ARM嵌入式学习--第三天

ARM常用伪指令分析

    ARM伪指令：为了方便程序员使用，编译器设计的指令，这个指令ARM核无法识别，需要编译器对它翻译成ARM核所识别的指令

-LDR  R1，=0xabcdef分析

总结：

    编译器在编译的时候，将ldr  r1，=0xabcdef翻译成了ldr  r1，[pc，#0x0004]这一条读内存的指令，根据PC的值加上偏移量算出0xabcdef这个数据在内存的地址，然后使用ldr指令读取这个地址的数据

-LDR  R1,=label分析

 总结：

    LDR  r1，=label指令表示将lable的地址写入r1，label的地址由指定的代码段运行地址来决定

        编译器做法：

            1.首先根据指定的代码段开始的地址，，算出label标签对应的地址值

            2.然后将这个表示的地址值放在一个位置

            3.生成内存访问指令，根据pc＋固定偏移量，找到标签对应地址存放的位置

        注意：

           当代码编译结束的时候，标签表示的地址值（根据指定的代码段地址）已经编译死存放在程序文件中了

-LDR  R1，label分析

（LDR  R1，label表示读取label表示的地址对应的数据）

-ADR  R1，label分析

（ADR  R1，label指令表示根据当前的pc的值+/-偏移量，动态获取当前label所表示的内存地址） 

-如何判别代码在实际内存中运行的地址？

    ADR  R0，_start可以知道，因为他是根据pc的值，动态获取

    LDR  R0，=_start无法知道，这条指令不论在哪里运行，R0的值都是固定的（取决于指定的链接地址）

ATPCS标准

    ATPCS：ARM-Thumb的程序调用标准

    规定了一些子程序间调用的基本规则，这些规则包括子程序调用过程中寄存器的使用规则，数据栈的使用规则，参数的使用规则，有了这些规则之后，单独编译的C语言程序就可以和汇编语言相互调用

-寄存器的使用规则

    1.子程序间通过寄存器R0~R3来传递参数（可记为：a0~a3）

    （注：被调用的子程序在返回前无需恢复寄存器R0~R3的内容）

    2.子程序间通过寄存器R4~R11来保存局部变量（可记为：v1~v8）

    （注：如果在子程序中使用了寄存器的值，则子程序进入时必须保存这些寄存器的值，在返回前必须回复这些寄存器的值，在Thumb程序中，通常只能使用寄存器R4~R7来保存局部变量）     

    3.寄存器R12用作过程调用中间临时寄存器，记作IP

    （注：常用于子程序之间的链接代码段）

    4.寄存器R13用作堆栈指针，记作SP

    （注：在子程序中寄存器R13不能用作其他用途，寄存器SP在进入子程序时的值和退出子程序的值必须相等）

    5.寄存器R14称为连接寄存器，记作LR，它用于保存子程序的返回地址

    6.寄存器R15称为程序计数器，记作PC，它不能用作其他用途

-参数传递规则

    函数间传递参数的时候，当参数个数不超过4个时，可以使用寄存器R0~R3来传递参数，当参数超过4个时，使用堆栈来传递参数

在传递参数时，将所有参数看作是存放在连续的内存单元的子数据，然后，依次将各字数据传递到寄存器R0,R1,R2和R3中，如果参数多于4个，则将剩余的字数据传递到数据栈中，入栈的顺序与参数传递顺序相反，即最后一个字数据先入栈

-子程序结果返回规则

    1.结果为一个32位整数时，可以通过寄存器R0返回

    2.结果为一个64位整数时，可以通过寄存器R0和R1返回

    3.结果为一个浮点数时，可以通过浮点计算部件的寄存器f0、d0或s0来返回

    4.结果为复合型浮点数（如复数）时，可以通过寄存器f0~fn或d0~dn来返回

-栈帧分析

    栈桢概念：

        1.栈桢是一块因函数运行而临时开辟的空间

        2.每调用一个函数就会创建一个独立栈桢

        3.栈桢中存放的是函数中的必要信息，如局部变量，函数传参，返回值等

        4.当函数运行完毕栈桢会销毁

 上图描述的是ARM的栈桢布局方式，main  stack  frame为调用函数的栈桢，func  stack  frame为当前函数（被调用者）的栈桢，栈底在高地址，栈向下增长

图中FP就是栈基址，它指向函数的栈桢起始地址；SP则是函数的栈指针，它指向栈顶的位置

ARM压栈的顺序依次为当前函数指针PC、返回指针LR、栈指针SP，传入参数个数及指针、本地变量和临时变量