执行哪种操作
  @ 目标寄存器：用于存储运算的结果
  @ 第一操作寄存器：存储第一个参与运算的数据（只能写寄存器）
  @ 第二操作数：第二个参与运算的数据（可以是寄存器也可以是立即数）
  @ 加法指令
  @MOV R2,#5
  @MOV R3,#3
  @ADD R1,R2,R3
  @ R1 = R2 + R3
  @ADD R1,R2,#5
  @ ADD R1,#5 R1这个形式的不行
  @ ADD 不能计算两个值，例如：ADD R1,#2,#5，也不能是以下格式：ADD R1 #2,R2
  @ 减法指令
  @SUB R1,R2,R3
  @ R1 = R2 - R3
  @SUB R1,R2,#3
  @ R1 = R2 - 3
  @ 逆向减法指令，针对例如这种格式：R1 = #2 - R2
  @RSB R1,R2,#3
  @ R1 = 3 - R2
  @ 乘法指令
  @MUL R1,R2,R3
  @ R1 = R2 * R3
  @ 乘法必须是两个寄存器相乘
  @ 按位与指令
  @AND R1,R2,R3
  @ R1 = R2 & R3
  @ 按位与指令
  @ORR R1,R2,R3
  @ R1 = R2 | R3
  @ 按位异或指令，相同为0，相异则1
  @EOR R1,R2,R3
  @ R1 = R2 ^ R3
  @ 左移指令
  @LSL R1,R2,R3
  @ R1 = （R2 << R3）
  @ 右移指令
  @LSR R1,R2,R3
  @ R1 = （R2 >> R3）
  @ 位清零指令
  MOV R2,#0xFF
  BIC R1,R2,#0x0F
  @ 第二操作数中的哪一位为1，则将第一操作寄存器中的哪一位清0，然后将结果放入目标寄存器
  @ 数据运算指令的格式扩展
  @MOV R1,R2,LSL #1
  @ R1 = （R2 << 1）
  @ 数据运算指令对条件位（N、Z、C、V）的影响
  @ 默认情况下数据运算不会对条件位产生影响，当在指令后加后缀“s『罂梢杂跋毂
  @ MOV R1,#3
  @ SUBS R2,R1,#5
  @ 两个64位的数据做加法运算
  @ 第一个数的低32位放在R1
  @ 第一个数的高32位放在R2
  @ 第二个数的低32位放在R3
  @ 第二个数的高32位放在R4
  @ 第一个数
  @ 0x00000001 FFFFFFFF
  @ 第二个数
  @ 0x00000002 00000005
  @ MOV R1,#0xFFFFFFFF
  @ MOV R2,#0x00000001
  @ MOV R3,#0x00000005
  @ MOV R4,#0x00000002
  @ ADC带进位的加法，如果有进位的话C置为1，且ADC实际上为R2 + R4 + C（1）
  @ ADDS R5,R1,R3
  @ ADC R6,R2,R4
  @ 第一个数
  @ 0x00000002 00000001
  @ 第二个数
  @ 0x00000001 00000005
  MOV R1,#0x00000001
  MOV R2,#0x00000002
  MOV R3,#0x00000005
  MOV R4,#0x00000001
  @ SBC本质上是：R2 - R4 -‘!C’，为什么减去取反的C，由于CPSR寄存器减法时，28位上置1
  SUBS R5,R1,R3
  SBC R6,R2,R4
• 跳转指令
  @ 1.2 跳转指令：实现程序的眺转，本质就是修改了PC寄存器
  @ 方式一：直接去修改PC寄存器的值（不建议使用，需要我们自己去计算绝对地址）
  @ MAIN:
  @ MOV R1,#1
  @ MOV R2,#2
  @ MOV R3,#3
  @ MOV PC,#0x18
  @ MOV R4,#4
  @ MOV R5,#5
  @ FUNC:
  @ MOV R6,#6
  @ MOV R7,#7
  @ MOV R8,#8
  @ 方式二：不带返回的跳转指令，本质就是将PC寄存器的值修改成跳转标号下第一条指令的地址，同时将跳转指令下一 条指令的地址存储到LR
  MAIN:
  MOV R1,#1
  MOV R2,#2
  MOV R3,#3
  BL FUNC
  MOV R4,#4
  MOV R5,#5
  FUNC:
  @ 必须将LR地址给PC，然后程序就能返回了
  MOV R6,#6
  MOV R7,#7
  MOV R8,#8
  MOV PC,LR
• ARM指令的条件码
  @ 比较指令
  @ CMP的本质是一条减法指令（SUBS）,只是没有将运算的结果存入寄存器
  MAIN:
  MOV R1,#1
  MOV R2,#2
  CMP R1,R2
  @ BEQ本质就是判断R1和R2是否相等，相等的话就跳转，否则就不跳转
  @ BEQ FUNC
  BNE FUNC @ if（NQ）（B FUNC）本质：if（z==0）（B FUNC）
  MOV R3,#3
  MOV R4,#4
  MOV R5,#5
  FUNC:
  MOV R6,#6
  MOV R7,#7
  @ ARM指令集大多数都可以带条件码后缀如下：
  @MOV R1,#1
  @MOV R2,#2
  @CMP R1,R2
  @MOVGT R3,#3
  条件码如下：
  
• 条件码的案例代码
  @ 练习
  @ int R1 = 9;
  @ int R2 = 15;
  @START:
  @ if(R1 == R2)
  @ STOP();
  @ else(R1>R2)
  @ {
  @ R1 = R1-R2;
  @ goto START;
  @ }
  @ else
  @ {
  @ R2 = R2 - R1;
  @ goto START;
  @ }
  @ 汇编编写
  MOV R1,#9
  MOV R2,#15
  START:
  CMP R1,R2
  BEQ STOP
  SUBGT R1,R1,R2
  SUBGT R2,R2,R1
  B START
  STOP:
  B STOP
• 内存读写案例代码：
  @Load/Srore指令：访问（读写）内存
  @ 写内存
  @ MOV R1,#0xFF000000
  @ MOV R2,#0x40000000
  @ STR R1,[R2]
  @将R1寄存器中的数据存储到R2指向的内存空间
  @ 读内存
  @ LDR R3,[R2]
  @ 将内存中R2指向的内存空间的数据读取到R3寄存器
  @ MOV R1,#0xFFFFFFFF
  @ MOV R2,#0x40000000
  @ STRB R1,[R2] @ B代表一个字节，往内存存取低一个字节的数据
  @ STRH R1,[R2] @ H代表两个字节
  @ STR R1,[R2] @ 默认为四个字节
  @ LDR指令同样支持以上后缀
• ARM指令的寻址方式
  @ 寻址方式就是CPU去寻找一个操作数的方式
  @ 立即寻址
  @ MOV R1,#1
  @ ADD R1,R2,#1
  @ 寄存器寻址
  @ ADD R1,R2,R3
  @ 寄存器移位寻址，寄存器先做移位然后再用寄存器
  @ MOV R1,R2,LSL #1
  @ 寄存器间接寻址，R2作为一个地址间接的去访问内存里面的内容
  @ STR R1,[R2]
  @。。。。
  @ 基址加变址寻址
  @MOV R1,#0xFFFFFFFF
  @MOV R2,#0x40000000
  @MOV R3,#4
  @ STR R1,[R2,R3]
  @ 将R1寄存器中的数据写入到R2+R3指向的内存空间
  @ 将R1寄存器中的数据写入到R2+(R1<<1)指向的内存空间
  @ STR R1,[R2,R3,LSL #1]
  @ 基址加变址寻址的索引方式
  @ 前索引
  @ MOV R1,#0xFFFFFFFF
  @ MOV R2,#0x40000000
  @ STR R1,[R2,#8]
  @ 将R1寄存器中的数据写入到R2+8指向的内存空间
  @ 后索引
  @ MOV R1,#0xFFFFFFFF
  @ MOV R2,#0x40000000
  @ STR R1,[R2],#8
  @ 将R1寄存器中的数据写入到R2指向的内存空间，然后R2自增8
  @ 自动索引
  MOV R1,#0xFFFFFFFF
  MOV R2,#0x40000000
  STR R1,[R2,#8]!
  @ 将R1寄存器中的数据写入到R2+8指向的内存空间，然后R2自增8