汇编学习总结记录

crifan

1.1. 汇编学习总结记录
对于我们之前分析的start.S中，涉及到很多的汇编的语句，其中，可以看出，很多包含了很多种不同的语法，使用惯例等，下面，就对此进行一些总结，借以实现一定的举一反三或者说触类旁通，这样，可以起到一定的借鉴功能，方便以后看其他类似汇编代码， 容易看懂汇编代码所要表达的含义。
1.1.1. 汇编中的标号=C中的标号
像前面汇编代码中，有很多的，以点开头，加上一个名字的形式的标号，比如：

1. reset:
   
2. /*
   
3.   * set the cpu to SVC32 mode
   
4.   */
   
5. mrs r0,cpsr  

复制代码

中的reset，就是汇编中的标号，相对来说，比较容易理解，就相当于C语言的标号。
比如，C语言中定义一个标号ERR_NODEV：

1. ERR_NODEV: /* no device error */
   
2. ... /* c code here */
   

复制代码

然后对应在别处，使用goto去跳转到这个标号ERR_NODEV：

1. if (something)
   
2. goto ERR_NODEV ;

复制代码

【总结】
汇编中的标号 = C语言中的标号Label
1.1.2. 汇编中的跳转指令=C中的goto
对应地，和上面的例子中的C语言中的编号和掉转到标号的goto类似，汇编中，对于定义了标号，那么也会有对应的指令，去跳转到对应的汇编中的标号。
这些跳转的指令，就是b指令，b是branch的缩写。
b指令的格式是：
b{cond} label
简单说就是跳转到label处。
用和上面的例子相关的代码来举例：

1. 
   
2. 
   
3. .globl _start
   
4. _start: b       reset  
   

复制代码

就是用b指令跳转到上面那个reset的标号。
【总结】
汇编中的b跳转指令 = C语言中的goto
1.1.3. 汇编中的.globl=C语言中的extern
对于上面例子中：

.globl _start  
中的.global，就是声明_start为全局变量/标号，可以供其他源文件所访问。
即汇编器，在编译此汇编代码的时候，会将此变量记下来，知道其是个全局变量，遇到其他文件是用到此变量的的时候，知道是访问这个全局变量的。
因此，从功能上来说，就相当于C语言用extern去生命一个变量，以实现本文件外部访问此变量。
【总结】
汇编中的.globl或.global = C语言中的extern
1.1.4. 汇编中用bl指令和mov pc，lr来实现子函数调用和返回
和b指令类似的，另外还有一个bl指令，语法是：
BL{cond} label
其作用是，除了b指令跳转到label之外，在跳转之前，先把下一条指令地址存到lr寄存器中，以方便跳转到那边执行完毕后，将lr再赋值给pc，以实现函数返回，继续执行下面的指令的效果。
用下面这个start.S中的例子来说明：

1. bl cpu_init_crit
   
2. 。。。
   
3. cpu_init_crit:
   
4. 。。。
   
5. mov pc, lr  

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其中，就是先调用bl掉转到对应的标号cpu_init_crit，其实就是相当于一个函数了，
然后在cpu_init_crit部分，执行完毕后，最后调用 mov pc, lr，将lr中的值，赋给pc，即实现函数的返回原先 bl cpu_init_crit下面那条代码，继续执行函数。
上面的整个过程，用C语言表示的话，就相当于

1. 
   
2. 
   
3. 。。。
   
4. cpu_init_crit();
   
5. 。。。
   
6. void cpu_init_crit(void)
   
7. {
   
8. 。。。
   
9. }
   

复制代码

而关于C语言中，函数的跳转前后所要做的事情，都是C语言编译器帮我们实现好了，会将此C语言中的函数调用，转化为对应的汇编代码的。
其中，此处所说的，函数掉转前后所要做的事情，就是：
函数跳转前：要将当前指令的下一条指令的地址，保存到lr寄存器中。
函数调用完毕后：将之前保存的lr的值给pc，实现函数跳转回来。继续执行下一条指令。
而如果你本身自己写汇编语言的话，那么这些函数跳转前后要做的事情，都是你程序员自己要关心，要实现的事情。
【总结】
汇编中bl + mov pc，lr = C语言中的子函数调用和返回
1.1.5. 汇编中的对应位置有存储值的标号 = C语言中的指针变量
像前文所解析的代码中类似于这样的：

1. LABEL1：.word Value2
   

复制代码

比如：

1. 
   
2. 
   
3. _TEXT_BASE:
   
4. .word TEXT_BASE  
   

复制代码

所对应的含义是，有一个标号_TEXT_BASE
而该标号中对应的位置，所存放的是一个word的值，具体的数值是TEXT_BASE，此处的TEXT_BASE是在别处定义的一个宏，值是0x33D00000。
所以，即为：
有一个标号_TEXT_BASE，其对应的位置中，所存放的是一个word的值，值为TEXT_BASE=0x33D00000。
总的来说，此种用法的含义，如果用C语言来表示，其实更加容易理解：
int *_TEXT_BASE = TEXT_BASE = 0x33D00000
即：
int *_TEXT_BASE = 0x33D00000
【C语言中如何引用汇编中的标号】
不过，对于这样的类似于C语言中的指针的汇编中的标号，在C语言中调用到的话，却是这样引用的：

1. 
   
2. /* for the following variables, see start.S */
   
3. extern ulong _armboot_start; /* code start */
   
4. extern ulong _bss_start; /* code + data end == BSS start */
   
5. 。。。
   
6. IRQ_STACK_START = _armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - CFG_GBL_DATA_SIZE - 4;
   
7. 。。。  

复制代码

而不是我原以为的，直接当做指针来引用该变量的方式：

1. *IRQ_STACK_START = *_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - CFG_GBL_DATA_SIZE - 4;

复制代码

其中，对应的汇编中的代码为：

1. .globl _armboot_start
   
2. _armboot_start:
   
3. .word _start  

复制代码

所以，针对这点，还是需要注意一下的。至少以后如果自己写代码的时候，在C语言中引用汇编中的global的标号的时候，知道是如何引用该变量的。
【总结】
汇编中类似这样的代码：
label1: .word value2
就相当于C语言中的：
int *label1 = value2
但是在C语言中引用该标号/变量的时候，却是直接拿来用的，就像这样：
label1 = other_value
其中label1就是个int型的变量。
1.1.6. 汇编中的ldr+标号，来实现C中的函数调用
接着上面的内容，继续解释，对于汇编中这样的代码：
第一种：
ldr pc, 标号1
。。。
标号1：.word 标号2
。。。
标号2：
。。。（具体要执行的代码）
或者是，
第二种：
ldr pc, 标号1
。。。
标号1：.word XXX（C语言中某个函数的函数名）
的意思就是，将地址为标号1中内容载入到pc中。
而地址为标号1中的内容，就是标号2。
所以上面第一种的意思:
就很容易看出来，就是把标号2这个地址值，给pc，即实现了跳转到标号2的位置执行代码，就相当于调用一个函数，该函数名为标号2.
第二种的意思，和上面类似，是将C语言中某个函数的函数名，即某个地址值，给pc，实现调用C中对应的那个函数。
两种做法，其含义用C语言表达，其实很简单：
PC = *（标号1） = 标号2
举个例子就是：
第一种：

1. 
   
2. 。。。
   
3. ldr pc, _software_interrupt
   
4. 。。。
   
5. _software_interrupt: .word software_interrupt
   
6. 。。。
   
7. software_interrupt:
   
8. get_bad_stack
   
9. bad_save_user_regs
   
10. bl  do_software_interrupt

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就是实现了将标号1，_software_interrupt，对应的位置中的值，标号2，software_interrupt，给pc，即实现了将pc掉转到software_interrupt的位置，即实现了调用函数software_interrupt的效果。
第二种：

1. 
   
2. ldr pc, _start_armboot
   
3. _start_armboot: .word start_armboot  
   

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含义就是，将标号1，_start_armboot，所对应的位置中的值，start_armboot给pc，即实现了调用函数start_armboot的目的。
其中，start_armboot是C语言文件中某个C语言的函数。
【总结】
汇编中，实现函数调用的效果，有如下两种方法：
方法1：
ldr pc, 标号1
。。。
标号1：.word 标号2
。。。
标号2：
。。。（具体要执行的代码）
方法2：
ldr pc, 标号1
。。。
标号1：.word XXX（C语言中某个函数的函数名）
1.1.7. 汇编中设置某个寄存器的值或给某个地址赋值
在汇编代码start.S中，看到不止一处， 类似于这样的代码：
形式1：

1. # define pWTCON  0x53000000
   
2. 。。。
   
3. ldr     r0, =pWTCON
   
4. mov     r1, #0x0
   
5. str     r1, [r0]  

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或者：
形式2：

1. # define INTSUBMSK 0x4A00001C
   
2. 。。。
   
3. ldr r1, =0x7fff
   
4. ldr r0, =INTSUBMSK
   
5. str r1, [r0]  

复制代码

其含义，都是将某个值，赋给某个地址，此处的地址，是用宏定义来定义的，对应着某个寄存器的地址。
其中，形式1是直接通过mov指令来将0这个值赋给r1寄存器，和形式2中的通过ldr伪指令来将0x3ff赋给r1寄存器，两者区别是，前者是因为已经确定所要赋的值0x0是mov的有效操作数，而后者对于0x3ff不确定是否是mov的有效操作数
（如果不是，则该指令无效，编译的时候，也无法通过编译，会出现类似于这样的错误：

1. start.S: Assembler messages:
   
2. start.S:149: Error: invalid constant -- `mov r1,#0xFFEFDFFF'
   
3. make[1]: *** [start.o] 错误 1
   
4. make: *** [cpu/arm920t/start.o] 错误 2

复制代码

）
所以才用ldr伪指令，让编译器来帮你自动判断：
（1）如果该操作数是mov的有效操作数，那么ldr伪指令就会被翻译成对应的mov指令。
举例说明：
汇编代码：

1. # define pWTCON  0x53000000
   
2. 。。。
   
3. ldr     r0, =pWTCON  

复制代码

被翻译后的真正的汇编代码：

1. 33d00068: e3a00453  mov r0, #1392508928 ; 0x53000000  

复制代码

（2）如果该操作数不是mov的有效操作数，那么ldr伪指令就会被翻译成ldr指令。
举例说明：
汇编代码：

1. 
   
2. 
   
3. ldr r1, =0x7fff  
   

复制代码

被翻译后的真正的汇编代码：

1. 33d00080: e59f13f8  ldr r1, [pc, #1016] ; 33d00480 <fiq+0x60>
   
2. 。。。
   
3. 33d00480: 00007fff  .word 0x00007fff  

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即把ldr伪指令翻译成真正的ldr指令，并且另外分配了一个word的地址空间用于存放该数值，然后用ldr指令将对应地址中的值载入，赋值给r1寄存器。
【总结】
汇编中，一个常用的，用来给某个地址赋值的方法，类似如下形式：

1. #define 宏的名字  寄存器地址
   
2. 。。。
   
3. ldr r1, =要赋的值
   
4. ldr r0, =宏的名字
   
5. str r1, [r0]  

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myforever

不错不错，支持楼主

amarant

不错 支持个

iceking0305

不错，支持一个

cheng_lai_shun

不错

tempname2

很好，指出几点异议：

1.1.1. 汇编中的标号=C中的标号
像前面汇编代码中，有很多的，以点开头，加上一个名字的形式的标号

以点开头？

1.1.3. 汇编中的.globl=C语言中的extern

在C语言里，extern用在函数前是表函数全局可见，global的作用是将符号暴露给全局，从这个角度上来说两者确有相似。但C语言默认情况下函数本来就是全局可见的，所以很少这样用这个关键字。而用extern修饰一个变量表示“声明该变量但不在此为其分配内存”，这与global的作用就差远了。

1.1.5. 汇编中的对应位置有存储值的标号 = C语言中的指针变量

这是混淆了汇编里的标号及C语言里的变量。
汇编里，标号名纯粹是代表某地址；在C语言中，变量名不是地址，而表示一块内存，且变量名与某一种类型相关联。当操作符作用于变量之上时，编译器必需知道变量的类型才能为其生成指令，比如+对于int*和int的含义是不同的。所以变量在使用之前必需通过声明指出其类型。而汇编语言里的标号完全就是地址，欲在C语言里引用汇编标号，必需给它一个类型。

extern ulong _armboot_start

这里把_armboot_start声明为ulong，所以_armboot_start被当作ulong用。引用_armboot_start就用引用某块内存。这时说的_armboot_start是一块内存。当编译结束后，类型反映在生成的指令上，变量名退化成符号，继而与汇编中的标号一样纯粹是地址。引用_armboot_start的指令通过这块内存的首地址来引用这块内存，这个地址以又以_armboot_start（符号）代表。最后链接时在其它文件提供的符号表里搜寻该符号，就会找到汇编文件中的标号_armboot_start，而此时，链接器已经为这个符号关联一个地址了。所以，在C语言里怎么用汇编里的标号，取决于这个标号在C语言中是怎样声明的。

同样，ldr pc,label 本质上是用一label来代替一个不确定的地址。
label1:
        .word label2
label1与label2也是如此，标号完全代表地址，而不是内存中的内容。但是看到ldr register,label这种用法，很容易误会label与C语言里的变量一般代表某块内存。

其实ARM的汇编指令还算好了，微软PC汇编器的语法在这方面才真是彻底地把人搞糊涂。

TerryJk

学习了~~~~

crifan

回复 6# tempname2


   

以点开头？

是偶的笔误。谢谢指正。

在C语言里，extern用在函数前是表函数全局可见，global的作用是将符号暴露给全局，从这个角度上来说两者确有相似。但C语言默认情况下函数本来就是全局可见的，所以很少这样用这个关键字。而用extern修饰一个变量表示“声明该变量但不在此为其分配内存”，这与global的作用就差远了。

在将此变量导出供别处访问方面，global是和extern起到同样效果。对于变量分配，的确作用差远了。是偶的疏忽。偶本意是在前者含义上，两者相等。疏忽了后者。的确是不能划等号。

这是混淆了汇编里的标号及C语言里的变量。
...
label1与label2也是如此，标号完全代表地址，而不是内存中的内容。但是看到ldr register,label这种用法，很容易误会label与C语言里的变量一般代表某块内存。

同上，此处的确不相等，我本意只是想要表示两者在某方面作用类似。此种表达手法，是容易引起误导，以后会及时更正并注意的。
谢谢指正。

kwanzaa_w

很好很强大！